PROPOSTA EXPERIMENTAL PARA A EXTRAÇÃO DE PIGMENTOS DO URUCUM (Bixa orellana L.): COMPREENDENDO A QUÍMICA ORGÂNICA ATRAVÉS DOS PRODUTOS NATURAIS

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Ensino de Química

Autores

Martins, V.C.C. (UEPA) ; Aragão, C.G.G. (UEPA) ; Barbosa, J.R. (UEPA) ; Gonçalves, A.C. (UEPA) ; Monteiro, S.A. (UEPA) ; Reis, A.S. (UEPA)

Resumo

Bixa orellana L., conhecida como urucum é uma das fontes de corantes empregadas no uso doméstico ou na indústria alimentícia. Os carotenóides presentes no urucum são bixina, norbixina e geranilgeraniol, porém para obter o extrato utilizam-se técnicas, reagentes e equipamentos que tornam o procedimento demorado e dispendioso para ser executado nas aulas de química orgânica. Com isso, o presente estudo objetivou desenvolver a extração dos pigmentos do urucum por meio de uma proposta metodológica alternativa a partir de uma solução ácido-alcalina utilizando o ácido sulfúrico concentrado como revelador dos carotenóides, sendo o rendimento similar ao encontrado na literatura.

Palavras chaves

Urucum; Extração de pigmentos; Química Orgânica

Introdução

A extração de corantes naturais com a intenção de suplementar ou realçar a coloração perdida vem aumentando cada vez mais em função das exigências do mercado por produtos mais “saudáveis”, uma vez que a legislação limita o uso de determinados aditivos artificiais na indústria alimentícia e farmacêutica (LEMOS et al,2011).A extração é uma técnica usada para separação, isolamento e purificação de compostos orgânicos que se baseia na maior solubilidade de um ou mais compostos em determinado solvente e que podem ser separadas somente se suas solubilidades forem muito diferentes, porém dependendo do solvente pode gerar resíduos tóxicos (SOLOMONS et al, 2011). Os carotenoides extraídos das sementes de Bixa orellana, existem nas formas hidrossolúvel e lipossolúvel sendo a norbixina, geranilgeraniol e a bixina, onde o último é o pigmento majoritário, atrativo e conveniente, em substituição a corantes sintéticos (TAHAM et al, 2014). Com forte “apelo cotidiano” e intencionado a proporcionar uma alternativa prática, o uso de produtos naturais e a separação de misturas a partir de uma solução ácido-alcalina, usando o método de extração líquido-líquido pode ganhar força nas aulas práticas de química orgânica, uma vez que, a finalidade é contribuir com a aprendizagem, pois o conteúdo aqui inserido está voltado para o conhecimento que o aluno vai obter sobre as fontes naturais de pigmentos além de visualizar e interagir com as informações adquiridas.

Material e métodos

As sementes de Bixa orellana L. foram adquiridas no interior do município de Vigia no estado do Pará em novembro de 2015. Após a coleta, os frutos foram lavados com água corrente e colocados para secagem em estufa a 30°C por 3 dias. Em seguida, as sementes foram trituradas no liquidificador e uma alíquota de 25 g pesada em balança analítica foi transferida para o erlenmeyer. Posteriormente, foi adicionado na amostra 100 ml de uma solução de NaOH 5%. A mistura foi aquecida em banho maria à 50 °C e agitada manualmente durante 5 minutos. As sementes foram separadas por filtração e a fase aquosa alcalina contida no béquer foi transferida para o funil de separação e, em seguida extraída 3 vezes com 30 ml de éter etílico para separação do geranilgeraniol que é um metabolito indesejado. A fase etérea foi reservada e a fase aquosa (contendo o carboxilato de sódio da bixina) foi transferida para o erlenmeyer e acidificada até pH ~3,0 com HCl 37% concentrado. Por fim, o extrato acidificado foi transferido novamente para o funil de separação e extraída 3 vezes com 30 ml de acetato de etila. A fase orgânica foi lavada com água e depois com 30 ml de solução saturada NaCl. A fase orgânica foi colocada para secar em estufa à 50 °C por 30 min, porém como os solventes utilizados foram de média polaridade, o material orgânico acabou absorvendo umidade da água quando interagiu com os solventes, logo para que o extrato pudesse ficar mais seco ele foi transferido para o dessecador. Os extratos de sementes de urucum obtidos foram submetidos a testes com H2SO4 98% concentrado. Cerca de 5 mg dos extratos foram dissolvidos em 1 ml de H2SO4 98% concentrado para a verificação de carotenóides, segundo metodologia de Costa et al. (2005).

Resultado e discussão

O método de extração realizado com uma solução ácido-alcalina, sendo o NaOH 5 % a quente, se mostrou eficiente fornecendo um rendimento bruto de 9,18%. O resultado encontrado coincide parcialmente com os dados da literatura de Costa et al (2005), pois o esperado seria 9,56% da massa do corante. Contudo, o rendimento inferior pode estar sujeito aos tipos de solventes utilizados na extração, que foram de média polaridade, logo nas interações com os solventes a amostra absorveu umidade da água. No caso do experimento apenas os pigmentos e lipídios foram extraídos, não houve a extração da celulose ou outros metabólitos como flavonoides, alcaloides e açucares, porque sendo substâncias polares dificultariam a formação do pó seco. Tanto no método experimental quanto na literatura foi obtido um concentrado vermelho, porém para atestar a presença de carotenoides, o extrato sofreu o tratamento com H2SO4 98% concentrado, que sendo um revelador universal, resultou no desenvolvimento de uma coloração azul esverdeada, característica da presença de componentes da classe dos carotenoides, assim como foi obtido na literatura de Costa et al (2005).

Extrato vermelho contendo os pigmentos naturais do urucum.


Extrato com H2SO4 98% concentrado para verificação dos carotenóides.

Conclusões

Concluí-se que esta proposta possa auxiliar nas aulas práticas de química orgânica, sendo uma fonte alternativa para a extração de carotenoides de outros pigmentos, assim como para compreensão da coloração e da classe dos produtos naturais. Podendo ser abordados conteúdos de isomeria, já que os carotenoides podem ser usados na determinação dos isômeros geométricos bixina e norbixina, soluções, basicidade, polaridade dos solventes e interações intermoleculares. A metodologia aplicada estimula a interdisciplinaridade entre a biologia e química, contribuindo com a educação superior e básica.

Agradecimentos

Referências

COSTA, C. l. S.; CHAVES, M. H.; Extração de pigmento das sementes de Bixa orellana L: Uma alternativa para disciplinas experimentais de química orgânica, Revista Química Nova, N° 28, p.149, 2005.

LEMOS, A.R. et al., Atividade antioxidante e correlação com fenólicos totais em genótipos de Urucum (Bixa orellana L.). Revista do Instituto Adolfo Lutz, N ° 70(1), p.62-68, 2011.

SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC,1277p ,2011.

TAHAM, T.; CABRAL, F. A.; BARROZO, M. A. S.; Extração da Bixina do urucum utilizando diferentes tecnologias, p. 16232-16239. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014, v.1, n.2. São Paulo: Blucher, 2015.