Planejamento de Misturas na Extração do Betacaroteno

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Analítica

Autores

Brito Souza Filho, L. (UFPI) ; Santos Neto, L. (IFPI) ; Slag Neri Silva, D. (UFPI)

Resumo

Em razão da grande importância os carotenoides vêm sendo determinados em inúmeros alimentos. Salienta-se que são extraídos por meio de solventes orgânicos, no entanto apresentam instabilidade diante da luz, oxigênio e do aquecimento. O presente trabalho analisou a extração de carotenoides do tomate, da abóbora e beterraba através da utilização dos solventes: acetona, etanol e metanol, por meioda aplicação do planejamento de misturas, Simplex- Centroid. Os resultados obtidos, em laboratório, demonstraram que o solvente com maior desempenho para extração de carotenoides na amostra de tomate.

Palavras chaves

Carotenóides; Simplex-Centroid; Solventes Orgânicos

Introdução

Os carotenoides são pigmentos naturais, derivados do isopreno. São compostos lipossolúveis responsáveis pela cor atraente e característica de muitos alimentos. Além de possuírem atividade antioxidante através da interação com radicais livres e sequestro do oxigênio singlete alguns possuem atividade pró-vitamínica A (UENOJO, 2007). Sabe-se que as funções dos carotenoides não estão completamente determinadas, em contrapartida, sabemos que assumem um papel muito importante no organismo humano. Estudos revelam que existem mais de 700 carotenoides na natureza, onde apenas 50 destes fazem parte da dieta humana, 6 deles somam mais de 95% do total de carotenoides consumidos na dieta humana: β-caroteno, licopeno, β-criptoxantina, α-caroteno, luteína, zeaxantina (DARVIN, 2011). Como é de conhecimento, os carotenoides são pigmentos naturais encontrados em plantas e responsáveis pelas cores vibrantes de algumas frutas e legumes, dentre essas cores podemos destacar a coloração laranja da abóbora, o amarelo intenso da manga e o vermelho característico do tomate e beterraba (COSTA, CHAVES, 2005). Fazendo uso de técnicas experimentais para obtenção e estudo em relação aos procedimentos adotados ao alvo da análise, utilizou-se como parte dos processos a técnica de extração por solvente, método este que envolve a separação de compostos, presente na forma de uma solução ou suspensão em um determinado solvente. A motivação residiu em identificar quais solventes, possuem maior rendimento para extração de β-caroteno do tomate. O trabalho foi realizado, devido à grande importância do tomate, da beterraba e da abóbora para a alimentação humana, sendo vegetais, portadores de grandes vantagens para a saúde, além da necessidade de conhecimento de suas composições químicas.

Material e métodos

As amostras de tomates, abóboras e beterraba foram adquiridas no comércio da cidade de PICOS-PI (GPS 07º 04' 37" S / 41º 28' 01" W). Antes do processamento todas as amostras foram lavadas, secas com papel absorvente e selecionadas para fornecer um grupo homogêneo. Em seguida realizou-se a raspagem da polpa e executada a homogeneização em um liquidificador com posterior armazenamento em um recipiente plástico para cada amostra selecionada. Após isso, os recipientes contendo as amostras foram acondicionados a temperatura de -4 ºC. Todos os reagentes utilizados nesse trabalho foram de grau analítico, os materiais foram descontaminados em banho ácido 10% HNO3 (v/v) por no mínimo 24 h, posteriormente, foram lavados com água destilada e secos a temperatura ambiente. Para os ensaios de otimização da extração de β-caroteno da polpa foram utilizados os solventes: etanol, acetona, metanol (DINÂMICA). Para o procedimento, 0,3 g de cada amostra foi pesada diretamente dentro dos tubos de polipropileno de 15 mL tipo Falcon, identificados, e em seguida adicionada 10 mL de solução extratora (proveniente do planejamento de misturas), o tubo contendo a solução foi envolto em papel alumínio e em seguida a mistura submetida a agitação por 15 min a 250 rpm e centrifugada a 3500 rpm por 10 min. Após o procedimento de extração, o sobrenadante coletado e armazenado a temperatura de 5 °C. As leituras das absorbâncias das soluções das misturas foram realizadas diretamente, usando uma cubeta de quartzo de caminho óptico de 1cm, por um Espectofotômetro (Laborglass UV/VIS LGI-VS-721N) a 450 nm. Os testes foram realizados em triplicata. Os resultados coletados como a média ± o desvio padrão. Os cálculos ANOVA foram realizados utilizando o software Statistica 6.0 (Tulsa, EUA).

Resultado e discussão

A Figura 1 representa o gráfico de contorno na extração de β-Caroteno em Tomate, através dos diferentes solventes utilizados e suas misturas: etanol, acetona e metanol. Pode-se verificar que a acetona apresentou maior rendimento ou capacidade extratora, seguida pelas misturas dos solventes etanol e metanol. De acordo com a ANOVA, verifica-se que com o aumento dos termos ao polinômio matemático (modelo linear para quadrático) houve a melhora nos parâmetros de R2 e Rajustado. Em que o aumento para o Rajustado está relacionado ao fato de as misturas binárias dos solventes proporcionarem melhores condições de extração, além de os valores para soma quadrática serem maiores que os valores para o erro observado para cada modelo estudado. Isso indica que o modelo se ajusta satisfatoriamente aos dados experimentais e pode ser usado para previsão e otimização. A Figura 2 mostra quais termos para a construção do modelo foram significativos, ou seja, quais fatores ou interações entre os solventes influenciaram na resposta (teor de β-caroteno) em Tomate. Observa-se que a interação entre AB (etanol e acetona) não foi significativa, e que o valor de BC negativo remete a um efeito antagônico, ou seja, a resposta obtida pela interação desses dois solventes será sempre menor do que quando eles são avaliados separadamente.

FIGURA 1 - Gráfico de Contorno - Modelo Quadrático para amostra de Tomate


FIGURA 2 - Gráfico de Pareto para amostra de Tomate

Conclusões

O presente estudo apresentou a otimização e aplicação da extração de β- caroteno da amostra de tomate. Os modelos estatísticos mostraram-se adequados indicando que os resultados estão dentro do previsto. Portanto as condições ótimas para a extração deste carotenoide em tomate deu-se com a Acetona como solvente, com já era esperado de acordo com a literatura. Entretanto, observou-se que a quantidade de carotenoides nas amostras pode ser muito variável e que há erros comuns e fatores que dificultam estas análises.

Agradecimentos

Agradecer o Instituto Federal do Piauí por disponibilizar seu laboratório e equipamentos e a Universidades Federal do Piauí por alguns reagentes fornecidos.

Referências

COSTA, Charllyton Luis S. da; CHAVES, Mariana H.; Extração de pigmentos da sementes de Bixa orellanna L.: Uma alternativa para disciplinas experimentais de química orgânica. Química Nova, vol.28, n.1, set, 2005. p. 149-152.
DARVIN, M. E. et al. The role of carotenoids in human skin. Molecules, 16, 10491–10506, 2011
UENOJO, M. et al. Carotenoides: propriedades, aplicações e biotransformação para formação de Compostos de aroma. Química Nova, v.30, p.616-622, 2007.