Identificação de funções orgânicas em extratos vegetais: uma proposta pedagógica

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ensino de Química

Autores

Ferreira, E.J.S. (IFMT CUIABÁ-BELA VISTA) ; Camargo, L.A.N. (IFMT CUIABÁ-BELA VISTA) ; Cunha, J.N.F. (IFMT CUIABÁ-BELA VISTA) ; Cerqueira, C.L.S. (IFMT CUIABÁ-BELA VISTA)

Resumo

Essa pesquisa tem por objetivo realizar a identificação de grupos funcionais em Pimenta/Capsicum annuum, Alecrim/Rosmarinus officinalis L. e Erva mate/Ilex paraguariensis, utilizando-se métodos extrativos para o ensino de funções orgânicas na disciplina de química. Sendo assim, foram estabelecidos três métodos de extração, com três repetições, obtendo-se extratos brutos abundantes em compostos polifuncionais. Os extratos foram utilizados como amostras reais para identificação das funções orgânicas. Essa pesquisa foi desenvolvida com intuído de fornecer aos professores novas estratégias para o processo ensino-aprendizagem.

Palavras chaves

Ensino ; Orgânica ; Extratos

Introdução

Alves Filho (2000), afirma que a utilização de atividades experimentais nas aulas de química possui o objetivo pedagógico de aperfeiçoar o processo de ensino tornando-o interativo, no qual os estudantes podem participar de forma ativa. Desse modo, sabe-se que a extração é uma prática corriqueiramente utilizada em química orgânica, e é caracterizada como uma operação físico-química de transferência de massa, onde os sólidos solúveis e voláteis podem ser extraídos por manter-se contato entre o solvente e os sólidos (CLARKE E MACRAE, 1985). No cotidiano, os experimentos devem ser realizados com melhores rendimentos e menor tempo de análise, por isso deve- se avaliar a eficiência da extração. Deve-se levar em consideração a eficiência e seletividade do processo de extração em produtos naturais (SIMÕES et al., 2003). Do ponto de vista da química, os alimentos são constituídos por nutrientes que são caracterizados por funções químicas específicas, estruturas e propriedades físico-químicas particulares (PALERMO, 2008). Por exemplo, em pesquisas de ácidos graxos com pimentas realizada por Boonsiri, Ketsa e Van Doorn (2007), em uma espécie do gênero C. annum, observou-se, em maior abundância, o ácido graxo linoleico, apresentando ser um alimento em potencial para identificação de ácidos carboxílicos. O ácido rosmarínico é um dos principais componentes encontrados no alecrim (COUTO et al., 2011). Erva mate por sua vez, apresenta propriedade estimulante relacionada com a presença de metilxantinas (GNOATTO et al., 2007). O objetivo dessa pesquisa é identificar qualitativamente grupos funcionais em alimentos, a partir da extração do material vegetal, utilizando-se métodos viáveis, eficientes e de fácil acesso, que poderão ser abordados na disciplina de química.

Material e métodos

O experimento foi conduzido no Instituto Federal de Mato Grosso. Os alimentos foram adquiridos na feira do Porto, localizada no Município de Cuiabá. Os materiais botânicos foram previamente higienizados com água corrente e a secagem ocorreu em temperatura ambiente. Para redução da amostra bruta empregamos o método de quarteamento, conforme descrito por Cecchi (2003). Os extratos hexânicos de pimenta foram provenientes da extração em Soxhlet, conforme metodologia de Borges et al. (2015). Os frutos de pimenta foram levados à estufa (65 °C por 72 horas) previamente, foram utilizados 14 g de frutos moídos em 500 mL de solvente hexano. A extração do alecrim foi obtida por hidrodestilação em Clevenger, segundo metodologia empregada por Zibetti (2016), foram utilizados 40 g de folhas de alecrim trituradas em 200 mL de água destilada em ebulição por 3 horas. A bipartição foi realizada com 20 mL clorofórmio em triplicata e a secagem com sulfato de sódio anidro. A extração da erva mate foi realizada em refluxo, segundo metodologia de Schubert et al. (2006), com 7,5 g de folhas de erva mate e 150 mL de água destilada em ebulição por 30 minutos. Após arrefecimento, os extratos foram submetidos à filtração em papel filtro, neutralizados com solução de hidróxido de amônia e extraídos com três porções de 25 mL de clorofórmio:isopropanol (3:1). As extrações foram realizadas em triplicata. Os extratos concentrados foram transferidos para frasco de vidro etiquetado e com pesos previamente determinados em balança analítica. Os testes de identificação foram baseados nas metodologias de Pavia et al. (2009) onde se utiliza bicarbonato de sódio 5% para ácido carboxílico, hidróxido de sódio 10%/cloreto férrico 3% para fenol e sulfato de cobre 10% para amina.

Resultado e discussão

Em estudo com frutos de pimentas, Borges et al. (2015) afirma predominância de ácidos graxos entre seus constituintes químicos. Para os extratos hexânicos de pimenta o rendimento do extrato bruto foi de 1,9874 g (14%) utilizando o método de soxhlet e solvente hexano. Dias et al. (2014), obteve 7,98% de extrato bruto, utilizando a mesma metodologia e o mesmo solvente, e afirma que o rendimento foi baixo, o que pode ser explicado pela polaridade do solvente, uma vez que o hexano tem polaridade menor que a do etanol. A concentração de extrato obtido foi suficiente para realizar o teste de identificação, sendo possível visualizar o desprendimento de bolhas que ocorreu de forma imediata e expressiva, indicando teste positivo para a função ácido carboxílico. Dentre os constituintes químicos do alecrim sobressaiam-se os flavonoides e os compostos fenólicos (CUNHA, SILVA E ROQUE, 2012). O rendimento do óleo de alecrim foi de 1,1965 g (3%) empregando o método de hidrodestilação. Prins, Lemos e Freitas (2006) apresentaram rendimento de 1,0 % utilizando o mesmo método de extração. Porém óleos essenciais de alecrim apresentaram eucaliptol (27,9%) como componente majoritário. O teste de identificação foi realizado, entretanto o resultado foi negativo para função fenol, indicando que o método de extração não é eficiente para extrair compostos fenólicos. As principais metilxantinas presentes na erva mate são a cafeína e teobromina (ASHIHARA e SUZUKI, 2004). O rendimento do extrato bruto da erva mate foi de 0,8013 g (10%). Jacques (2005) obteve 2,46% utilizado CO2 à alta pressão como solvente. O teste de identificação foi positivo para a função amina, pois houve mudança imediata de coloração, o que pode indicar altas concentrações de metilxantinas no extrato.

Conclusões

Com o propósito de auxiliar os professores de química do curso de engenharia de alimentos e estabelecendo ligação entre o cotidiano e os conceitos a serem ministrados, propomos a utilização de extratos vegetais para o ensino das funções orgânicas.Verificamos que as funções orgânicas ainda são identificadas de maneira tradicional utilizando-se reagentes como amostras reais. Desse modo, nosso objetivo foi realizar uma abordagem diferenciada, substituindo reagentes por alimentos. Podemos afirmar que o ensino de química foi favorecido pela metodologia de ensino aplicada.Bolsista PIBIC-IFMT.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal de Mato Grosso pelo incentivo e oportunidade.

Referências

ALVES FILHO, J. P. Atividades experimentais: do método à prática construtivista. 2000. Tese (Doutorado em Educação) – Centro de Ciências da Educação, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2000.
ASHIHARA, H.; SUZUKI, T. Distribution and biosynthesis of caffeine in plants. Frontiers in Bioscience, v. 9, p. 1864-1876, 2004.
BOONSIRI, K.; KETSA, S.; VAN DOORN, W. G. Seed browning of hot peppers during low temperature storage. Postharvest Biology and Technology, v. 45, n. 3, p. 358-365, 2007.
BORGES, Karla Morais et al. Caracterização Morfoagronômica e físico-química de pimentas de Roraima. Revista Agro@ambiente On-line, v. 9, n° 3, p. 292-299, julho-setembro, 2015.
CECCHI, Heloisa M. Fundamento teóricos e práticos em análise de alimentos. Editora Unicamp. 2° edição, Campinas, 2003.
CLARKE, R.J., R. MACRAE. Coffee Chemistry. London, Elsevier Applied Science, Vol. 1. 1985, 305 p.
COUTO, R., et al. Validated HPLC‑PDA method for rosmarinic acid quantification in rosemary. Latin American Journal of Pharmacy, vol. 30, n. 10, p. 1951‑1956, 2011.
CUNHA, A.P.; SILVA, A.P.; ROQUE, O.R. Plantas e produtos vegetais em fitoterapia. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 2012. 731p.
DIAS, A. L. B., et al. Extração de pimenta malagueta (capsicum frutescens) a baixa pressão assistida por ultrassom. COBEQ-Congresso Brasileiro de Engenharia Química, Florianópolis, 2014.
GNOATTO, Simone C.B., et al. Influência do método de extração nos teores de metilxantinas em erva-mate (Ilex paraguariensis A. ST.-HIL., AQUIFOLIACEAE). Quim. Nova, Vol. 30, No. 2, 304-307, 2007.
JACQUES, R. A. Caracterização química da erva mate (Ilex paraguariensis): Aplicação de diferentes processos de extração e influência das condições de plantio sobre a composição química. UFRS, Programa de pós-graduação em química, Porto Alegre, 2005.
PAVIA, Donald L. et al. Química orgânica experimental: Técnicas de escala pequena/ 2º edição. Porto Alegre: Bookman, 2009.
PALERMO, J.R. Bioquímica da nutrição. São Paulo: Atheneu, 2008.
PRINS, C. L.; LEMOS, C. S. L.; FREITAS, S. P. Efeito do tempo de extração sobre a composição e o rendimento do óleo essencial de alecrim (Rosmarinus officinalis). Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 8,92, 2006.
SCHUBERT, Alexandre et al. Variação anual de metilxantinas totais em amostras de Ilex paraguariensis A. ST – HIL. (Erva mate) em Ijuí e Santa Maria, Estado do Rio Grande do Sul. Química Nova. Vol. 29, n° 6, 1233-1236, 2006.
SIMÕES, C. M. O., et al. Farmacognosia da planta ao medicamento. 5 ed. Florianópolis: UFRG/UFSC, 2003.
ZIBETTI, Fiorella Mollo. Desenvolvimento de formulação nanoestruturada contendo óleo essencial de rosmarinus officinalis l. para o tratamento tópico do herpes. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Niterói, 2016.