EXTRAÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS DAS FOLHAS DE ORA-PRO-NÓBIS UTILIZANDO FLUIDOS PRESSURIZADO

Autores

Sete da Cruz, R.M. (UEM) ; Mataruco, L. (UEM) ; Jaski, J.M. (UEM) ; Barão, C.E. (UEM / IFPR)

Resumo

A Pereskia aculeata Mill. (Ora-pro-nóbis) é uma espécie da família Cactaceae e faz parte da classificação de hortaliças não-convencionais. Estudos demonstram que as folhas de ora-pró-nobis possuem grande quantidade de ácidos fenólicos. O objetivo do trabalho foi definir as melhores condições de vazão, pressão e temperatura na extração com etanol pressurizado das folhas de ora-pro- nóbis, além de determinar a atividade antioxidante dos extratos e quantificar o teor de proteínas e compostos fenólicos. Através dos resultados obtidos verificou- se que a condição de 60 °C, 50 bar e 0,5ml min^-1 forneceu os melhores valores em relação aos compostos fenólicos (2.60± 0.08) e menores valores de IC50 (154.78 ± 4.53).

Palavras chaves

Pereskia aculeata Mill; eco friendly process; plantas não-convencionais

Introdução

Algumas espécies de plantas nativas constituem uma alternativa para a obtenção de compostos fenólicos como, por exemplo, as folhas de Pereskia aculeata Miller, da família Cactaceae, subfamília da Pereskioideae e conhecida como Ora-pró-nobis (OPN) (XAVIER, 2022). Garcia et al. 2019 relata que os compostos fenólicos e carotenóides são os principais constituintes antioxidantes das folhas de OPN, sendo elas macias, de cor verde-escura, carnosas e suculentas, e constituem a parte da planta mais utilizada para consumo humano, podendo ser consumidas cruas ou cozidas sendo classificadas como plantas alimentícias não-convencionais (PANC) (OLIVEIRA; NAOZUCA, 2021). Os compostos fenólicos são partes de metabólitos secundários encontrados principalmente em espécies de plantas com enorme diversidade estrutural. Esses compostos não são distribuídos universalmente nas plantas com estabilidade variada. Isso contribuiu para desafiar os processos de extração; implicando que o emprego de uma única etapa ou técnica de extração inadequada pode alterar a recuperação de componentes fenólicos das amostras de plantas. Portanto, é importante selecionar um método de extração apropriado para recuperar os compostos fenólicos alvo (ALARA et al., 2021). Para obtenção desses compostos fenólicos, podemos utilizar como uma das técnicas atuais o método de extração com líquido pressurizado (PLE) também chamada de “extração acelerada por solvente (ASE)” que requer o uso de alta temperatura e pressão (ALARA et al., 2021). Assim, os solventes de extração, tal como a água, que não é tão eficiente em extrair compostos em baixas temperaturas, pode ser muito mais eficiente para as temperaturas elevadas usadas no PLE (HEO et al., 2014), porém vários solventes e suas misturas têm sido utilizados para a extração de componentes fenólicos através de diversas fontes, sendo os mais utilizados o metanol, etanol e sua combinação com água em várias proporções (ALVAREZ-RIVERA et al., 2020). Quando comparada às técnicas de extrações convencionais, a PLE apresenta as seguintes vantagens: maior rendimento, rapidez (10 a 30 minutos), economia de solventes, não requer filtração do extrato e é automatizada (CASTRO-PUYANA et al., 2013). Esse processo oferece uma série de vantagens em termos de rendimento, produtividade e seletividade, além de redução do uso de solventes químicos se tornando um dos principais “eco friendly process” (CHEMART e KHAN, 2011). Os objetivos desse trabalho foi realizar a extração de compostos fenólicos da folha de ora-pro-nóbis utilizando etanol como agente extrator pela técnica de líquido pressurizado.

Material e métodos

Preparação da matéria-prima: As folhas no mesmo estágio de maturação foram limpas, armazenadas em sacos plásticos sob refrigeração e secas em liofilizador para obtenção do produto em pó. Extração de compostos fenólicos com etanol pressurizado: As condições de extração com o sistema pressurizado utilizando etanol foram determinadas utilizando um planejamento fatorial do tipo 2³ com 3 pontos centrais. Sendo as variáveis temperatura (30, 45 e 60 °C), pressão (50, 75 e 100 bar) e fluxo (0,5, 0,75 e 1,0 mL . min^-1). Para a extração, primeiramente 4g de folhas secas e moídas foram adicionadas ao recipiente extrator (célula de extração), a passagem do etanol será iniciada nas condições de pressão, temperatura e vazão desejadas. O tempo de extração para determinar a cinética de extração foi de 5 horas para cada condição. Ao final de cada intervalo de tempo de extração, os frascos contendo extrato etanólico foram colocados em estufa com circulação de ar a 55 ºC para secagem até peso constante. Após a secagem, o extrato foi pesado em uma balança analítica para determinação do rendimento obtido em massa. Para as curvas cinéticas de extração os frascos foram pesados após, 1, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240,270 e 300 minutos para obtenção de extrato para análise Determinação dos componentes fenólicos totais e atividade antioxidante dos extratos: A determinação do teor de fenólicos totais presentes nas amostras de extrato foi realizada por meio de espectroscopia na região do visível utilizando o método de Folin Ciocalteu (FOLIN e CIOCALTEAU, 1927; BOROSKI et al., 2015). A determinação da atividade antioxidante dos extratos foi realizada utilizando o método de sequestro de radicais livres (DPPH-2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) de acordo com a metodologia proposta por Gyamfi et al. (1999) e Boroski et al. (2015). Determinação de proteínas totais: A determinação do teor de proteínas das folhas foi realizada pelo método de Kjeldahl de acordo com AOAC (2004).

Resultado e discussão

Cinética da extração: A partir da realização das extrações com etanol pressurizado, foi possível realizar as curvas cinéticas das extrações, que estão apresentadas na (Figura 1), de maneira geral, nota-se que ao aumentar a temperatura de extração para 60°C aumentou-se também o rendimento das extrações, independente das outras condições (vazão do solvente e pressão) e ao diminuir a temperatura para 30°C, diminui-se o rendimento das extrações, com exceção da extração 4 (50 bar, 30°C, 0,5 mL min^-1), que difere-se da extração 5 (50 bar, 30°C, 1 mL min^-1) apenas pela vazão do solvente. A temperatura é um parâmetro crítico no processo de extração, pois influencia diretamente no rendimento e na concentração do extrato. A temperatura altera as propriedades do solvente e a pressão de vapor do soluto, impactando na transferência de massa da matéria-prima para o solvente (CHAVES et al., 2022). Outro ponto é que a temperatura também afeta o processo de separação das misturas no adsorvente justamente por aumentar a taxa de transferência de massa, o que causa uma redução na capacidade de retenção do adsorvente (SOUZA et al., 2020). Já ao observar a variação da vazão do solvente nas condições de extração, constata-se que de maneira geral as extrações com vazão do solvente de 0,5 mL min^-1 obtiveram maiores rendimentos de extrato em relação as com vazão do solvente de 1 mL min^-1, quando este era o único fator variável com exceção das extrações 6 (100 bar, 30°C, 0,5 mL min^-1) e 7 (100 bar, 30°C, 1 mL min^-1). Rendimento, Teor de compostos fenólicos, Atividade antioxidante e Teor de Proteínas: A partir da determinação das curvas cinéticas da extração foi possível determinar o rendimento total de cada extração, apresentados na Figura 2. De modo geral supõe-se que há uma influência da vazão de solvente na quantidade de compostos fenólicos, já que os maiores valores obtidos dentre as extrações foram aquelas onde a vazão era menor (0,5 mL min^-1). Além disso, observa-se que os maiores teores de fenólicos foram obtidos nas extrações 8 (50 bar, 60°C, 0,5 mL min^-1), 6 (100 bar, 30°C, 0,5 mL min^-1) e 10 (100 bar, 60°C, 0,5 mL min^-1), que tiveram rendimento de 12, 4,1 e 14,62% respectivamente. Entretanto é relatado que a maior influência na extração são as temperaturas mais altas que diminuem a viscosidade dos solventes líquidos, permitindo assim uma melhor penetração das partículas da matriz e aumentando a extração, além de reduzir a viscosidade, as altas temperaturas também diminuem a tensão superficial do solvente, dos solutos e da matriz, permitindo que o solvente “molhe” a matriz da amostra mais completamente (NIETO et al., 2010). Apesar de ter obtido um maior rendimento de extrato, a extração 10 apresentou dentre as três citadas anteriormente a menor quantidade de compostos fenólicos, possivelmente devido ao fato de sua temperatura (60°C) e pressão (100 bar) serem maiores que nas outras duas, o que acarretou degradação desses compostos. Supasatyankul et al., 2022 relata que embora o uso de temperatura elevada promova maior recuperação de compostos fenólicos, o uso de temperatura de extração excessiva pode degradar compostos fenólicos. A partir disso, pode-se dizer que ha um indicativo de que possivelmente pressão, temperatura e vazão mais baixas favorecem a extração de compostos fenólicos da folha de ora-pro-nóbis, embora prejudiquem o rendimento total do extrato. Sumampouw et al., 2021 em (PLE) de compostos fenólicos da alga marrom Fucus vesiculosus constatou que a elevação da temperatura em alta concentração de etanol reduzirá o valor de compostos fenólicos. Cruz et al (2021) identificou em extratos vegetais de OPN uma variação entre 26 e 66 mg EAG g^-1, ressaltando que a água é mais eficiente na extração de fenólicos das folhas, enquanto Garcia et al. (2019) apresenta 23,75 mg EAG g^-1 para extratos hidro alcoólicos. Quanto a quantidade de proteínas não houve diferença entre as extrações. Já em relação a atividade antioxidante, a extração 8 também se destacou pois está entre as com menores valores de IC₅₀, não diferindo significativamente das outras com menores valores. Lasta et al., 2019 em extração PLE com resíduos de Beta vulgaris L. constata que o etanol puro proporciona a seletividade para compostos antioxidantes apresentando atividade antioxidante elevada quando comparadas com extrações PLE utilizando solvente hidro alcoólicos.

Cinética de extração com etanol pressurizado das folhas de ora-pro-nóbis em diferentes condições de extração (temperatura, pressão e vazão solvente)


Valores médios (n = 3, ± erro padrão); significancia Tukey (p ≤ 0,05). Teor de Fenólicos (mg EAG/g de extrato). Tempo (T), Pressão (P) e Vazão (w).

Conclusões

Diante do exposto, é possível concluir que a extração 8 (50 bar, 60°C, 0,5 mL min- 1) é a mais adequada, pois fornece um dos maiores rendimentos (12%), utiliza uma menor quantidade de solvente (0,5 mL min-1) e fornece a maior quantidade de compostos fenólicos (2,60 mg EAG g-1 de extrato), e obteve bons resultados para atividade antioxidante (154.78 IC50 µg mL-1) não diferindo significativamente (p<0,05) em relação as outras condições que também obtiveram bons resultados.

Agradecimentos

Os autores agradecem a UEM, IFPR/Paranavaí e ao CNPq pela concessão de bolsa de pesquisa.

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