Autores
Jaski, J.M. (UEM) ; Sete da Cruz, R.M. (UEM) ; Barão, C.E. (UEM / IFPR) ; da Silva, C. (UEM) ; Cardozo-filho, L. (UEM)
Resumo
O gergelim é uma cultura que produz óleo, enquanto que as folhas de oliveira são
ricas em compostos ativos. A extração simultânea de matérias-primas é um método
alternativo de extração que pode incorporar compostos quimicamente ativos no
produto final. O objetivo desse trabalho foi o aumento da resistência
à oxidação do óleo de gergelim pelo processo de extração simultânea de óleo de
gergelim e extrato de folhas de oliveira utilizando extração convencional e
pressurizada. concluindo-se que compostos como α–tocoferol, 1–octacosanol e 1–
triacontanol provenientes das folhas de oliveira são incorporados ao óleo pelas
técnicas de extração convencional e pressurizada, sendo que o rendimento de óleo
foi superior a 40% pela extração convencional.
Palavras chaves
Sesamum indicum; Olea europaea; Fitosteróis
Introdução
O gergelim (Sesamum indicum L.) é uma espécie da família botânica
Pedaliaceae. Planta herbácea anual que apresenta flores brancas em forma de
sino. A produção de sementes é o objetivo principal de seu cultivo comercial,
sendo muito utilizadas na alimentação humana, além de apresentar cerca de 50% de
óleo. (BAHKALI; HUSSAIN; BASAHY, 1998; CHAKRABORTHY, G.S., P.M. GHORPADE, 2008;
CORSO et al., 2010).
O óleo de gergelim é muito apreciado, pois possui cerca de 46% de sua composição
em ácidos graxos composta por ácidos graxos poli-insaturados (AGPI), 39%
monoinsaturados (AGMI) e somente 14% saturados (AGS). Os AGs oleico (n-9) e o
linoleico (n-6) são os principais constituintes (ANILAKUMAR et al., 2010;
BAHKALI; HUSSAIN; BASAHY, 1998; NAMIKI, 1995). Ademais, o óleo apresenta
propriedades medicinais e terapêuticas bem documentadas na literatura
(ANILAKUMAR et al., 2010).
O óleo de gergelim, como todos os óleos vegetais são produtos naturais sujeitos
ao processo de degradação natural, que pode variar de acordo com disponibilidade
de ar, temperatura e a presença de compostos insaturados nos óleos (DA SILVA;
JORGE, 2012; YANG et al., 2016). Para superar o processo de degradação, são
utilizados compostos químicos antioxidantes sintéticos, no entanto, sabe-se que
esses podem ser tóxicos e carcinogênicos (BOTTERWECK et al., 2000; LANIGAN;
YAMARIK, 2002; SAITO; SAKAGAMI; FUJISAWA, 2003). Dessa forma, aumenta a busca
por antioxidantes naturais (AHMAD-QASEM et al., 2013; TAGHVAEI; JAFARI, 2015).
As folhas de oliveira (Olea europaea L.) são provenientes da
olivicultura, muitas vezes são descartadas durante a poda e a pós-colheita. O
extrato das folhas de oliveira (EFO) apresenta divesos compostos valiosos que
podem ser utilizados como fontes potenciais de compostos ativos, inclusive para
aumentar a vida útil de óleos vegetais (JASKI et al., 2019a; LOZANO-SÁNCHEZ;
CASTRO-PUYANA; MENDIOLA, 2014; TALHAOUI et al., 2015).
A extração convencional de óleos vegetais é a mais utilizada pela indústria para
obtenção de óleos. Mesmo sendo eficiente para extrair o óleo dos grãos, essa
técnica apresenta desvantagens como, o uso de solventes orgânicos tóxicos que
podem persistir no produto final e causar problemas de saúde ao consumidor.
Dessa forma, os métodos de extração verde surgem como alternativas emergentes
para substituir as extrações convencionais. As vantagens dessas técnicas são
inúmeras, como: maior eficiência, zero resíduos no produto final e menor
poluição do ambiente. Dentre essas técnicas, as extrações em condições
pressurizadas são consideradas altamente eficientes e recomendadas. Dentre os
fluidos pressurizados o gás n-propano se destaca na extração de óleos por
possuir alta afinidade com os lipídios e extrair rapidamente o óleo dos grãos
(CORREA et al., 2016; CUCO; CARDOZO-FILHO; SILVA, 2019; DA SILVA et al., 2018).
Uma recente abordagem do grupo de pesquisa local, mostrou que a extração
simultânea de diferentes matérias-primas no mesmo recipiente de extração
utilizando o propano como solvente pode ser eficiente para obtenção de produtos
melhorados e altamente resistentes a degradação. Nesse processo de extração
simultânea, o produto final é enriquecido pela incorporação de compostos ativos.
Assim, o óleo das sementes pode atuar como um cossolvente no processo de
extração de compostos ativos das folhas de oliveira (CUCO; CARDOZO-FILHO; SILVA,
2019; JASKI et al., 2022).
O objetivo desse trabalho foi o aumento da resistência à oxidação do óleo de
gergelim pelo processo de extração simultânea de óleo de gergelim e extrato de
folhas de oliveira utilizando extração convencional e pressurizada.
Material e métodos
Preparação da matéria-prima: As sementes de gergelim escuro foram adquiridas em
loja especializada de produtos naturais na região de Maringá, Paraná, Brasil e
trituradas em moinho manual de café. As folhas de oliveira foram coletadas no
estado de São Paulo de oliveiras de três variedades (Arbequina, Koroneiki e
Arbosana). As folhas foram secas em estufa de ventilação forçada a 35 ºC por 36
h. As folhas secas foram trituradas com um moinho de facas.
Extração de óleo via propano pressurizado: As extrações foram realizadas em um
aparato experimental previamente já descrito na literatura (TRENTINI et al.,
2017). O recipiente de extração era carregado com aproximadamente ∼60 g de
amostra (folhas de oliveira/sementes de gergelim), sempre na proporção
3:1(folhas:sementes). O solvente, n-propano, era bombeado usando uma bomba de
seringa (Teledyne ISCO 500 D) a um fluxo constante de 1,5 mL min – 1 durante 60
minutos. O óleo era então coletado em frasco de vidro âmbar e a massa do
frasco+amostra era terminada a cada 5 minutos de extração. O rendimento de óleo
e do extrato foram obtidos pela razão entre a massa de óleo extraído e a massa
de amostra utilizada. A pressão utilizada nos experimentos foi de 12 MPa e a
temperatura foi de 60ºC, condições mais favoráveis para maior rendimento de óleo
de gergelim (CORSO et al., 2010).
Extração via Soxhelt: A extração simultânea de óleo de gergelim e extrato de
folhas de oliveira foi realizada colocando-se as sementes na parte basal e as
folhas na parte superior do envelope de papel filtro, na proporção 1:3 (p/p),
totalizando 10 g ao todo. Esse método foi realizado de acordo com as normas
padrão de extração (AOAC, 2004).
Determinação dos compostos ativos: Os compostos ativos (fitosteróis e
tocoferóis) presentes nos óleos foram analisadas em cromatógrafo gasoso acoplado
a um espectrômetro de massas (Shimadzu, GC-MS QP2010 SE) equipado com um injetor
automático (AOC-20i). A identificação do composto foi realizada a partir dos
bancos de dados da biblioteca NIST14.lb e NIST14.lbs.
Atividade Antioxidante: As análises da atividade antioxidante foram realizadas
utilizando duplicatas de cada amostra, totalizando quatro repetições de cada
óleo. Os métodos DPPH (1,1-difenil-2-picrilhidrazina) foram realizados segundo
BOROSKI et al., 2015; GYAMFI; YONAMINE; ANIYA, 1999 e inibição do radical ABTS•+
[2,2-azino-bis -(ácido 3-etilbenztiazolina-6-sulfônico)] segundo metodologia de
BOROSKI et al., 2015.
Estabilidade oxidativa: A estabilidade oxidativa das amostras de óleo de
gergelim (com e sem EFO) foi determinada usando um 873 Biodiesel Rancimat
Oxidation Stability Analyzer (Metrohm) (DAMANIK; (DAMANIK; MURKOVIC, 2018;
FARHOOSH; HOSEINI-YAZDI, 2014). O tempo de indução (TI) então é determinado
automaticamente a partir da segunda derivada da curva de condutividade usando o
software StabNet (METROHM, 2019).
Resultado e discussão
Rendimento de extração, atividade antioxidante e estabilidade oxidativa:
Observando a Figura 1 percebe-se que a extração convencional apresentou maior
rendimento tanto de OGL (40,1%) quanto de OGL+EFO (43,0%), quando comparada à
extração pressurizada. A extração via Soxhlet é conhecida por promover a
extração total de lipídios e compostos apolares de amostras de origem vegetal
por exaustão, assim esse resultado era esperado. A extração convencional seguiu
por 8 horas de extração, enquanto a extração pressurizada foi de apenas 1 hora.
O OGL + EFO apresentou rendimentos inferiores ao OGL na extração pressurizada,
esse mesmo efeito foi relatado por Cuco, Cardozo-Filho, et al. (2019) para a
casca de abóbora em conjunto com sementes de abóbora usando propano como
solvente. O impedimento físico das folhas trituradas e a baixa solubilidade dos
componentes da folha no solvente propano e podem ter sido os fatores
responsáveis pelo baixo rendimento da extração nesse caso. Além disso, o teor de
óleo nas folhas de oliveira é inerentemente baixo (JASKI et al., 2019b).
A atividade antioxidante foi maior para o OGL+EFO em relação ao OGL pelo método
ABTS, mostrando que houve aumento do teor de antioxidantes responsáveis por
inibir o radical ABTS no óleo de gergelim incorporado com extrato de folhas de
oliveira (Fig. 1). Pelo método DPPH não foram observadas diferenças
significativas entre os pares de óleos (OGL e OGL+EFO). Quando comparados os
métodos de extração (CONV E PRES), representados pelas letras maiúsculas na
Figura 1 (p ≤ 0,05) observa-se que os óleos obtidos via propano pressurizado são
óleos com maior atividade antioxidante. A extração pressurizada é conhecida por
utilizar menores temperaturas e menor tempo de extração, o que auxilia na
preservação dos compostos ativos do óleo (CORREA et al., 2016; CUCO; CARDOZO-
FILHO; SILVA, 2019). Óleos vegetais geralmente não apresentam elevada atividade
antioxidante (CUCO et al., 2019; ZILIC et al., 2010), portanto, o aumento desse
conteúdo é desejado pelas indústrias. Além disso, a eficácia dos antioxidantes
está relacionada com a sua solubilidade no óleo, os antioxidantes lipofílicos
protegem melhor os óleos contra a oxidação (ABDALLA; ROOZEN, 1999; FRANKEL;
OLEATE; LINOLEATE, 1982), sendo assim, o óleo atuando como cossolvente pode
extrair compostos com maior solubilidade no presente processo.
A estabilidade oxidativa foi maior nos óleos incorporados com extrato para as
duas técnicas de extração (Fig. 1). Dessa forma, é possível notar que os
compostos ativos incorporados ao óleo de gergelim proporcionam maior resistência
a oxidação do óleo. O aumento no período de indução foi de 4,5 h para a extração
convencional e 2,3 h para extração pressurizada, ou seja, houve um aumento de
204% no TI na extração convencional e 174% na extração pressurizada. Portanto, a
extração convencional foi mais efetiva na incorporação de compostos ativos que
auxiliam no aumento da vida útil do óleo, como o α–tocoferol (Fig. 2). Esse
aumento é maior do que as 2,5 h, relatado na literatura para incorporação de
antioxidantes naturais do óleo essencial de limão em óleo de girassol logo após
a extração (FARAHMANDFAR et al., 2018). A extração convencional de OGL+EFO
também pode aumentar de forma superior o TI comparado à antioxidantes sintéticos
adicionados a óleo vegetais (3,5 h) (UPADHYAY; MISHRA, 2015). Dessa forma, esta
tecnologia pode ser viável para substituir os antioxidantes sintéticos comumente
adicionados em óleos vegetais comerciais.
Teor de compostos ativos e ácidos graxos: Na Figura 2 estão os dados de
compostos ativos no óleo de gergelim, bem como no óleo incorporado com extrato
de folhas de oliveira. Observa-se que o Fagarol, γ–tocoferol e β–sitosterol são
os compostos mais encontrados tanto no OGL, quanto no OGL+EFO. São compostos
ativos já presentes no óleo de gergelim que lhe conferem alta resistência à
oxidação (ANILAKUMAR et al., 2010; CORSO et al., 2010). No entanto, compostos
como o α–tocoferol, 1–octacosanol e 1–triacontanol são provenientes das folhas
de oliveira que agora estão incorporados ao OGL+EFO, sendo relacionados ao
aumento da estabilidae oxidative obtida nesses óleos (Fig. 1).
De maneira geral a incorporação dos compostos ao OGL+EFO foi semelhante para as
duas técnicas de extração, apenas o 1-octacosanol que foi incorporado de forma
mais eficiente pela extração pressurizada (letras maiúsculas indicando diferença
significativa entre as técnicas de extração, p ≤ 0,05). O Fagarol foi menos
extraído na presença das folhas no caso da extração pressurizada, provavelmente
devido ao impedimento físico das folhas e ao período curto de extração (1h).
A incorporação de compostos ativos no mesmo processo de extração é vantajosa,
principalmente devido às perspectivas de aumento da valorização desses compostos
que poderão ser utilizados em alimentos no futuro (MOREAU et al., 2018). O α-
tocoferol, por exemplo é um potente antioxidante que neutraliza radicais livres
ou espécies reativas de oxigênio (AGGARWAL et al., 2010), sendo inclusive
estudado para combater o câncer e proteger contra doenças ósseas,
cardiovasculares, oculares e neurológicas (AGGARWAL et al., 2010; PEH et al.,
2016).
óleos de gergelim obtidos por extração simultânea de sementes de gergelim e folhas de oliveira por extração convencional e pressurizada
óleos de gergelim obtidos por extração simultânea de sementes de gergelim e folhas de oliveira por extração convencional e pressurizada
Conclusões
Diante dos resultados expostos, é possível concluir que os métodos de extração
utilizados são eficientes para extrair óleo de gergelim incorporado com compostos
ativos de folhas de oliveira, apresentando aumento no período de indução de 4,5 h
para a extração convencional e 2,3 h para extração pressurizada, totalizando mais
de 170% de aumento na estabilidade oxidativa do óleo. Os compostos α–tocoferol, 1–
octacosanol e 1–triacontanol foram incorpoados das folhas de oliveira no OGL+EFO
tanto pela extração convencional quanto pela extração pressurizada. O rendimento
de óleo variou de 24,8% a 43% de acordo com o método de extração e matetial
utilizado (folhas e sementes), sendo maior na extração convencional.
Agradecimentos
Os autores agradecem a UEM a CAPES e ao CNPq pela concessão de bolsa de pesquisa.
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