ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: Beta-ciclodextrinas quimicamente modificadas: Síntese e aplicação
AUTORES: LOBO, V. S. (UTFPR/TOLEDO) ; ROSA, M. F. (UNIOESTE/TOL) ; BRITO,T. O. (UNIOESTE/TOL)
RESUMO: Este trabalho apresenta o estudo de modificação estrutural da betaciclodextrina (bCD) através de reação de acetilação, bem como a caracterização do produto (acetil-betaciclodextrina) por espectrometria na região do infravermelho. Verifica também a possibilidade de aplicação do produto com óleos essenciais, estudando a influencia da presença desta na estabilidade fotoquímica do óleo de cravo (Eugenia caryophyllata), bem como na volatilidade deste.Neste ensaio,realiado a 120 °C, verificou-se que a presença da acetil-betaciclodextrina (AcbCD) diminuiu em 52,31% a taxa de evaporação do óleo. Através dos testes realizados pode-se afirmar que a AcbCD apresentou uma boa aplicabilidade com o óleo essencial de cravo para este fim.
PALAVRAS CHAVES: acetil-β-ciclodextrina; óleo essencial de cravo; volatilidade
INTRODUÇÃO: Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos compostos por 6,7 ou 8 unidades de glicose ligadas por ligações glicosídicas do tipo alfa-1,4, respectivamente denominadas alfa-, beta- ou gama-ciclodextrinas.Elas são originadas da degradação do amido pelas enzimas ciclodextrina-glucanotransferases (CGTases), sintetizados por alguns microorganismos.Geometricamente as CD’s assemelham-se a estrutura de um cone truncado (estrutura toroidal) e suas dimensões e volumes das cavidades internas dependem do número de unidades de glicose que tomam parte da estrutura(MATIOLI, 2000).A modificação estrutural da beta-ciclodextrina (bCD) visa fornecer produtos de diferentes propriedades da bCD in natura.Estes produtos podem apresentar algumas propriedades interessantes como aumento da solubilidade em água ou solventes apolares, aumento ou diminuição da cavidade hidrofóbica interna (através de substituição das hidroxilas por radicais de maior ou menor extensão, sendo que a orientação destes influenciará no tamanho da cavidade) e melhores interações com a molécula hóspede de interesse.As bCD’s podem ser modificadas quimicamente através da substituição de seus grupos hidroxilas e muitas bCD’s modificadas já são produzidas industrialmente.Os óleos essências são misturas químicas que exercem principalmente as funções de auto-defesa e de atração de polinizadores.O óleo essencial de cravo é extraído da espécie Eugenia caryophyllata, e quando obtido e armazenado sob condições adequadas, apresenta coloração amarelo ouro a transparente.A composição química pode variar bastante de planta para planta, mas observa-se que em todos os trabalhos realizados, os óleos essenciais extraídos desta matriz, utilizando-se a técnica de hidrodestilação apresentam como componente majoritário o eugenol.
MATERIAL E MÉTODOS: Os reagentes utilizados neste trabalho foram todos de grau PA.bCD (Aldrich),tolueno (Vetec),ácido sulfúrico (Proquimios),anidrido acético (Isofar),acetato de etila (Vetec),etanol (Proquimios);acetona (Impex).Inflorescências de Eugenia caryophyllata,adquiridas no comércio local. O ácido p-toluenossulfônico foi preparado de acordo com o descrito na literatura (FURNISS et al.,1989).A acetilação da bCD foi realizada segundo a metodologia proposta por CHAO et al. (2008).Preparou-se uma solução de óleo essencial de cravo em etanol de concentração na ordem de 1x10-2 mL de óleo por litro de solução.As soluções-mãe de bCD e AcbCD foram preparadas tendo como solvente uma mistura de etanol/água destilada na proporção de 3:1.Para o preparo das soluções de óleo com bCD ou AcbCD, a concentraçao de óleo essencial foi mantida fixa (1x10-4 mL/L), e a concentração de CD foi variada (1x10-4 e 5x10-4 mol/L), através da adição de alíquotas diferentes da solução-mãe à solução de óleo, completando o volume com etanol.Todas as soluções foram degassadas em ultrassom por 10 minutos antes de cada análise.A degradação fotoquímica foi realizada em cubetas de quartzo de passo ótico de 1 cm em um fotorreator Rayonet modelo RPR-100 (Southern New England Ultraviolet Company) equipado com oito lâmpadas com máximo de emissão em 300 nm, e acompanhada em espectrofotômetro uv-vis Shimadzu 1601-PC.Para o ensaio de volailidade adicionou-se uma alíquota de 1 g de óleo de cravo em dois béqueres, previamente secos e tarados, e a um destes foram misturados 0,02 g (1x10-4 mol) de AcbCD sendo aferido a massa inicial de ambos os sistemas. Posteriormente, ambos foram submetidos à estufa com circulação de ar a 120 ºC, sendo a massa do sistema aferido a cada 15 minutos, até o tempo final de 165 minutos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Realizou-se o estudo fotoquímico do óleo essencial de cravo em presença das bCDs (natural e modificada)em duas concentrações para cada.Para efeito de comparação, utilizou-se os valores de absorção em 280nm para plotar-se o gráfico de ln A0/A x tempo (Figura 1) que expressa a taxa de degradação do óleo nas diferentes condições (óleo puro, óleo em presença de bCD nas concentrações de 1x10-4 mol/L e 5x10-4 mol/L e óleo em presença de AcbCD nas concentrações de 1x10-4 mol/L e 5x10-4 mol/L).Observa-se que a taxa de degradação diminuiu muito na presença da bCD e de forma razoável na presença da AcbCD, mostrando que houve um aumento da estabilidade do óleo nessas condições.
Figura 1: ln A0/Axtempo (taxa de degradação) das soluções de: óleo (1x10-4 g/L de óleo de cravo); óleo + 1AcbCD (1x10-4 g/L de óleo de cravo e 1x10-4 mol/L de AcbCD); óleo + 1bCD (1x10-4 g/L de óleo de cravo e 1x10-4 mol/L bCD); óleo + 5AcbCD (1x10-4 g.L-1 de óleo de cravo e 5x10-4 mol.L-1 de AcbCD); óleo + 5bCD (1x10-4 g/L de óleo de cravo e 5x10-4 mol/L bCD)
Nos ensaios de evaporação de óleo de cravo,não foi possível utilizar um fator de comparação com a bCD in natura,visto que a mesma não apresenta-se solúvel em líquidos apolares.Neste estudo utilizou-se uma massa de 0,02g (1x10-5 mol) de AcbCD, solubilizando-a em 1g de óleo,e como fator de comparação,manteve-se 1g do óleo em outro béquer, submetendo-o às mesmas condições.A Figura 2 apresenta os resultados obtidos para a perda de massa por volatilização.A partir dos coeficientes angulares pode-se obter a redução na porcentagem de massa de óleo volatilizada no tempo de 0 a 165 min à 120 °C, onde obtém-se uma redução na perda de massa por evaporação do óleo na presença da AcbCD de 52,31%.
Figura 2: Massa de óleo volatilizado em função do tempo.
CONCLUSÕES: A acetilação da bCD mostrou-se um fator favorável, pois, além de possibilitar a solublização deste agente encapsulante em um meio apolar,também houve a redução da volatilidade do óleo de cravo quando submetido à temperatura de 120ºC devido a presença de AcbCD.Do ponto de vista da fotoestabilidade em solução hidroalcoolica não houve benefícios na utilização deste produto quando comparado autilização da bCD nativa.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a Fundação Araucária pelo auxílio
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CHAO,C.-S.;CHEN, M.-C.; LIN,S.-C.;MONG, K.-K. Versatile acetylation of carbohydrate substrates with bench-top sulfonic acids and application to one-pot syntheses of peracetylated thioglycosides.Carbohydrate Res.,vol.343,pp.957-964,2008.
FURNISS, B. S.; HANNAFORD A.J.;SMITH, P.W.C.; TATCHEL,A.R."Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry", 5th. edition,Longman Scientific & Technical,UK, 1989,p.874.
MATIOLI, G. “Ciclodextrinas e suas aplicações em: Alimentos, Fármacos, Cosméticos, Agricultura, Biotecnologia, Química Analítica e Produtos Gerais”, Eduem, Maringá, Brasil, 2000.
WOLFFENBÜTTEL, A. N. Óleos essenciais. Informativo CRQ-V, ano XI, n.105, novembro/dezembro/2007, p. 06-07. 2007.
