EXTRAÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS EM EXTRATO DE ERVA-MATE

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1 EXTRAÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS EM EXTRATO DE ERVA-MATE L.E. Bender 1, L.F. Santos 2, T.E. Bertolin 3, V.B. Brião 3. 1-Aluna de graduação em Engenharia de Alimentos Universidade de Passo Fundo CEP: Passo Fundo RS Brasil, Telefone: (54) Aluna de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade de Passo Fundo CEP: Passo Fundo RS Brasil, Telefone: (54) (informaçoes@upf.br) 3 Docentes do programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade de Passo Fundo CEP: Passo Fundo RS Brasil, Telefone: (54) (informaçoes@upf.br). RESUMO A erva-mate é conhecida pela sua ação antioxidante, em decorrência dos compostos fenólicos em sua composição. O extrato da erva-mate pode ter ampla aplicação, no entanto, um processo adequado de extração destes compostos se faz necessário. O objetivo deste trabalho foi avaliar a extração de compostos fenólicos do extrato de erva-mate, em diferentes tempos e temperaturas de extração. Foram avaliados os tempos de 2,10 e 30 minutos e as temperaturas de 40 º C, 70 º C, 90 º C e 95 º C. A melhor condição de tempo/temperatura de extração de compostos fenólicos foi de 10 minutos à 95 º C, no entanto, com 30 minutos de extração na mesma temperatura houve uma degradação dos compostos fenólicos. A extração que se manteve estável foi a da temperatura de 90 º C. ABSTRACT The yerba mate is known for its antioxidant action, as a result of the phenolic compounds in its composition. The extract of the yerba mate may have broad application, however, an adequate extraction process of these compounds is necessary. The objective of this work was to evaluate the extraction of phenol compounds from the yerba mate extract, in different times and temperatures of extraction. The times of 2,10 and 30 minutes and the temperatures of 40 º C, 70 º C, 90 º C and 95 º C. The best condition of time / temperature of extraction of phenolic compounds was 10 minutes at 95 º C, however, with 30 minutes of extraction at the same temperature there was a degradation of the phenolic compounds. The extraction that remained stable was that of the temperature of 90 º C. PALAVRAS-CHAVE: bioativos; potencial antioxidante; ilex paraguarienses. KEYWORDS: bioactive; antioxidant potential; ilex paraguarienses. 1 INTRODUÇÃO A erva-mate (Ilex paraguariensis S. H.) é uma planta nativa da América do Sul (BALZAN et al., 2013), cultivada e consumida predominantemente nos países do sul, como Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai. Os principais usos da erva-mate são no chimarrão, tererê e chá mate. Vários efeitos benéficos à saúde humana são atribuídos ao consumo da erva-mate, devido a presença de compostos fenólicos em sua composição. Os compostos fenólicos da erva-mate

2 apresentam uma gama de efeitos biológicos, incluindo ação antioxidante, antimicrobiana, antiinflamatória e vasodilatadora (ROSSA, 2013). O conteúdo destes compostos na erva-mate é fator importante para estimular o apelo ao consumo do produto, sendo que os trabalhos mostram que existem variações nos teores, para um mesmo componente, em função da localidade e modo de cultivo (STREIT et al, 2007) ou processamento empregado na industrialização. De maneira geral, os compostos fenólicos são facilmente degradados por enzimas e em temperaturas elevadas de processamento, que comprometem seu valor nutricional, podendo alterar a qualidade sensorial dos produtos. A degradação de compostos fenólicos geralmente ocorre devido à sua baixa estabilidade em altas temperaturas e em longos tempos de extração (CONIDI, CASSANO e GARCIA-CASTELLO, 2014). A cultura do mate remonta a centenas de anos. No entanto, outras possibilidades poderiam ser investigadas para transformação da planta em um extrato, tornando-se uma matéria prima rica em compostos bioativos. As empresas de bebidas veem investindo no segmento de bebidas funcionais, este segmento pode crescer 10 % ao ano até 2020 no Brasil. Isso por que é crescente a preocupação dos consumidores com a saúde (DATAMARK, 2016). A obtenção do extrato de erva-mate tem sido estudada por diversos autores (JENSEN e ZANOELO 2012; PERES et al., 2013; PRUDÊNCIO et al. 2012). O processo de extração é de suma importância para que se tenha um produto final de qualidade e rico em compostos bioativos. Temperaturas altas de extração e de processo podem diminuir as quantidades de compostos fenólicos, no entanto, é necessário uma temperatura ideal para que os mesmos sejam extraídos. Com tudo, este trabalho tem como objetivo estudar diferentes tempos e temperaturas de extração de compostos fenólicos do extrato da erva-mate. 2 MATERIAL E MÉTODOS Material A erva-mate (folhas in natura) foi colhida na cidade Ilópolis RS em lotes de 10 kg. As folhas foram separadas do caule, branqueadas e secas em estufa de circulação de ar forçado à 50 º C por 24 h. A amostra depois de secas foram macerada e embaladas a vácuo em embalagens de polietileno, armazenadas congeladas até o momento da obtenção dos extratos e realização das análises. Métodos Extração aquosa Para obtenção dos extratos foi realizada de acordo com metodologia descrita por Murakami et al., (2011), onde foi realizada uma infusão com as folhas trituradas da erva-mate, utilizadas na concentração de 3%, na relação de 100 ml de água para 3g de erva-mate, variando as temperaturas de extração (40 º C, 70 º C, 90 º C e 95 º C) e tempos (2, 10 e 30 minutos), o extrato foi filtrado a vácuo, usando funil de Büchner. Avaliação dos compostos fenólicos

3 A quantificação dos compostos fenólicos totais foi determinada por espectrofotometria, por meio da reação de oxirredução com reagente de Folin-Ciocalteu, o qual reage com as hidroxilas presentes nos polifenóis, segundo a metodologia descrito por Correia et al. (2004), com modificações propostas por Sousa e Correia (2012). A curva padrão utilizada foi de ácido gálico. Todas as análises foram realizadas em triplicata. Análise dos dados A análise de variância (ANOVA) foi utilizada para determinar as diferenças significativas (p < 0,05). As diferenças entre as médias foram determinadas pelo teste de Tukey. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A temperatura e tempo são parâmetros que interferem na qualidade de extração de compostos fitoquímicos, é importante ressaltar que a extração em temperaturas elevadas e por longos tempos pode levar a degradação de compostos fenólicos (CAMPOS et al., 2013). Tabela 1 - Extração de compostos fenólicos do extrato de erva-mate. Ensaio Tempo (min) Temperatura (º C) CFT (mgeag/g de amostra) ,63 a ± 0, ,88 cd ± 0, ,93 bc ± 0, ,06 e ± 0, ,60 b ± 0, ,55 d ± 0, ,41 fg ± 0, ,86 h ±0, ,36 e ±0, ,53 g ± 0, ,78 fg ±0, ,02 f ± 0,75 Resultados expressos como média ± desvio padrão. Letras diferentes na mesma coluna indicam diferenças significativas entre os tratamentos (p<0,05). 1 CFT: compostos fenólicos totais (expresso em miligrama equivalente a ácido gálico por grama de amostra). A melhor condição de extração de compostos fenólicos foi a 95ºC por 10 minutos, como mostra a tabela 1, no entanto, observar-se que ao longo do tempo de extração a 95 º C, ocorre uma degradação dos compostos fenólicos. O tempo foi uma variável importante para o processo, visto que, no tempo de 2 minutos, a extração de compostos fenólicos foi baixa, quando comparada aos outros

4 tempos de extração, à medida que aumenta o tempo de extração, aumenta a quantificação dos compostos fenólicos. Em relação ao melhor tempo de extração e temperatura, o que se manteve estável entre 10 a 30 minutos foi a temperatura de 90ºC, tendo uma extração dos compostos fenólicos satisfatório, isso pode ser explicado essa estabilização pode ser justificada pela segunda Lei de Fick, que prevê que após um determinado tempo ocorre um equilíbrio entre as concentrações do soluto na matriz sólida e na solução, a partir desse ponto o tempo já não é mais uma variável favorável para a extração de compostos fenólicos (SILVA; ROGEZ; LARONDELLE, 2007). De Mejía et al. (2010) avaliaram a concentração de fenólicos totais em amostras de erva mate de diferentes procedências. Na infusão fresca a concentração de fenólicos totais se situou na faixa de 0,7 a 3,3 mg de ácido gálico por ml de infusão fresca, quando preparadas a 98 C por 10 minutos. No presente trabalho a uma temperatura máxima de 95 º C por 10 minutos se obteve a extração de 46,86 mgeag/g de amostra. As temperaturas de 40ºC, 70ºC, 90ºC e 95ºC, ao longo do tempo tiveram um aumento de extração de compostos fenólicos. Esse aumento se dá pelo aumento de temperatura, pode estar associado à possível ruptura da parede celular e aumento da solubilidade que ocorre em matrizes vegetais através do aquecimento facilitando a lixiviação destes componentes para o meio (TORUN et al., 2014; BOATENG et al., 2007, CACACE e MAZZA, 2003). A temperatura e o tempo de extração são variáveis que contribuem significativamente para o rendimento da extração em termos de compostos bioativos como um todo. As moléculas de bioativos encontram-se nas mais diversas partes das plantas (AZMIR et al., 2013). Quando as folhas são submetidas a temperaturas elevadas, diversos fenômenos ocorrem e facilitam a extração de compostos intracelulares e extracelulares. Segundo Setyaningsih et al. (2015), a mobilidade molecular e a difusividade são maiores, a viscosidade do solvente diminui, além disso, as paredes celulares se tornam mais permeáveis, permitindo que o soluto lixivie na solução. Porém, as diferentes estruturas químicas e reatividades entre os compostos avaliados contribuem para que a eficiência da extração seja diferente para cada um. Foi realizado a extração de compostos fenólicos do extrato de folhas branqueadas e não branqueadas, a extração foi realizada a 95 º C por 10 minutos, um tratamento adequado antes do processo de extração é importante para inativar as enzimas presentes na planta como a peroxidase e polifenoloxidase. Durante o processamento da folha cancheada, os ramos folhosos são submetidos a uma passagem rápida sobre uma chama, a temperaturas de 400 º C, inativando enzimas e reduzindo a umidade das folhas (ISOLABELLA et al., 2010). No entanto, no presente estudo foi utilizada a folha in natura, sendo assim necessário o branqueamento, como etapa inicial. Tabela 2 - Extração de compostos fenólicos do extrato de erva-mate de folhas branqueadas e não branqueadas. Ensaio CFT (mgeag/g de amostra) 1 Extrato da Folha não branqueada 12,86 a ±0,46 Extrato da Folha branqueada 46,75 b ±0,69 Resultados expressos como média ± desvio padrão. Letras diferentes na mesma coluna indicam diferenças significativas entre os tratamentos (p<0,05). 1 CFT: compostos fenólicos totais (expresso em miligrama equivalente a ácido gálico por grama de amostra). Como mostra a tabela 2, a extração de compostos fenólicos foi maior no extrato das folhas branqueadas, já que neste as enzimas foram inativada. O branqueamento tem como objetivo principal inativação das enzimas oxidases, ambas as enzimas, devem ser inativadas, pois além de produzir aromas e gostos indesejáveis, auxiliam na oxidação e diminuição dos compostos fenólicos.

5 4 CONCLUSÕES A extração de compostos bioativos do extrato de erva-mate é uma etapa de suma importância para todo o processo, principalmente para a aplicação deste extrato. Altas temperaturas de extração podem degradar os compostos fenólicos, visto que, os mesmos apresentam um estabilidade baixa, no entanto, é imprescindível uma temperatura ideal para sejam extraídos de forma satisfatória. A temperatura que mais se manteve estável nos tempos de 10 à 30 minutos, sem perda de compostos fenólicos e com uma extração máxima, foi a de 90 º C. Temperatura e tempo de extração são variáveis que influenciam na extração de compostos bioativos, como os compostos fenólicos. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AZMIR, J.; ZAIDUL, I. S. M.; RAHMAN, M. M.; SHARIF, K. M.; MOHAMED, A.; SAHENA, F.; JAHURUL, M. H. A.; GHAFOOR, K.; NORULAINI, N. A. N.; OMAR, A. K. M. Techniques for extraction of bioactive compouns from plan materials: a review. Journal of Food Engineering, v. 117, p , BALZAN, S.; HERNANDES, A.; REICHERT, C. L.; DONADUZZI, C.; PIRES, V. A.; JUNIOR, A. G.; JUNIOR, E.L.C. Lipid-lowering effects of standardized extracts of Ilex paraguariensis in high fat diet rats. Fitoterapia, v. 86, p , BASSANI, D. C.; NUNES, D. S.; GRANATO, D. Optimization of phenolics and flavonoids extraction conditions and antioxidant activity of roasted yerba-mate leaves (Ilex paraguariensis A. St.- Hil. Aquifoliaceae) using response surface methodology. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 86, n. 2, p , BOATENG, J.; VERGHESE, M.; WALKER, L. T.; OGUTU, S. Effect of processing on antioxidant contents in selected dry beans (Phaseolus spp. L.). Food Science and Technology, v. 41, p , CACACE, J. E.; MAZZA, G. Optimization of Extraction of Anthocyanins from Black Currants with Aqueous Ethanol. Journal of Food Science, v. 68, n. 1, p , CAMPOS, D.; CHIRINOS, R.; BARRETO, O.; NORATTO, G.; PEDRESCHI, R. Optimized methodology for the simultaneous extraction of glucosinolates, phenolic compounds and antioxidant capacity from maca (Lepidium meyenii). Industrial Crops and Products, v. 49, p , CONIDI, C; CASSANO, A; GARCIA-CASTELLO, E. Valorization of artichoke wastewaters by integrated membrane process. Water Res., v. 48, pp CORREIA, R. T.; MCCUE, P.; MAGALHÃES, M. M.; MACÊDO, G.; SHETTY, K., Production of phenolic antioxidants by the solid-state bioconversion of pineapple was temixed with soy flourusing Rhizopus Oligosporus. Process. Biochemistry, v. 39, n. 12, p , JENSEN, S.; ZANOELO, É. F. Kinetics of aqueous extraction of mate (Ilex paraguariensis) leaves. Journal of Food Process Engineering, v. 36, n. 2, p , MURAKAMI, N. N. M.; AMBONI, R. D. M. C.; PRUDENCIO, E. S.; AMANTE, E. R.; ZANOTTA, L. M.; MARASCHIN, M.; PETRUS, J. C. C.; TEÓFILO, R. F. Concentration of phenolic compounds in aqueous mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil.) extract through nanofiltration. LWT Food Science and Technology, v. 44, p , 2011.

6 PERES, R. G.; TONIN, F. G.; TAVARES, M. F. M.; RODRIGUEZ-AMAYA, D. B. HPLC-DAD- ESI/MS identification and quantification of phenolic compounds in ilex paraguariensis beverages and on-line evaluation of individual antioxidant activity. Molecules, v. 18, n. 4, p , PRUDÊNCIO, A. P. A.; PRUDÊNCIO, E. S.; AMBONI, R. D. M. C.; MURAKAMI, A. N. N.; MARASCHIN, M.; PETRUS, J. C. C.; OGLIARI, P. J.; LEITE, R. S. Phenolic composition and antioxidant activity of the aqueous extract of bark from residues from mate tree (Ilex paraguariensis St. Hil.) bark harvesting concentrated by nanofiltration. Food and Bioproducts Processing, v. 90, n. 3, p , ROSSA, U. B. Produtividade e compostos foliares de erva-mate sob efeitos de luminosidade e fertilização. 2013, 208f. Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) Universidade Federal do Paraná, Curitiba SETYANINGSIH, W.; SAPUTRO, I. E.; PALMA, M; BARROSO, C. G. Pressurized liquid extraction of phenolic compounds from rice (Oryza sativa) grains. Food Chemistry, v. 192, p , SILVA, E. M.; ROGEZ, H.; LARONDELLE, Y. Optimization of extraction of phenolics from Inga edulis leaves using response surface methodology. Separation and Purification Technology, v. 55(3), p , SOUSA, B. A.; CORREIA, R. T. P. Phenolic content, antioxidant activity and antiamylolytic activity of extracts obtained from bioprocessed pineapple and guava wastes. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 29, n. 01, p , Jan./Mar., Streit, N. M.; Hecktheuer, L. H. R.; Canto, M. W.; Mallmann, C. A.; Streck, L.; Parodi, T. V.; Canterle, L. P.; Food Chem. 2007, 102, 560. TORUN, M.; DINCER, C.; TOPUZ, A.; SAHIN-NADEEM, H.; OZDEMIR, F. Aqueous extraction kinetics of soluble solids, phenolics and flavonoids from sage (Salvia fruticosa Miller) leaves. Journal of Food Science and Technology, v. 52, p , Zanoelo, E. F.; Cardoso-Filho, L.; Cardoso-Júnior, E. L.; J. Food Process Eng. 2006, 29, 253.