ÓLEOS ESSENCIAIS. Aspectos gerais da extração. Pelotas, novembro de 2011

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1 ÓLEOS ESSENCIAIS Aspectos gerais da extração Fonte: Fonte: Pelotas, novembro de 2011

2 INTRODUÇÃO Uso de OE remonta a antiguidade; Egito banhos, perfumaria e embalsamamentos; Olíbano, mirra, sândalo e canela; Fonte: Roma e Grécia banhos aromáticos; Árabes na idade média redescobrem a destilação;

3 INTRODUÇÃO Cruzados reportam conhecimentos árabes ( ); França banhos aromáticos = quintessência ; Mascarar o mal odor da falta de higiene; Fonte: Século XVIII primeiros controles contra falsificação; Em 1775, Demanchy descreve destilação com vapor d água;

4 INTRODUÇÃO Meados séc XIX: Primeiras análises químicas; Primeiras produções comerciais de óleos essenciais; 1837, Codex Medicamentarius francês: 44 OE descritos; 1949, apenas 10 OE efeito da indústria de síntese; Fonte:

5 DEFINIÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL Ponto de vista químico; Ponto de vista botânico; Ponto de vista industrial; Óleo essencial ou essência é......parte do metabolismo de uma planta, composto geralmente por terpenos, que estão associados ou não a outros componentes, a maioria voláteis e que geram em conjunto o odor desse vegetal.

6 ...parte do metabolismo de uma planta, Exemplo: cafeína alcalóide piridínico... Produto puro, quimicamente definido, fórmula característica... Óleo essencial composição complexa Mistura de produtos, isolados em uma proporção e com composição muito variável, conforme diversos fatores; Método de obtenção (ex: essências de laranja...); Partes da planta, estádio desenvolvimento, colheita, ambiente... Combinação de metabólitos com particularidades em comum: Volatilidade ou solubilidade...

7 ...parte do metabolismo de uma planta, Baixa estabilidade, com mudanças permanentes......durante a formação na planta e após sua extração. Três etapas da transformação: Maturação, Estabilidade ou vida útil (sem mudanças significativas); Decomposição; Ex1: Lavanda permanente maturação com notas olfativas cada vez mais redondas e resinosas; Ex2: Cítricos oxidação contínua, com notas olfativas cada vez mais amargas ou gordurosas;

8 ...composto geralmente por terpenos, que estão associados ou não a outros componentes, Mono e Sesquiterpenos + Ésteres, álcoois, aldeídos, cetonas, fenóis, glicosídeos, alcalóides etc Monoterpenos ( 10 carbonos) Sesquiterpenos ( 15 carbonos) farnesol cariofileno Compostos majoritários: proporção maior que 1,0% ou 0,5% da essência; Compostos minoritários: até partes por bilhão...porém, às vezes, as notas olfativas e efeitos biológicos são dados pelos minoritários! Ex: rosas (perfumes) e jasmim (vermelhidão da face);

9 ... a maioria voláteis... É a regra...mas sempre há exceções... Presença de lipídios em essências florais uso de solventes apolares; Terpenos+açúcares requer hidrólise para extração;...e que geram em conjunto o odor desse vegetal. Porém, o odor de uma planta viva não é o mesmo da essência isolada; Volatilidade, solubilidade (arraste a vapor hidrolato); Metabolismo; Localização das estruturas produtoras de essências; Fonte:

10 MATÉRIAS-PRIMAS DA EXTRAÇÃO Partes vegetais Pétalas florais Cascas de frutas¹ Rizomas Raízes Folhas, galhos e pequenos frutos Casca de árvore, lenho Resina da casca, goma Sementes³ Espécies Flor de laranjeira, rosas, jasmim Bergamota, laranja, lima, limão, tangerina Gengibre Vetiver Alecrim, eucalipto, petigrain² Canela, sândalo Mirra, olíbano Cenoura, cominho 1 Denominados óleos essenciais cítricos; 2 Grão pequeno; óleo de frutos verdes de citros 3 Exceções, pois óleos de sementes em geral não são óleos essenciais, mas óleos graxos

11 Óleos essenciais x Óleos graxos Propriedades Óleo essencial Óleo graxo Função química Álcool, cetona, acetato, éster Ácido graxo monocarboxílico Exemplo estrutura molecular Linalol Ácido esteárico Sensação tátil Não viscoso Altamente viscoso e lubrificante Sensação olfativa Aromático Odor característico de óleo Volatilidade Altamente volátil Não volátil Reação de degradação Resinificação Rancificação

12 ESTRUTURAS CELULARES Estruturas celulares Pelos glandulares Cavidades equizógenas¹ Canais lisígenos² Canais resinosos Canais gomosos Famílias Labiatae, Verbanaceae, Geraniaceae Myrtaceae, Poaceae, Asteraceae Gengibre Coniferae Cistaceae, Burseraceae 1 Células separadas umas das outras; 2 Espaços resultantes da dissolução celular;

13 OUTRA DEFINIÇÃO Um óleo essencial é um produto volátil e, portanto, de uso extemporâneo, de composição química extremamente complexa e com uma enorme variabilidade no que se refere a sua qualidade, propriedades e estabilidade. (Bandoni, 2000) Fonte:

14 Características: INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE OS ÓLEOS ESSENCIAIS Solúveis em solventes orgânicos; Sabor ácido e picante (em geral); Incolores/amarelados quando recém extraídos (exc. camomila); Instáveis na presença de ar, luz, calor, umidade e metais; Possuem índice de refração (identificação e qualidade); Quimiotaxonomia: Óleos voláteis são raros em gimnospermas; Pouco em angiospermas monocotiledôneas exc. gramíneas (Cymbopogon e Vetiveria) e zingiberáceas (Curcuma); Abundantes em angiospermas dicotiledôneas; Ex: Asteraceae, Apiaceae, Lamiaceae, Myrtaceae, Rutaceae etc.;

15 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE OS ÓLEOS ESSENCIAIS

16 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE OS ÓLEOS ESSENCIAIS Fatores de variabilidade dos óleos essenciais: Quimiotipos: botânica idêntica, porém diferentes quimicamente; Ciclo vegetativo: estádio vegetativo apropriado para colheita; Fatores ambientais: Altitude e latitude; Temperatura; Umidade do ar e do solo; Fotoperíodo; Ventos; Características físicas e químicas do solo; Manejo da colheita, beneficiamento e método de extração. A CONSTÂNCIA DE RESPOSTAS E DE CONCENTRAÇÕES DE UM METABÓLITO SECUNDÁRIO É PRATICAMENTE UMA EXCEÇÃO. Estudar, estudar...

17 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Principais métodos de extração: Destilação com água ou hidrodestilação; Destilação por arraste a vapor; Extração com CO 2 (super e subcrítico); Extrusão ou prensagem; Extração por solventes; Extração por óleo; Enfleurage; Fonte:

18 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Destilação com água ou hidrodestilação; Princípio: Ebulir suspensão aquosa de material vegetal aromático, condensando os vapores, recolhendo a solução condensada e separando o óleo imiscível na água; Fonte: Equipamento: aparelho de Clevenger modificado;

19 Aparelho para extração de óleo essencial em bancada Tipo Clevenger adaptado (hidrodestilação)

20 Aparelho para extração de óleo essencial em bancada Tipo Clevenger adaptado (hidrodestilação) Fonte:

21 Aparelho para extração de óleo essencial em bancada Clevenger adaptado (hidrodestilação)

22 Extrator artesanal Pelotas, RS

23 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Destilação com água ou hidrodestilação; Em geral os OE são de menor qualidade por esse método; Desvantagens: Alguns componentes sensíveis à hidrólise; Compostos oxigenados (ex. fenóis) são solúveis em H 2 O; Quanto maior tempo destilação, menor qualidade do OE; Baixa eficiência energética; Vantagens: Baixo custo (?) e praticidade; Fonte:

24 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Destilação com água ou hidrodestilação; Tempo de destilação varia com a composição do OE; Relação Tempo : Qualidade do OE; Os primeiros componentes voláteis extraídos são os mais solúveis em água; É tipo de destilação fracionada; Fonte:

25 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Citronela Capim-limão Eucalipto Sambacaita Alecrim-de-tabuleiro Alecrim-pimenta Cipó-mil-homens Fonte: Ehlert et al., 2006

26 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Fonte: Paula et al., 2004

27 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Destilação por arraste a vapor; Princípio: Vaporização a TºC inferiores as de ebulição dos componentes voláteis do OE por efeito de uma corrente direta de vapor d água; Equipamento: extrator industrial; tipo alambiques; Vantagens: Processo econômico; Não requer equipamentos sofisticados; Não há superaquecimento do OE;

28 Fonte: Vitti e Brito, 2003

29 Fonte: Macanuda

30 Fonte: Battitini (Tecpon)

31 Aparelho para extração de óleo essencial em bancada A gerador de vapor B frasco extrator C condensador D separador E recolhedor Fonte: Matos, 2009

32 Mini-extrator por arraste a vapor (dorna com 2,6L) Fonte: Linax

33 Hidrodestilação Arraste a vapor DIFERENÇAS ENTRE OS MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS MAIS UTILIZADOS Destilação água-vapor Fonte:

34 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Extração com CO 2 (super e subcrítico); Princípio: CO 2 é liquefeito por compressão, ao retornar ao estado gasoso, deixa o óleo volátil puro; SuperC 490 atm à 60ºC; SubC 70 atm à 0ºC-10ºC Desvantagem: Alto custo e tecnologia requer maior conhecimento; Pode direcionar a extração para certos compostos; Vantagens: Permite recuperar os aromas naturais de todos os óleos; Pode direcionar a extração para certos compostos;

35 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Extração com CO 2 (super e subcrítico); Fonte: Coelho et al, 1997 Fonte:

36 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Extração com solventes; Usa um solvente orgânico (ex: éter ou hexano) para a extração; O solvente e o OE não se separam; Necessário evaporar o solvente; Rotavapor; Aparelho de Soxhlet para extração de óleo essencial com solvente

37 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Extrusão ou prensagem Princípio: Frutas são espremidas sem aquecimento, na temperatura ambiente; O suco e o óleo são separados por centrifugação; Fonte:

38 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS Enfleurage (processo artesanal) Princípio: Pétalas de flores são colocadas sobre gordura animal ou vegetal; Ocorre troca das pétalas diariamente, 30 ou 40 vezes; Gordura saturada: Uso para cremes, óleos de massagem etc.; Ou separada com álcool de cereais; Fonte: Fonte:

39 Organolépticos: PARÂMETROS DE QUALIDADE DOS ÓLEOS ESSENCIAIS Odor, cor, aparência; Físicas: Densidade; poder rotatório; índice de refração; Miscibilidade em etanol; Ponto de congelamento e de inflamação; Faixa de destilação; Índices químicos: Acidez; éster; saponificação; Acetil; fenóis;

40 PARÂMETROS DE QUALIDADE DOS ÓLEOS ESSENCIAIS Cromatográficos: Perfil cromatográfico (CG); Quantificação dos principais componentes; Espectroscópicas: Ultra-violeta visível; infravermelho; Outras determinações: Agrotóxicos; Metais pesados;

41 TESTES RÁPIDOS PARA DETECÇÃO DE FALSIFICAÇÕES E ADULTERAÇÕES GROSSEIRAS Teste Papel filtro pingar 1 a 3 gotas do OE em papel filtro (café) ou gaurdanapo Esperar 12 a 24 h Solubilidade em água Adicionar lentamente algumas gotas do OE sobre água em um copo de vidro Verdadeiro Isento de manchas de molhado OE deve ter evaporado Pode permanecer leve coloração Gotas permanecem sobre a água; Eventualmente precipitam (OE mais densos); Avaliação Falso Manchas de molhado indicam presença de carreadores não voláteis, como óleo vegetal, óloeo mineral, glicerol etc. Gotas solubilizam; Solução leitosa e esbranquiçada. Fonte: Wolffenbüttel, 2010

42 MAIORES PROBLEMAS QUANTO À MATÉRIA-PRIMA Baixo teor de princípios ativos; Contaminações microbiológicas; Impurezas (terra, areia, pedras...); Outras partes da plantas; Metais pesados; Resíduos de agrotóxicos;

43 Organolépticos: PARÂMETROS DE QUALIDADE DAS ESPÉCEIS AROMÁTICAS Odor, cor, sabor; Morfo-anatômicos: Análise macroscópica, elementos estranhos; Cortes histológicos, histoquímica, micrografia de poeiras; Microbiológicos: Microrganismos totais; Enterobactérias Escherichia coli, salmonelas.

44 Fisicoquímicos: Qualitativos: PARÂMETROS DE QUALIDADE DAS ESPÉCEIS AROMÁTICAS Reações de caracterização; Análises cromatográficas; Quantitativos: Umidade; conteúdo de OE; outros constituintes; Matéria extraída com diferentes solventes; Cinzas totais; matais pesados; agrotóxicos; Radioatividade residual;

45 Cultivo de citronela Aspectos da Produção Fonte: Verbhena

46 Cultivo de alecrim Aspectos da Produção Fonte: Verbhena

47 Aspectos da Produção Cultivo de alecrim Fonte: : Battitini (Tecpon)

48 Aspectos da Produção Cultivo de manjericão Fonte: : Battitini (Tecpon)

49 Para finalizar... - Doutor, eu tenho uma dor de ouvido a.c. Tome aqui, coma essas raízes d.c. Raízes são pagãs, reze d.c. Rezas são superstição, beba essa poção d.c. Essa poção é inútil, tome essa pílula d.c. Essa pílula é inócua, tome esse antibiótico d.c. Antibiótico é artificial, coma essa raiz.

50 Muito obrigado pela atenção! Gustavo Schiedeck Embrapa Clima Temperado Estação Experimental Cascata