PRODUÇÃO DE CORANTES DE URUCUM EM PÓ, POR MEIO DE PRECIPITAÇÃO ÁCIDA, A PARTIR DE EXTRATOS OBTIDOS EM DIFERENTES SOLUÇÕES EXTRATORAS

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1 PRODUÇÃO DE CORANTES DE URUCUM EM PÓ, POR MEIO DE PRECIPITAÇÃO ÁCIDA, A PARTIR DE EXTRATOS OBTIDOS EM DIFERENTES SOLUÇÕES EXTRATORAS Flávi Araúj PIMENTEL 1, Paul César STRINGHETA 2 RESUMO Este trabalh fi desenvlvid ns Labratóris d Departament de Tecnlgia de Aliments da Universidade Federal de Viçsa - MG. O experiment teve bjetiv de avaliar s teres d pigment ns extrats btids na frma de pasta e de pó e as perdas crridas durante prcess de precipitaçã ácida e secagem em estufa à vácu, utilizand-se sluções extratras de KOH O,lN e NH 4 0H 0,52N Neste experiment fram realizadas três repetições em tdas as fases d prcess, u seja, desde a extraçã d pigment das sementes de urucum até a btençã d crante em pó. Os resultads mstram que durante prcess de extraçã e precipitaçã ácida, extrat btid cm sluçã de amônia em álcl, fi que melhr prduziu pigments na frma de pasta (23,05%) e de pó (22,57%). Este crante apresentu em tdas as frmas (líquida, pasta e pó), a presença de grup funcinal, característic d éster bixina. Os dads revelam a viabilidade deste métd de secagem para cncentraçã de extrats de urucum. Palavras Chaves: Bixa rellana, cncentraçã de nrbixina, crante cncentrad. SUMMARY: PRODUCTION OF POWDER CORANTS OF ANNATTO THROUGH ACID PRECIPITA TION FROM EXTRACTS OBT AINED IN DIFFERENT EXTRACTING SOLUTIONS This wrk was carried at the Federal University f Vicsa-MG in the Department f Fd Technlgy's labratries. This experiment had fr bjective t evaluate the paste and pwder cntent f pigments in the extracts btained frm annatt, and the lsses f pigment ccurring during the prcess f acid precipitatin and drying in a vacuum dryer, using extracting slutins f KOH O,lN and NH 4 0H 0,52N in alchl at 58 percent. The experiment was replicated three times fr all phases f the prcess, frm the phase f pigment extractin f the annatt frm the seeds t the btentin f the dye in pwder. Fr the extractin and acid precipitatin phases, extracts btained with the slutin f ammnia in alchl gave the best pigment prductin fr bth the paste (23,05%) and pwder (22,57%) frm The functinal grup characteristics f ester bixin als appeared in ali frms (liquid, paste, and pwder) f the dye. These results shw the viability f this drying methd fr cncentrating annatt extracts. Key-wrds: Bixa rellana, nrbixin cncentratin, dye cncentrate. I. Pesquisadr, M.SC., EMBRAPNCPAF-AC 2. Prfessr Titular d Dept. de Tecnlgia de Aliments da UFV - Viçsa -MG Rev. Bras. Cr. Nat., v.3,

2 INTRODUÇÃO MATERIAL E MÉTODOS As restrições para a utilizaçã de crantes artificiais, principalmente aqueles riunds de petróle, levaram à busca de alternativas para a substituiçã desse pr cmpsts naturais. O urucum vem-se destacand cm uma das alternativas mais prmissras para us de crantes naturais, em funçã da sua versatilidade ns diverss segments da indústria e, ainda, pel preç btid n mercad internacinal (Barett et al, 1994). Os seus extrats pdem ser preparads nas frmas líquidas u em pó, hidr e lipsslúveis (Guimarães, 1994). O extrat de urucum hidrsslúvel pde ser preparad diretamente pela extraçã alcalina da semente u pela slubilizaçã em mei alcalin de nrbixina em pó (SEXTON, 1991). A acidificaçã d extrat alcalin das sementes de urucum pssibilita a precipitaçã da nrbixina, que, após separaçã, é cmercializada. A nrbixina apresenta características similares à bixina, cm slubilidade e pder crante (Carvalh, 1991). A bixina u nrbixina na frma de pó é muit utilizada em prduts secs, send indesejável a presença de sl ventes (ZIMBER, 1991). De acrd cm Póva (1994) extrats de urucum na frma de pasta u pó cm elevads teres de crante têm sid btids, utilizand-se sluções extratras de KOH (0,5%) e etanl (95%), respectivamente, para a prduçã de nrbixina e bixina. Segund REDDY (1976), métd mais eficiente e ecnômic de extraçã para a btençã d crante de urucum é a lixiviaçã cm sluçã alcalina, seguida de neutralizaçã (ph) e precipitaçã ácida d extrat. Neste métd, a extraçã é realizada a quente cm carbnat de sódi e, após a filtraçã, extrat é centrifugad para a remçã ds sbrenadantes. Este trabalh teve bjetiv de avaliar s teres ds extrats btids na frma de pasta e de pó e as perdas d pigment durante prcess de precipitaçã e secagem em estufa a vácu, utilizand-se sluções extratras de KOH 0,1 N e NH 4 0H 0,52N Este experiment fi desenvlvid ns Labratóris d Departament de Tecnlgia de Aliments da Universidade Federal de Viçsa-MG. A matéria-prima (sementes de urucum) utilizada para a prduçã ds extrats líquids (crante) fi adquirida n municípi de Belém, Pará, safra d segund semestre de 1994, d tip Peruana-CPA TU, cm 5,45% de bixina (b.s). Os extrats de urucum fram btids em duas etapas de extraçã, sb agitaçã mecânica, à temperatura ambiente. Para a primeira etapa de remçã d pigment uma mistura de 25 g de sementes e 150 ml de sluçã extratra fi adicinada em erlenmeyer (250 ml) cm tampa e submetida à agitaçã pr uma hra. Em seguida fram filtrads em peneiras de pliéster cm malha de 0,062 mm de abertura. Na segunda etapa de extraçã, a resídu cntid n recipiente, adicinu-se 50 ml da sluçã extratra anterirmente usada, deixand sb agitaçã mecânica pr mais 30 minuts. Fram utilizadas sluções extratras de KOH O,IN e NH 4 0H 0,52N As análises espectrftmétricas e cálcul para dsagem de nrbixinat (amônia e ptássi) e nrbixina ds extrats de urucum fram desenvlvids cnfrme metdlgias descritas pr COLLINS (1991) e YABIKU e TAKAHASHI (1991). O ter de umidade das amstras fi determinad cnfrme metdlgias descritas pela AOAC (1994) e pr TAKAHASHI (1987). Segund Batista (1994), a precipitaçã d nrbixinat de ptássi na frma de nrbixina é btida pel abaixament d ph ds extrats de urucum (ph == 4), utilizand-se ácid cítric 2N. Para ist, as amstras (50 ml), acrescidas de ácid cítric (5 ml), fram acndicinadas em tubs de centrífuga e submetidas a agitaçã de rpm, durante 20 minuts, para acelerar prcess de precipitaçã. Após esta etapa, sbrenadante fi remvid pr decantaçã. Em seguida, cm auxíli de uma espátula de áç inxidável, transferiu-se precipitad (nrbixina) para placas de petri, espalhand-se em finas camadas para secagem. A Figura I mstra as reações químicas envlvend a btençã da nrbixina, através ds extrats de urucum btids cm sluçã de KOH O,IN. 54 Rev. Bras. Cr. Nat., v.3, 1999

3 Os extrats btids cm sluçã extratra de NH40H 0,52 N em álcl a 58%, antes de serem submetids a prcess de precipitaçã ácida, inicialmente fram aquecids à temperatura de 45 C/ 25 minuts, sb agitaçã de 100 rpm e pressões mnmétricas negativas de x 10-5 Pa, para eliminaçã d hidróxid de amôni livre na sluçã. As amstras acndicinadas em balões de fund rednd durante prcess de cncentraçã ficaram prtegids d efeit da luz, através da sua cbertura cm brracha pneumática. Os prcediments utilizads para se verificar se huve cmpleta remçã d NH40H ds extrats fram: análise de ph (ph = 6,5) e dr característic. Na Figura 2 estã apresentadas as reações químicas para a prduçã deste crante. Para diagnsticar a cmpleta hidrólise da bixina ns extrats btids cm sluçã alcólica de hidróxid de amôni, efetuu-se a caracterizaçã pr espectrscpia n infravermelh, cnfrme metdlgia descrita pr WILLIANS e FLEMMING, 1987). Os extrats anterirmente precipitads, distribuíds em finas camadas em placas de petri, fram submetids a secagem em estufa à temperatura de 55 C, sb pressões man métricas negativas de x 10-5 Pa. Nessa etapa de cncentraçã s temps de desidrataçã fram de 5 hras para crante btid cm sluçã extratra de KOH 0,1 N e de 30 minuts para pigment prduzid cm NH40H 0,52N Os crantes na frma de pó, cntids nas placas de petri, fram resfriads em dissecadres, sb prteçã da luz, até atingirem a temperatura ambiente. Em seguida, cm auxíli de espátula de aç inxidável, fez-se a transferência d pó para sacs de plietilen de alta densidade, que psterirmente fram lacrads e armazenads em freezer a temperatura de -18±2.C. Fram realizadas três repetições em tdas as fases d prcess, u seja, desde a extraçã d pigment das sementes de urucum até a btençã d crante em pó. RESULTADOS E DISCUSSÃO N Quadr 1 sã apresentads as perdas de nrbixina n sbrenadante durante a precipitaçã ds extrats de urucum cm ácid cítric (pasta) e Rev. Bras. Cr. Nat., v.3, 1999 da secagem deste cncentrad em estufa a vácu para a btençã d crante em pó utilizand-se sluções extratras de KOH O,lN e de NH40H 0,52N Diante ds resultads, pde-se verificar que na btençã d pigment em pasta, a menr perda de nrbixina (3,08%) fi encntrada n extrat btid cm sluçã de KOH. A mair perda d pigment (7,47%) cm sluçã de NH40H em álcl a 58%, fi bservadas nas etapas de eliminaçã d hidróxid de amôni livre pr mei de evapradr rtatóri a vácu, além da precipitaçã d extrat. Na prduçã d crante em pó, bserva-se que a menr perda de nrbixina (2,08%) fi btida em extrat prduzid cm sluçã de NH40H. Cm sluçã de KOH as perdas de nrbixina fram de 12,86%, em razã, principalmente, d mair temp de secagem (5 hras) em estufa a vácu. A Figura 3 apresenta s teres de nrbixinat para s extrats riginais e de nrbixina nas frmas de pasta e em pó, utilizand-se sluçã extratra de KOH O,lN e NH40H 0,52N Os resultads mstram que s maires teres de pigment fram encntrads ns extrats (líquid, pasta, pó) btids cm sluçã alcólica de NH40H. Estes elevads teres de pigments estã assciads a eficiência de extraçã, e à alta vlatilidade da mistura de NH40H/EtOH cm relaçã a sluçã de KOH. O crante btid cm sluçã de KOH teve, em média, na frma líquida, 10,06% de nrbixinat em base seca. Nas demais frmas, 9,75% (pasta) e 8,55% (pó) de nrbixina. Enquant que para crante prduzid cm sluçã de amônia em álcl ter fi de 24,91 % de nrbixinat para extrat na frma líquida. As demais frmas apresentaram 23,05% (pasta) e 22,57% (pó) de nrbixina. A diferença entre s extrats líquids btids cm sluções de KOH e NH40H/EtOH fi de 59,61 % de nrbixinat. Nas utras frmas a diferença entre s extrats fram de 57,70% (pasta) e 62,12% (pó) de nrbixina. Na extraçã ds pigments das sementes de urucum cm sluçã aqusa alcalina, tem-se a hidrólise d grupament éster d principal cartenóide bixina, dand rigem a sal de nrbixina (nrbixinat), que em mei ácid é precipitad na frma de nrbixina. Cm base ns espectrs levantads em infravermelh, cnstatu-se a presença d grup éster característic da bixina ns extrats em pó extraíds cm amônia em álcl e após a sua acidificaçã cm ácid cítric. Este grup funcinal fi 55

4 identificad pela presença de uma banda intensa em em", característica d grup éster. CONCLUSÕES 1. A precipitaçã ácida tem sid empregada para purificaçã de extrats de urucum e cm mei de cncentraçã para a btençã d crante na frma de pó. 2. Durante a precipitaçã ácida a menr perda de nrbixina (3,08%) fi encntrada n extrat btid cm sluçã de KOH. O extrat prduzid cm amônia em álcl teve perda superir (7,47%) devid a prcess de eliminaçã d hidróxid de amôni livre n evapradr rtatóri. 3. Após a etapa de secagem em estufa a vácu (30 minuts), crante btid cm amônia em álcl apresentu a menr perda de nrbixina (2,08%). A mair perda de nrbixina encntrada (12,86%) n extrat cm KOH está assciada a mair temp de secagem (5 hras) em estufa à vácu. 4. Os extrats de urucum btids em sluçã de amônia em álcl apresentaram s maires teres de pigments. Estes teres fram de 24,91%, 23,05% e 22,57% respectivamente para s extrats nas frmas líquida, pasta e em pó. Os extrats btids cm sluçã de KOH tiveram teres de 10,06%, 9,75% e 8,55% de nrbixina, respectivamente para as frmas líquida, de pasta e em pó expresss em base seca. 5. A sluçã de amônia 0,52N em álcl a 58% fi a que melhr prduziu extrats de urucum em pó. 6. Os crantes btids cm sluçã de amônia em álcl apresentaram grup funcinal, característic d éster bixina, antes e depis da precipitaçã ácida ds extrats de urucum. 7. Os dads mstram uma mair viabilidade d métd de secagem pr mei de precipitaçã ácida seguid de aqueciment em estufa à vácu. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHE- MISTS-AOAC. Official methds f analysis. 14. ed. Arlingtn, p. BATISTA, C.L. L. C. Prduçã e avaliaçã de estabilidade de crante hidrsslúvel de urucum. Viçsa, MG, Universidade Federal de Viçsa, p. (Dissertaçã de mestrad) BOARETTO, M.A.C., BRANDÃO, AL.S., JOSÉ, A.R.S. Ocrrência de esclitídes (Cleptera: Sclytidae) em urucueirs (Bixa rallana L.) da regiã de Valença, BA. Rev. Bras. Cr. Nat., v.l, n.l, p.92-94, CARV ALHO, P.R.N. Cartenides. In: SEMINÁRIO DE CORANTES NATURAIS PARA ALIMENTOS, 2: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE URUCUM, 1, Campinas, Anais... Campinas, IT AL, p COLLINS, P. Annat legislatin in eurpe. In: ALIMENTOS, 2: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE URUCUM, I, Campinas, Anais... Campinas, ITAL, p GUIMARÃES, I.S. de S. Fntes alternativas de crantes naturais. Rev. Bras. Cr. Nat., v.l, n.l, p.i77-181, PÓVOA, M.E.B. Extraçã d crante de urucum (Bixa rellana L.) cm diverss sl ventes.. Rev. Bras. Cr. Nat., v.l, n.i, p , REDDY, A.N.Y. Annatt dei mannufacture. My Frest, v.13, n.3, p.i27-131, SEXTON, N. Annatt, trends and perspectives. In: ALIMENTOS, 2: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE URUCUM, 1, Campinas, Anais... Campinas, ITAL, 1991, 320p. TAKAHASHI, Y.M., Crd. Mngrafias de crantes naturais para fins alimentícis. 2 ed. atualizada e ampliada. Sã Paul, s. ed., p. WILLIANS, D. H., FLEMING, I. Spectrscpic methds in rganic chemístry. 4. ed. Lndn: McGRAW-Hill Bk, p. YABIKU, H.Y., TAKAHASHI, M.Y. Avaliaçã ds métds analítics para a determinaçã de bixina em grãs de urucum e suas crrelações. In: ALIMENTOS, 2: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE URUCUM, I, Campinas, Anais... Campinas, ITAL, p ZIMBER, K. Crantes de urucum, aplicaçã em aliments diverss. In: SEMINÁRIO DE CORANTES NATURAIS PARA ALIMENTOS, 2: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE URUCUM, 1, Campinas, ]991. Anais... Campinas, ITAL, 1991, p Rev. Bras. Cr. Nat., v.3, 1999

5 ~~~~~~~ HOOC ~ ~ I KOH COOCH 3 BIXINA ~ Quadr l. Valres Médis (%) das Perdas de Nrbixina Durante Prcess de Precipitaçã Ácida e Secagem em Estufa à Vácu, Utilizand-se Sluções Extratras de KOH O,IN e NH 4 0H 0,52N em Álcl a 58% NORBIXINATO DE POTÁSSIO Sluções Extratras KOH O,IN Perdas de Nrbixina (%) Pasta Pó 3,08 12,86 NH 4 0H 0,52N/EtOH:H 2 0 (58:42) 7,47 2,08 NORBIXINA Figura 1. Reações químicas para btençã d crante (nrbixina) de urucum utilizand KOH. Figura 2. Reações Químicas para Obtençã d Crante (bixinalnrbixina) de Urucum Utilizand Sluçã Acólica de NH 4 0H. # 28 «z 21 X ãi 11: 14 Z w 11: 7 W t- KOH/H,O O.1N SOLuçÃO l'.h.ohi BOH:H,O (58:42) EXTRATORA O,52N Figura 3. Teres Médis (%) de Nrbixina Encntrads ns Extrats Originais (1) na Frma de Pasta (2) e em PÓ (3), Utilizand-se Sluções Extatras de KOH O,lN e NH 4 0H 0,52N em Álcl 58%. Rev. Bras. Cr. Nat., v.3,