AVALIAÇÃO DA EXTRAÇÃO DE COMPOSTOS VOLÁTEIS PRESENTES NO PERICARPO DE PEQUI

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1 AVALIAÇÃO DA EXTRAÇÃO DE COMPOSTOS VOLÁTEIS PRESENTES NO PERICARPO DE PEQUI (Caryocar brasiliense Camb.) EMPREGANDO-SE A FIBRA POLIDIMETILSILOXANO/DIVINILBENZENO B.O. Santos 1, J.O.F. Melo 2, F. A. Campelo 1,S.V.C.Souza 1, R.L.B. Araújo 1 1- Departamento de Alimentos Universidade Federal de Minas Gerais, Faculdade de Farmácia CEP: Belo Horizonte MG Brasil, Telefone: (31) (barbara_oliveira_s@hotmail.com) 2- Departamento de Ciências Exatas e Biológicas Universidade Federal de São João Del Rei, Campus Sete Lagoas CEP: Sete Lagoas MG Brasil, Telefone: (31) RESUMO - O pequi é um fruto nativo do cerrado brasileiro, composto pelo endocarpo, semente e pericarpo. O pericarpo é considerado um resíduo agroindustrial e é pouco estudado. O aroma e sabor das frutas são formados por uma mistura de diversas substâncias voláteis de várias classes químicas presentes em quantidades reduzidas nos alimentos, que apresentam qualidades de aroma, intensidades e concentrações diferentes. Neste sentido, o presente estudo propôs avaliar a eficiência da fibra polidimetilsiloxano/divinilbenzeno na extração dos compostos voláteis presentes no pericarpo de pequi, determinar as melhores condições de extração, e ainda, identificar os compostos voláteis responsáveis pelo aroma e sabor desta porção do fruto, visando o seu aproveitamento. A fibra PDMS/DVB demonstrou-se eficiente na extração de 32 compostos voláteis presentes no pericarpo, incluindo ácidos, álcoois, ésteres, hidrocarbonetos, terpenóides e fenilpropanóides. Além disso, concluiu-se que a extração de compostos voláteis foi mais elevada empregando-se menor tempo de extração e agitação. ABSTRACT - Pequi is a fruit native to the Brazilian cerrado, composed of the cored, seed and pericarp. The pericarp is considered an agricultural waste and is understudied. The aroma and flavor of the fruit are formed by a mixture of several volatile substances of various chemical classes present in reduced amounts in foods, which exhibit flavor qualities, different intensities and concentrations. In this sense, the present study proposed to evaluate the efficiency of polydimethylsiloxane/divinylbenzene fiber for the extraction of volatile compounds present in the pequi pericarp, to determine the best extraction conditions and also to identify volatile compounds responsible for the flavor of this portion of fruit, aiming its use. The PDMS / DVB was efficient in the extraction of 32 volatile compounds present in the pericarp, including acids, alcohols, esters, hydrocarbons, terpenoids and phenylpropanoids. Furthermore, it was found that the extraction of volatiles was higher employing shorter extraction and stirring. PALAVRAS-CHAVE: Pericarpo de pequi; resíduo agroindustrial; compostos voláteis. KEYWORDS: Pequi pericarp; agroindustrial residue; volatile compounds.

2 1. INTRODUÇÃO O cerrado brasileiro corresponde a uma área de aproximadamente 22 % do território nacional, resultando em uma ampla variedade de climas e solos e uma rica biodiversidade de fauna e flora. (Damiani, 2006; Rigueira, 2003). O pequizeiro é uma espécie frutífera nativa do cerrado brasileiro pertencente ao gênero Caryocar e à família Caryocaraceae (Oliveira et al., 2009). A espécie de maior destaque é a Caryocar brasiliense Camb., que pode ser encontrada em vários estados brasileiros (Belo, 2009; Rigueira, 2003). O pequi, fruto do pequizeiro, é composto pelo pericarpo (exocarpo e mesocarpo), endocarpo e semente (Rigueira, 2003). O pericarpo do pequi é considerado um resíduo agroindustrial e é pouco estudado. Estes resíduos constituem, ainda, um problema ambiental, pelo fato de se deteriorarem e servirem como ambiente de proliferação de microrganismos, além de produzirem um cheiro bastante desagradável que causa desconforto à população próxima aos locais de descarte (Monteiro, 2013). O aroma e o sabor são alguns dos atributos de qualidade das frutas e de seus subprodutos mais estudados. Estes atributos são formados por uma mistura de diversas substâncias voláteis pertencentes a várias classes químicas presentes em quantidades reduzidas nos alimentos, que apresentam qualidades de aroma, intensidades e concentrações diferentes (Belo, 2009). O conhecimento da composição de voláteis associada às ferramentas sensoriais permite selecionar os compostos importantes para descrever a qualidade de um determinado fruto (Damiani, 2006) ou produto. Uma das metodologias utilizadas para a extração e concentração de compostos voláteis presentes em frutas e outros alimentos é a de microextração em fase sólida (SPME solid-phase microextraction) combinada com equipamentos de cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (Belo, 2009; Navarro et al., 2004). Esta técnica é utilizada na extração e concentração rápida de compostos orgânicos voláteis e semivoláteis sem a utilização de solventes (Araújo, 2004) e consiste em duas etapas: extração dos voláteis pela fibra e transferência do material da fibra para o injetor de um cromatógrafo (Garruti et al. 2011). Diversos tipos de fibras com determinado grau de seletividade encontram-se disponíveis comercialmente e a aplicação de cada uma delas depende da composição da matriz a ser analisada (Belo, 2009; Valente & Augusto, 1999). A quantidade de analitos extraídos pela fibra e os tipos de compostos químicos obtidos pode ser influenciada pela espessura da fibra e sua afinidade com os analitos, pela agitação do sistema, assim como pelas condições de extração (temperatura e tempo) (Valente & Augusto, 1999). Assim sendo, o presente estudo propôs avaliar a eficiência da fibra polidimetilsiloxano/divinilbenzeno na extração dos compostos voláteis presentes no pericarpo de pequi, determinar as melhores condições de extração, e ainda, identificar os compostos voláteis responsáveis pelo aroma e sabor desta porção do fruto, visando o seu aproveitamento. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Amostras As amostras de pequi utilizadas neste estudo foram provenientes de um único produtor, da microrregião de Sete Lagoas, município de Paraopeba, Minas Gerais. A coleta foi realizada durante a

3 safra de 2014 e os frutos foram coletados diretamente das copas de diferentes árvores para evitar qualquer rachadura no pericarpo. No laboratório, os frutos foram inspecionados, sendo descartados aqueles que não apresentaram o pericarpo intacto. Em seguida, os frutos foram higienizados, secos com auxílio de papel toalha e armazenados sob refrigeração (9 e 12 ºC) até o momento das análises. 2.2 Extração dos constituintes voláteis Para a extração dos constituintes voláteis, os frutos foram cortados no diâmetro longitudinal, de forma a separar o endocarpo do pericarpo. As porções do pericarpo foram trituradas em processador de alimentos para o preparo das amostras. Foi utilizado o método de microextração em fase sólida no modo headspace (SPME-HS) e a extração dos constituintes voláteis foi realizada mediante uso da fibra semipolar Polidimetilsiloxano/Divinilbenzeno (PDMS/DVB), com espessura de cobertura de 65 μm, a qual foi condicionada de acordo com as instruções proporcionadas pelo fabricante. Assim, 0,5 g do pericarpo de pequi e 3 ml de solução de cloreto de sódio a 33 % foram adicionados em frascos de headspace com capacidade de 20 ml, lacrados com lacre de alumínio e septo de borracha. As amostras foram submetidas a diferentes condições de extração e as variáveis utilizadas foram: tempo de extração (20 a 40 min), temperatura de extração (25 C a 65 C) e agitação (0 a 10 rpm). 2.3 Análise dos constituintes voláteis Os constituintes voláteis do pericarpo de pequi foram analisados empregando-se um cromatógrafo a gás Trance GC Ultra (Thermo Scientific, San Jose, CA), acoplado a espectrômetro de massas Polaris Q (Thermo Scientific, San Jose, CA), com analisador do tipo ion-trap e equipado com injetor split/splitless, no modo splitless. Foi utilizado como gás de arraste, o hélio, injetado a um fluxo constante de 1mL/min e a coluna capilar TR-1MS (100% dimetilpolisiloxano; 30 m x 0,25 mm d.i x 0,25 m). As condições de análise cromatográficas foram: temperatura do injetor 250 C, temperatura da fonte de íons 200 C, temperatura da interface 275 C. O aquecimento da coluna iniciou-se a 40ºC, permanecendo por 5 min e, depois com uma taxa de aquecimento de 2,5ºC/min até 125º C e depois 10º C/min até 245º C, temperatura na qual manteve-se a isoterma por 3 minutos (Belo, 2009). A identificação dos constituintes voláteis do pericarpo de pequi foi realizada através da relação massa-carga (m/z) correspondente a cada um dos picos gerados pelo cromatograma de íons totais, sendo comparados com os espectros de massa obtidos por ionização por impacto de elétrons (EI) a 70 Ev de m/z 34 a 400, assim comparados com os dados da biblioteca NIST (National Institute of Standards and Technology) do equipamento. O índice RSI, que consiste em um fator numérico de comparação entre um composto desconhecido e compostos da biblioteca NIST, foi utilizado para a identificação dos compostos voláteis, tendo sido considerado valores superiores a Planejamento experimental O planejamento experimental empregado foi o fatorial 2 3 com três pontos centrais e as variáveis independentes foram: tempo de extração (t), temperatura de extração ( C) e agitação (rpm). A influência de cada uma das variáveis na extração dos voláteis foi verificada, assim como a determinação da condição ótima de extração, empregando-se o software STATISTIC na versão 10.0.

4 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram identificados no presente estudo 32 compostos voláteis presentes no pericarpo de pequi classificados em seis classes químicas, conforme apresentado na tabela 1. Tabela 1 Compostos voláteis identificados no pericarpo de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) utilizando a fibra PDMS/DVB s Álcoois Ésteres Hidrocarbonetos Terpenóides Fenilpropanóides butanoico 1-butanol, 3- metil 2-propanóico metil ester Dodecano α-terpineno Apocinina dodecanóico 4-terpinenol Acetato de etila Hexadecano Eucaliptol Isoeugenol hexanóico Álcool benzílico Acetato de isopentilo Terpinoleno Estragol n- decanóico Álcool feniletílico acético 2- metilpropil ester Etilvanilina n- hexadecanóico Álcool oleico Butil etanoato Timol octadecanóico Isobutanol Palmitato de isopropila Vanilina tetradecanóico Salicilato de metila hidroxitolúico Alguns dos compostos voláteis identificados no pericarpo de pequi também foram previamente identificados no endocarpo do fruto por outros autores, destacando-se o ácido butanoico, ácido hexanóico, ácido dodecanóico, ácido tetradecanóico, ácido hexadecanóico, álcool feniletílico, dodecano, hexadecano e terpinoleno, que atuam conferindo o aroma e sabor característicos do pequi (Belo, 2009; Damiani, 2006). A partir dos dados obtidos no planejamento experimental, foi gerado um gráfico de Pareto para investigar as variáveis independentes e a interação entre elas (Figura 1). De acordo com o gráfico de Pareto foi possível observar que algumas das variáveis analisadas foram significativas, pois as barras correspondentes ao tempo de extração e agitação ultrapassam a linha que representa p = 0,05, demonstrando que estas variáveis influenciaram negativamente na extração dos compostos voláteis do pericarpo de pequi. Seu efeito negativo está associado com o maior número de compostos voláteis extraídos, ou seja, quanto menor o tempo de extração e a agitação, maior foi o número de compostos. A interação entre a temperatura de extração e a agitação também foi significativa na extração dos compostos, influenciando negativamente.

5 Figura 1 Diagrama de Pareto da fibra Polidimetilsiloxano/Divinilbenzeno 4. CONCLUSÃO A fibra semipolar PDMS/DVB mostrou-se eficiente para a extração dos compostos voláteis do pericarpo de pequi, permitindo a identificação de 32 compostos pertencentes às classes dos ácidos, álcoois, ésteres, hidrocarbonetos, terpenóides e fenilpropanóides. O uso do método SPME-HS combinado com equipamento de cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas mostrou-se ser simples e rápido, extraindo e transferindo os compostos voláteis em pouco tempo e sem a utilização de solventes orgânicos. As melhores condições de extração dos compostos voláteis utilizando a fibra PDMS/DVB foram obtidas empregando-se menor tempo de extração e agitação. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO, J. M. A. (2004). Química de alimentos: teoria e prática (3. ed). Viçosa: UFV. Belo, R. F. C. (2009) Caracterização de genótipos de pequizeiro (Caryocar brasiliense Camb.) pelo perfil cromatográfico de voláteis (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. Damiani, C. (2006) Qualidade e perfil volátil de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) minimamente processado, armazenado sob diferentes temperaturas (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de Lavras, Lavras.

6 Garruti, D. dos S., Santos, T. M. dos; Gomes, B. L.; Magalhaes, H. C. R. (2011) Otimização da extração de compostos voláteis por microextração em fase sólida em headspace: exemplo da aguardente de cana. Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical, Comunicado Técnico, p. Martendal, E., Budziak, D. & Carasek, E. (2007) Application of fractional factorial experimental and Box-Behnken designs for optimization of single-drop microextraction of 2, 4, 6-trichloroanisole and 2, 4, 6-tribromoanisole from wine samples. Journal of chromatography A, 1148(2), Monteiro, S. S. (2013) Caracterização química da casca de pequi (Caryocar brasiliense Camb.), avaliação de seus extratos e aplicação em linguiça de frango para aumento do shelf life (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria. Navarro, T., Lorenzo, C. & Pérez, R. A. (2004) SPME analysis of volatile compounds from unfermented olives subjected to thermal treatment. Analytical and Bioanalytical Chemistry., 379(1), Oliveira, M. E. B., Guerra, N. B., Maia, A. H. N., Alves, R. E., Xavier, D. S. & Matos, N. M. S. (2009) Caracterização física de frutos do pequizeiro nativos da Chapada do Araripe CE. Revista Brasileira de Fruticultura, 31(4), Rigueira, J. A. (2003) Pequi: cultivo, caracterização físico-química e processamento (Monografia). Faculdade de Brasília, Brasília. Valente, A. L. P.; Augusto, F. (2000) Microextração por fase sólida. Química Nova, 23(4),