Rendimento e composição química do óleo essencial de Chamomilla recutita (L.) Rauschert seca em camada fixa a 60ºC

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1 29 Rendimento e composição química do óleo essencial de Chamomilla recutita (L.) Rauschert seca em camada fixa a 60ºC BORSATO A.V. 1 ; DONI-FILHO L. 1 ; CÔCCO L.C. 2 ; PAGLIA E.C. 3 1 Eng. Agr., Universidade Federal do Paraná - Produção Vegetal, Rua dos Funcionários, 1540, Curitiba-PR, , borsatoav@yahoo.com.br 2 Eng. Química, Universidade Federal do Paraná - Centro Politécnico, s/n, LACAUT, 3 Curitiba-PR, Eng. Agr., Universidade Federal do Paraná - Campus Litoral, Rua Jaguaraíva, 512, Caioba/Matinhos-PR, RESUMO: Com o objetivo de avaliar o rendimento e a composição química do óleo essencial de Chamomilla recutita (L.) Rauschert ( camomila ) submetida à secagem em camada fixa à 60ºC, monitorou-se periodicamente o processo realizado, no município de Campo Largo - PR, num secador da CHAMEL Ind. e Com. de Produtos Naturais LTDA., na safra de Simultaneamente à secagem, as substâncias arrastadas pelo vapor d água foram recuperadas por condensação. As determinações analíticas foram realizadas em laboratórios da UFPR, por meio da hidrodestilação e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. Os dados foram avaliados por meio de regressões polinomiais (p<0,01). A redução dos teores de água e de óleo essencial da camomila é progressiva durante o processo de secagem; é possível recuperar as substâncias volatilizadas durante a secagem à 60ºC; na água aromática (condensado) foram identificados: artemísia cetona, óxido de bisabolol B, alfa-bisabolol, óxido de bisaboleno, óxido de bisabolol A; a concentração de cariofileno aumenta significativamente durante o processo de secagem e os demais componentes do óleo essencial da camomila diferem apenas numericamente, sem comportamento peculiar em relação às condições de tempo de secagem; o teor final de óleo essencial supera 0,4%. Palavras-chave: secagem, teor de água, alfa-bisabolol, camazuleno, Chamomilla ABSTRACT: Essential oil yield and chemical composition of Chamomilla recutita (L.) Rauschert under fixed-bed drying at 60ºC. This work aimed at evaluating the essential oil yield and chemical composition of Chamomilla recutita (L.) Rauschert (chamomile) subjected to periodically monitored fixed-bed drying at 60ºC. The process was carried out in a dryer ( CHAMEL Indústria e Comércio de Produtos Naturais LTDA. ) in Campo Largo County, Paraná State, Brazil, in 2005 agronomic year. Simultaneously to drying, the substances carried by water vapor were recovered through condensation. Analytical evaluations were performed in laboratories from Paraná Federal University (UFPR), Paraná State, Brazil, by means of hydrodistillation and gas chromatography attached to mass spectrometry. Data were analyzed through polynomial regressions (p<0.01). Chamomile moisture content and essential oil gradually decreased during the drying process. It was possible to recover the substances volatilized by drying at 60ºC; the following substances were identified in the aromatic water (condensate): artemisia ketona, bisabolol oxide B, alpha-bisabolol, bisabolene oxide, and bisabolol oxide A. Caryophyllene concentration significantly increased during the drying process, whereas the remaining chamomile essential oil components differed only in numbers, without a peculiar behavior in relation to drying time conditions; the final essential oil content exceeded 0.4%. Key words: drying, moisture content, alpha-bisabolol, camazulene, Chamomilla recutita (L.) Rauschert Recebido para publicação em 10/05/2007 Aceito para publicação em 19/05/2008

2 30 INTRODUÇÃO As potencialidades para atividade farmacológica e a vulnerabilidade das sustâncias químicas que compõem o óleo essencial de plantas aromáticas e medicinais tem despertado interesse de alguns pesquisadores preocupados com a qualidade da matéria-prima. A secagem tem se destacado com um dos principais fatores que influenciam o rendimento e a composição química do óleo essencial destas espécies (Rocha et al., 2000; Radünz et al., 2002). Dentre as pesquisas fundamentais, destacam-se aquelas relacionadas a influência da temperatura do ar de secagem no teor e na composição química das espécies medicinais. Vislumbra-se estabelecer melhores condições de secagem em função da espécie estudada e, consequentemente da vulnerabilidade de seus constituintes químicos, bem como das estruturas armazenadoras. Em relação a influência do processo de secagem no teor de óleo essencial da camomila, tem sido verificado que a utilização de baixas temperaturas do ar de secagem além de não evitar a volatilização do óleo essencial, causam grande atraso no processo e podem predispor a camomila, sob secagem, ao desenvolvimento de microrganismos e reações enzimáticas indesejáveis (Borsato et al., 2005a). Pelo mesmo motivo, baixas vazões específicas do ar podem comprometer a qualidade da matéria-prima (Borsato et al., 2005b), por não exercer com eficiência a sua função de retirada do ar saturado intimamente ligado a camomila. O processo de secagem da camomila ainda é precário, carente de estudos mais específicos, a fim de gerar informações mais consistentes, atuais e adequadas à realidade do processo produtivo. Associando eficiência de secagem e qualidade da matéria-prima, Borsato et al. (2005a) recomendam a continuidade dos estudos utilizando temperaturas do ar de secagem entre 60 a 80ºC. As substâncias constituintes do óleo essencial podem ser influenciadas quando expostas as diferentes condições de temperatura do ar de secagem, em função de suas propriedades físicoquímicas. Dentre os componentes identificados no óleo essencial desta espécie, destacam-se o camazuleno e o alfa-bisabolol como as substâncias que apresentam propriedades mais bioativas (Curioni & Alfonso, 1996). Sendo a perda do óleo essencial da camomila inevitável durante o processo de secagem (Borsato et al., 2005a) e supondo que a sua composição química poderia ser mantida ou pouco alterada, assegurando suas propriedades de interesse medicinal e cosmético, há possibilidade de se recuperar as substâncias volatilizadas em processo de condensação, simultâneo à secagem. Este estudo teve como objetivo monitorar o rendimento e a composição química do óleo essencial da camomila durante o processo de secagem em camada fixa a 60ºC, bem como a recuperação, em processo paralelo, das substâncias bioativas volatilizadas. MATERIAL E MÉTODO No Município de Campo Largo-PR a colheita da Chamomilla recutita (L.) Rauschert (camomila) foi feita entre os meses de outubro e dezembro de 2005, com plataforma de tração mecânica. Depois de transportada, foi classificada por meio de peneiras com furos circulares de 0,02 m de diâmetro, separando os capítulos florais soltos (denominada comercialmente camomila de primeira ) que foram levados ao secador. A secagem em camada fixa, com ar aquecido forçado, foi efetuada por meio de secador comercial, modelo Souza Cruz, com capacidade para cerca de uma tonelada de capítulos florais. Os capítulos florais foram depositados sobre a chapa metálica perfurada, sendo logo em seguida iniciado o processo de secagem ajustando-se a temperatura do ar de secagem em 60ºC, sob constante velocidade do ar. Simultaneamente ao processo de secagem obteve-se o condensado (vapor d água recuperado), resultante da secagem da camomila, o qual foi conduzido ao condensador. A cada três horas, durante todo o processo de secagem, por meio de proveta, foi mensurado o volume acumulado deste condensado no vaso Florentino. O monitoramento do processo de secagem foi realizado periodicamente por meio de termostatos digitais (Prowâ CT-300R), cujos sensores estavam localizados no interior da câmara de secagem, em seis pontos estratégicos. Também foram utilizados psicrômetros analógicos para o monitoramento do ar de secagem, totalizando nove pontos estratégicos de controle. A temperatura no interior da massa de camomila também foi monitorada por meio de termômetros de bulbo. As amostragens foram feitas a partir do tempo zero - considerado testemunha - e em intervalos de duas horas; retirando-se amostras compostas de tal maneira que representasse todo o perfil da massa de secagem. As amostras compostas eram homogeneizadas, fracionadas e destinadas à determinação dos teores de água e de óleo essencial. O teor de água, expresso em porcentagem de base úmida, foi determinado pelo método da estufa a 105 ± 3ºC por 24 horas (Brasil, 1992), utilizando-se amostras de 0,02 kg de camomila por repetição. O óleo da camomila foi extraído pelo método da hidrodestilação utilizando o aparelho do tipo Clevenger (Wasicky, 1963), com quatro horas de extração. O teor de óleo essencial foi expresso em

3 31 porcentagem de base seca. Amostras de óleo essencial foram destinadas ao Laboratório de Análises de Combustíveis-LACAUT, da UFPR, para determinação analítica quantitativa e qualitativa por meio de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (Simões & Spitzer, 1999). A metodologia analítica utilizada foi desenvolvida durante estudos preliminares, adequando-se as respectivas variáveis. Para a identificação dos componentes do óleo essencial da camomila, por meio da cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa, foi utilizado equipamento Varian GC-MS, modelo CP 3800/Saturn 2000, com íon trap, com coluna capilar Chrompack de sílica fundida (CP-SIL PONA CB, 0,25 mm de diâmetro interno, 100 m de comprimento e 0,5 µm de filme líquido). Foi injetado 0,5 µl de amostra de óleo essencial in natura em razão de split 1:100, com Temperatura : 120ºC, inicial com Tempo inicial: 22 min, Rampa de Aquecimento: 10ºC min -1, Temperatura : 230ºC, Tempo de corrida final total: 53 min. A vazão de gás de arraste (He) foi de 2 ml min -1, e temperatura de injetor de 200ºC, a temperatura de transfer line de 200ºC, a temperatura de manifold de 120ºC, a temperatura de íon trap de 170ºC, a pressão na coluna de 49,5 psi, a energia de ionização I de 60 ev, por meio de impacto de elétrons e modulação axial de 4 V. O espectro de massa de cada componente do óleo essencial da camomila foi criteriosamente analisado em comparação aos espectros do acervo das bibliotecas Saturn (GC-MS versão 5.51) e Nist (98 MS, versão 1.7). A quantificação dos componentes do óleo essencial da camomila foi realizada por meio da cromatografia gasosa, utilizando equipamento Varian, modelo CP 3800, com detector de ionização de chama (CG-FID), com coluna capilar Chrompack de sílica fundida (CP-SIL 88 for FAME, 0,25 mm de diâmetro interno, 50 m de comprimento e 0,2 µm de filme líquido). Amostras de óleo essencial de camomila foram pesadas em balança analítica de precisão e diluídas em 1 ml de hexano. Deste montante, 1 µl foi injetado em razão de split 1:100, com Temperatura inicial : 120ºC, com Tempo inicial: 22 min, Rampa de Aquecimento: 10ºC min -1, Temperatura final : 230ºC, Tempo de corrida total: 53 min. A vazão de gás de arraste (He) foi de 1 ml min -1, e temperatura de injetor de 250ºC, a temperatura de FID de 300ºC, a pressão na coluna de 25 psi. Gás de make up: ar sintético, nitrogênio e hidrogênio. Foi utilizado o delineamento experimental inteiramente ao acaso, com quatro repetições, sendo os tratamentos os tempos de secagem. Os dados obtidos foram avaliados por meio de análise de regressão polinomial (p<0,01). RESULTADO E DISCUSSÃO A curva de secagem da camomila apresentou uma tendência representada por uma equação polinomial de segundo grau (Figura 1). Teor de água (%) Teor de óleo (%b.s.) FIGURA 1. Teores de água e de óleo essencial de capítulos florais de camomila, durante o processo de secagem em camada fixa a 60ºC. Curitiba, PR. 2005

4 32 Isto indica que a taxa de secagem foi progressiva em relação ao tempo de secagem, concordando com as observações de Borsato et al. (2005a). Porém, isto contraria a maioria dos estudos referentes a secagem de plantas medicinais em que mostram que a perda de água é maior no início da secagem e menor no final do processo (Doria & Andrés, 1998; Martins et al., 2000; Blanco et al., 2000a,b; Blanco et al., 2002). Este processo se secagem reduziu o teor de água da camomila de 84% para 12,2%, durante um período de 15 horas (Tabela 1). O teor final de água (12,2%) é considerado inadequado para o armazenamento, pois está além do máximo estabelecido para prevenir sua degradação, que é de 10% (Doria & Andrés, 1998). O rendimento do óleo essencial bruto de C. recutita foi influenciado significativamente de forma progressiva, obedecendo a um comportamento semelhante ao do teor de água, sendo representado por uma equação polinomial de segundo grau (Figura 1), em que a perda foi menor no início da secagem e maior no final do processo. O teor final do óleo essencial ficou acima do mínimo (0,4%) estabelecido pela Farmacopéia Brasileira (1996), para que lotes de C. recutita sejam considerados droga vegetal de qualidade. A perda do óleo essencial ocorreu durante todo o processo de secagem, chegando a 38,7% (Tabela 1). O volume de água recuperada em processo paralelo à secagem foi significativo a partir da terceira hora de secagem, quando o vapor d água começou a ser condensado (Tabela 1). Foi constatado maior rendimento no período intermediário de coleta (nove horas de secagem). Às seis horas de secagem o rendimento foi ligeiramente menor que às nove horas, porém maior que às 12 horas. Neste processo de exaustão e condensação, paralelo à secagem, obtevese apenas 50 L de água recuperada, cerca de apenas 5,9% do total possivelmente evaporado, uma vez que o teor inicial de água da camomila era de 84,2%. Em relação ao teor de óleo essencial extraído a partir da água recuperada foi constatada uma redução ao longo do processo de secagem, cujo teor final de óleo foi de 0,014%, equivalente a uma redução de 53,3% (Tabela 1). Os principais componentes identificados a zero hora de secagem no óleo essencial de C. recutita, por ordem de predominância, estão apresentados na Tabela 1. Seu cromatograma pode ser visualizado na Figura 2. Durante o processo de TABELA 1. Médias (%) de teor de água, de rendimento e composição química do óleo essencial de Chamomilla recutita (L.) Rauschert (camomila), durante o processo de secagem em camada fixa a 60ºC. Curitiba, PR Água recuperada por condensação em processo paralelo a secagem valores em Litros; 2 Coluna capilar Chrompack de sílica fundida para cromatografia gasosa.

5 FIGURA 2. Cromatograma do óleo essencial de Chamomilla recutita (L.) Rauschert (camomila), extraído de capítulos florais de camomila submetida a secagem em camada fixa, obtido por meio de cromatografia gasosa, utilizando equipamento Varian, modelo CP 3800, com detector de ionização de chama (CG-FID), com coluna capilar Chrompack de sílica fundida (CP-SIL 88 for FAME, 0,25mm de diâmetro interno, 50 m de comprimento e 0,2 mm de filme líquido). Curitiba, PR

6 34 FIGURA 3. Cromatograma do óleo essencial de Chamomilla recutita (L.) Rauschert (camomila), extraído a partir da água recuperada em processo paralelo à secagem de camomila em camada fixa, obtido por meio de cromatografia gasosa, utilizando equipamento Varian, modelo CP 3800, com detector de ionização de chama (CG-FID), com coluna capilar Chrompack de sílica fundida (CP-SIL 88 for FAME, 0,25 mm de diâmetro interno, 50 m de comprimento e 0,2 mm de filme líquido). Curitiba, PR. 2005

7 35 secagem esta ordem foi alterada principalmente pelo aumento da concentração de cariofileno e 3-careno. Para os óxidos, o alfa-bisabolol e o camazuleno, foi constatado uma diminuição de suas concentrações. Na Tabela 1 também observa-se, para cada substância química identificada no óleo essencial de C. recutita a partir de capítulos florais, a tendência de sua relação com o tempo de secagem. A variação observada em relação ao tempo de secagem foi significativa somente para o cariofileno (Tabela 1), em que sua concentração aumentou progressivamente durante o processo de secagem. Este fato indica que a síntese do cariofileno pode ter sido promovida pela maior exposição de C. recutita ao calor durante o processo de secagem. Radünz et al. (2002) também verificaram um aumento significativo desta substância no óleo essencial de alecrim-pimenta (Lippia sidoides Cham), nos tratamentos de secagem a 50, 60 e 70ºC. As demais substâncias químicas identificadas não foram influenciadas de forma significativa durante o processo de secagem. Entretanto, numericamente observamse alterações na concentração das demais substâncias em relação ao tempo de secagem (Tabela 1). O percentual de identificação foi de aproximadamente 87,2%. As variações de suas concentrações estão coerentes com demais estudos encontrados na literatura (Salamón, 1992; Povh et al., 2001). Os componentes do óleo essencial extraído a partir da água recuperada podem ser visualizados na Tabela 1 e Figura 3. Durante o processo de secagem constatou-se uma inversão nesta ordem de predominância, onde a concentração do óxido de bisabolol A aumentou em relação ao óxido de bisabolol B. Algumas substâncias químicas não foram encontradas em relação ao óleo essencial extraído a partir de capítulos florais. Provavelmente, devido a ausência do camazuleno, o óleo essencial obtido apresentou coloração clara e aroma suave. Relacionando a concentração destas substâncias químicas com o tempo de secagem, foi possível constatar alterações apenas numéricas. Neste caso, o percentual de identificação foi em torno de 93,8%, superando a identificação das substâncias que constituem o óleo essencial da camomila a partir de capítulos florais (87,2%). CONCLUSÃO Ao avaliar o processo de secagem da camomila, em camada fixa, a 60ºC conclui-se que: a redução dos teores de água e de óleo essencial da camomila é progressiva durante o processo de secagem; é possível recuperar as principais substâncias bioativas volatilizadas durante a secagem; a concentração de cariofileno aumenta significativamente durante o processo de secagem e os demais componentes do óleo essencial da camomila são alterados apenas numericamente; O teor final de óleo essencial supera 0,4%. AGRADECIMENTO À CAPES pela concessão da bolsa de estudo. À Chamel Ind. e Com. de Produtos Naturais Ltda., que em parceria com a UFPR, disponibilizou a infra-estrutura e recursos humanos para a realização do presente estudo. Ao LACAUT, da UFPR, pelas determinações analíticas de cromatografia. REFERÊNCIA BLANCO, M.C.S.G. et al. Influência da temperatura de secagem no teor e na composição química do óleo essencial de alecrim. Horticultura Brasileira, v.18, p , 2000a. BLANCO, M.C.S.G. et al. Influência da temperatura de secagem no teor e na composição química do óleo essencial de menta. Horticultura Brasileira, v.18, p.901-3, 2000b. BLANCO, M.C.S.G. et al. Drying temperature effects in rosemary essential oil content and composition. Acta Horticulturae, n.569, p , BORSATO, A.V.; DONI-FILHO, L.; AHRENS, D.C. Secagem da camomila [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] com cinco temperaturas do ar. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v.7, n.2, p.77-85, 2005a. BORSATO, A.V.; DONI-FILHO, L.; AHRENS, D.C. Secagem da camomila [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] com cinco vazões específicas do ar. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v.7, n.3, p.65-71, 2005b. BRASIL. Ministério da Agricultura. Regras para análise de sementes. Brasília: Ministério da Agricultura, p. CURIONI, A.; ALFONSO, W. La manzanilla común [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] cosecha y poscosecha. Revista de Tecnología Agropecuaria, v.1, n.2, p.72-6, DORIA, J.; ANDRÉS, M.C. Psicrometria aplicada al secado. In: HORN, M.; ROMÁN, R.; SARAIVA, L. Ingeniería del secado solar. La Plata: CYTED-D, p FARMACOPÉIA BRASILEIRA. 4.ed. São Paulo: Atheneu, v.2, p.611. MARTINS, P.M. et al. Influência da temperatura e velocidade do ar de secagem no teor e composição química do óleo essencial de capim-limão. Horticultura Brasileira, v.18, p , POVH, N.P. et al. Extraction of essential oil and oleoresin from chamomile (Chamomilla recutita [L.] Rauschert) by steam distilation and extration with organic solvents: a process design approach. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v.4, n.1, p.1-8, RADÜNZ, L.L. et al. Efeitos da temperatura do ar secagem sobre a qualidade do óleo essencial de alecrim-pimenta (Lippia sidoides Cham.). Revista

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