Vol. 1, No. 1, Outubro-Dezembro de 2011 ARTIGO ORIGINAL ESTUDO DA EXTRAÇÃO E AVALIAÇÃO DO RENDIMENTO DE ÓLEO DE BARU *Lizandra Carla Pereira de Oliveira 1, Marcell Duarte Wanderley 1, Alexandre Gonçalves Porto 2, Fabrício Schwanz da Silva 2, Flávio Teles Carvalho da Silva 2 e Etney Neves 3,4 ¹ Acadêmica do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000. 2 Professor do Departamento de Engenharia de Produção Agroindustrial, UNEMAT.- Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres MT; 3 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT 4 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.- Brasil. Resumo A biodiversidade brasileira reserva muitas oportunidades, por exemplo, a possibilidade de obtenção de novos insumos e materiais. Frutos de árvores nativas do cerrado brasileiro, constituem uma gigantesca variedade de espécies. O baru, Dipteryx alata, foi selecionado como palmeira de interesse para estudos. Uma revisão foi inicialmente realizada, indicando que o óleo extraído do baru é muito fino, sua composição apresenta α-tocoferol e elevado teor de lipídios insaturados. A utilização deste óleo tem aplicações medicinais e industriais consolidadas (produtos). Este trabalho é o primeiro passo de um novo grupo de pesquisa, que busca entender o baru, a extração de seu óleo e que tem como meta, inovar conceitualmente através da modificação da estrutura do óleo natural. Palavras-chaves: óleo de baru, dipteryx alata, extração. 1 1. Introdução A biodiversidade brasileira reserva muitas possibilidades, para estudos e desenvolvimento de novos insumos, materiais e oportunidades. Frutos de árvores nativas da região cerrado, ecossistema característico do centro-oeste do Brasil, por si só, constituem uma gigantesca variedade de espécies para observações e desenvolvimento de novos produtos inovadores conceitualmente. O baru, Dipteryx alata, também conhecido como barujó, cumaru, cumbaru, castanha-de-ferro, coco-feijão, cumarurana, cumbary, emburena-brava, feijão-coco, pau-cumaru, meriparajé 1, é uma árvore pertencente à família Leguminosae, com altura média de 15 m, podendo alcançar mais de 25 m em solos férteis. Sua floração ocorre de * e-mail: carlalcpo@gmail.com Vol. 1, No. 1, outubro-dezembro 2011, Página 28
novembro a fevereiro, sendo que a formação dos frutos inicia-se em dezembro. ² O fruto se constitui por amêndoa e polpa, comestíveis, ricas em carboidratos, proteína e óleo possuindo assim um alto valor nutricional. 1,2,3 Em cada fruto há apenas uma semente, de comprimento e largura variando de 1,0 a 3,5 cm e de 0,9 a 1,3 cm, respectivamente. 4 O óleo extraído do baru é muito fino, possuindo em sua composição α-tocoferol e 81 % de lipídios insaturados, se comparado com o azeite de oliva. 2,4 O óleo extraído é muito utilizado em fins medicinais e industriais como: anti-reumático, regulador de menstruação, lubrificante para equipamentos e cosméticos. 2 Existem vários métodos para extração do azeite de vegetais. Os principais são por prensagem mecânica, fermentação, extração por Soxhlet e Goldfish. A extração por prensagem é a mais comum, sendo seguida por extrações com solventes. 5 Estas duas vias são utilizadas, por exemplo, em conjunto na produção do azeite de oliva. O azeite extravirgem é originário da primeira extração, por prensagem mecânica, originando um produto com acidez mínima. Um azeite com maior acidez é, posteriormente, obtido da torta de prensagem utilizando solventes. Uma revisão da literatura foi realizada. Frutos foram colhidos como amostras e as morfologias avaliadas. As partes dos frutos foram separadas para o estudo experimental. A literatura e os resultados experimentais são comparados e comentados. O mesocarpo com a semente e a semente isolada, foram avaliados em seus teores de óleo. Dois tipos de solventes foram utilizados e as eficiências discutidas comparativamente. 2. Óleos Vegetais Os óleos vegetais são constituídos em sua maioria de triglicerídeos. 4,5 Geralmente os óleos vegetais são obtidos por sementes oleaginosas, de polpa de frutas e germe de cereais. A extração dos óleos ocorre principalmente por destilação e extração por solventes. 5 Os óleos vegetais são alternativas naturais e renováveis. Eles podem ser utilizados na produção de resinas, plastificantes, produção de combustíveis, entre outros insumos e produtos. 4 2.1. O Óleo de Baru A polpa do baru produz óleo, mas é na amêndoa que se encontra uma quantidade significativa do mesmo. 4 O óleo extraído da amêndoa é fino, possui um elevado grau de insaturação, alto teor de ácido oléico e linoléico. 2 O óleo de baru é utilizado nas áreas medicinais e industriais como: antireumático e regulador de menstruação. Devido ao ácido oléico presente no óleo, o mesmo é utilizado como lubrificante para equipamentos, cosméticos e intermediários químicos. 2.2. Extrações de óleos por Sohxlet O extrator de Soxhlet é usado para extração de substâncias sólidas por solventes quentes. 6 Nessa extração, o sistema permite que certa quantidade de solvente, puro, passe várias vezes na amostra formando um ciclo. Cada ciclo corresponde a uma lavagem, teoricamente total da amostra sólida. A vantagem desse extrator, é que as substâncias da amostra entram em contato com o solvente a elevada temperatura. A temperatura do processo na câmara de extração é constante e, dependente das Vol. 1, No. 1, outubro-dezembro 2011, Página 29
propriedades do solvente. 7 Este método é muito utilizado para extrair óleos vegetais em pesquisas científicas. Os lipídeos são biomoléculas composta principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio. São normalmente insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. 8,9 Dentre os solventes utilizados para extração de óleos, podem ser citados os éteres, pois são pouco reativos. 6,8 O éter de petróleo e éter etílico são, geralmente, os solventes usados nas práticas de extração com Soxhlet. O éter de petróleo é uma mistura de diversos hidrocarbonetos, dentre eles o pentano, que é o composto mais apolar com ponto de ebulição de 65-70 C. 10 Neste solvente, os carboidratos são insolúveis, sendo possível a extração dos lipídeos e da clorofila. 8 O éter etílico ou etoxi-etano é usado como solventes de resinas e óleos (são pouco polares) e na extração de óleos, gorduras e essências. Na extração de óleos vegetais o éter etílico é eficaz, mas sua venda e seu uso são controlados rigorosamente por ser muito volátil e inflamável. 9 Figura 1. Ilustração do equipamento Extrator Soxhlet, destacando o ponto de posicionamento da amostra e os três pontos principais do fluxo do solvente. 3. Extração Experimental do Óleo de Baru Os frutos do Baru são classificados como do tipo dupra, com comprimento aproximado de 4,5 cm. Os frutos foram divididos nas frações mesocarpo, endocarpo e semente. O endocarpo é lenhoso e uma retífica, com disco cerâmico de corte, foi utilizada para liberar a semente. As sementes são elipsóides e tinham aproximadamente 2,3 cm de comprimento. Mesocarpos e sementes foram cominuídos, misturados e homogeneizados (MS), formando a massa para o experimento de extração de óleo, Tabela 1. As seis massas MS foram utilizadas separadamente, Tabela 2. As colunas de extração receberam dois tipos de solventes. Três colunas do extrator Soxhlet foram preparadas, com o solvente éter etílico e as outras três com éter de petróleo. As amostras foram lavadas em ciclos contínuos por 8 horas. O rendimento de óleo das misturas MS é apresentado na Tabela 2. Durante o experimento de extração, constatou-se uma mudança de cor dos solventes, devido à formação de uma mistura homogênea solventeóleo. A mudança dos líquidos, de incolor para amarelo, foi mais intensa nas amostras 4, 5 e 6. Isso se deve a uma reação mais eficiente de extração do éter etílico, em função de Vol. 1, No. 1, outubro-dezembro 2011, Página 30
Tabela 1. Massas dos frutos do baru e das frações respectivas do mesocarpo, endocarpo, semente e mistura MS. Fruto Massa total * (gramas) Endocarpo Endocarpo + Semente Mesocarpo Massa da semente 1 24,3 9,8 10,6 13,5 0,9 2 20,7 9,7 11,1 9,4 1,4 3 26,4 11,6 11.6 14,7 1,1 4 27,8 11,7 12,9 14,7 1,2 5 17,6 7,7 8,8 8,6 1,1 6 22,3 8,3 9,5 12,7 1,2 Média 23,2 Desvio Padrão 3,8 * Massa em gramas. 9,8 1,6 10,7 1,5 12,3 2,6 1,1 0,2 sua reatividade superior para liberação de substâncias, comparativamente ao éter de petróleo. Após as 8 horas de ciclo e lavagem contínua das amostras, as misturas líquidas resultantes foram levadas a uma estufa, com temperatura de aproximadamente 60 C, para uma remoção total do solvente e separação dos óleos. Tabela 2. Massas das amostras MS, com rendimentos da extração de óleo respectivos para cada amostra, em função do tipo de solvente. Amostras Amostras Utilizadas (MS)* Rendimento do Óleo Solventes Utilizados 1 11,929 0,109 Éter de Petróleo 2 9,987 0,107 Éter de Petróleo 3 10,014 0,062 Éter de Petróleo 4 12,14 0,189 Éter Etílico 5 9,706 0,169 Éter Etílico 6 11,295 0,121 Éter Etílico *Massa em gramas. O rendimento de cada amostra de óleo e o desvio padrão foram calculados, logo após as amostras terem resfriado em dessecador (Tabela 3). A extração do óleo, utilizando o éter de petróleo como solvente, foi 29,5% menos eficiente que com éter etílico. É necessário considerar que este resultado, é para um mesmo tempo de extração para ambos os solventes (padrão = 8 horas). Em uma primeira análise, duas hipóteses são consideradas como responsáveis por esta diferença: (a) cinética de extração das substâncias diferentes para cada solvente; (b) seletividade do solvente na remoção de espécies químicas. Vol. 1, No. 1, outubro-dezembro 2011, Página 31
Tabela 3. Rendimento e desvio padrão do óleo em função da natureza do solvente. Solventes (%) Média Desvio Padrão Éter Petróleo 0,91 1,07 1,1 1,03 0,10 Éter de Etílico 1,74 1,56 1,07 1,46 0,35 4. Conclusão A massa média de um fruto Baru, com comprimento aproximado de 4,5 cm, é de 23,2 3,8 gramas. Segundo a literatura, o óleo extraído do baru deve ser rico em α-tocoferol e possuir elevados teores de lipídios insaturados. Quantidades de óleos diferentes foram obtidas, em função do tipo de solvente utilizado, com tempo de extração padrão de 8 horas para ambos os solventes. A extração do óleo, utilizando o éter de petróleo como solvente, foi 29,5% menos eficiente que com éter etílico. Duas hipóteses foram propostas como responsáveis por este resultado: (a) cinética de extração diferente dos solventes; (b) maior seletividade do éter de petróleo, na remoção de espécies químicas. 5. Referências bibliográficas [1] AQUINO, K. K. N. C.; SABBAG, M. R. L.; BESSA, T. C.C.; CANNON, G.; Alimentos Regionais Brasileiros. Ministério da Saúde. Governo do Brasil, 2002. [2] SANO, S. M.; RIBEIRO, J. F.; BRITO, M. A.; Baru: Biologia e Uso. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Cerrados, Primeira Edição, 2004. [3] AVIDOS, M. F. D.; FERREIRA, L. T.; Frutos dos Cerrados: Preservação gera muitos frutos. Revista: Biotecnologia, Ciência e Desenvolvimento. [4] DRUMMOND, A. L.; Compósitos poliméricos obtidos a partir do óleo de baru Síntese e Caracterização. Brasília, 2008. [5] CORSO, M. P.; Estudo da extração de óleo de semente de gergelim ( Sesamun indicum L.) empregando os solventes dióxidode carbono supercrítico e n-propano pressurizado. Toledo PR, 2008. [6] LIMA, C. A.; SILVA, C. A. M.; COSTA, D. S. O.;SCIENZA, M. R.; SILVA, M. V. C.; SILVA, R. A. M.; Extração em extrato de Soxhlet e percolação a temperatura ambiente das substâncias contidas nas amêndoas do bacuri. Belém PA [7] BRUM, A. A. S.; ARRUDA, L. F.; REGITANO-D ARCE, M. A. B.; Métodos de extração e qualidade da fração lipídica de matérias-primas de origem vegetal e animal. Piracicaba SP, 2009. [8] PARK, K. J.; ANTONIO, G. C.; Análises de materiais biológicos. Campinas SP, 2006. [9] FARIAS, F. M. C.; Funções Orgânicas. Disponível em: < http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/sala%20de%20leitura/conteudos/sl_funcoes_organicas.pdf > Acesso 10/08/2011. Vol. 1, No. 1, outubro-dezembro 2011, Página 32