Propriedades físico-químicas do óleo essencial de camomila [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] submetida à secagem em camada fixa

24 Propriedades físico-químicas do óleo essencial de camomila [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] submetida à secagem em camada fixa BORSATO, A.V. 1* ; DONI-FILHO, L. 1 ; MIGUEL, O.G. 2 ; PAGLIA, E.C. 3 1 Universidade Federal do Paraná (UFPR) - Pós-graduação em Agronomia - Produção Vegetal, Rua dos Funcionários, 1540, CEP 80035-050 - Curitiba, PR 2 Universidade Federal do Paraná (UFPR), Departamento de Farmácia, Avenida Prefeito Lothário Meissner, 3400 - Jardim Botânico, CEP 80210-170 - Curitiba, PR 3 Universidade Federal do Paraná (UFPR Litoral), Rua Jaguaraíva, 512, CEP 83.260-000, Caioba/Matinhos, PR * borsatoav@yahoo.com.br RESUMO: Este estudo objetivou caracterizar as propriedades físico-químicas do óleo essencial da camomila submetida ao processo de secagem em camada fixa à 60ºC, bem como do condensado obtido em processo paralelo. No município de Campo Largo-PR, num secador do tipo camada fixa, na safra de 2005, o processo de secagem da camomila foi realizado monitorandose, periodicamente, a temperatura do ar e os teores de água e de óleo essencial, bem como o volume do condensado. A caracterização das propriedades físico-químicas foi realizada no Laboratório de Fitoquímica da UFPR. Conclui-se que: o processo de secagem em camada fixa a 60ºC é eficiente para obtenção de camomila de qualidade; o alfa-bisabolol e seus derivados óxidos foram recuperados; o óleo essencial da água recuperada apresenta baixa concentração, coloração clara, aroma floral suave, característico e densidade relativa menor que do óleo extraídos dos capítulos florais. Palavras-chave: Chamomilla recutita, densidade, solubilidade, teor de água, óleo essencial ABSTRACT: Physical and chemical properties of essential oil from chamomile [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] under fixed-bed drying. The aim of this study was to characterize the physical and chemical properties of essential oil from chamomile subjected to fixed-bed drying process at 60 C, besides those of condensate obtained through another process. Chamomile drying process was carried out in a fixed-bed dryer during the agronomic year 2005 in Campo Largo County, Paraná State, Brazil. Air temperature, water and essential oil content, and the condensate volume were periodically monitored. Physical and chemical characterization was done in Laboratory of Phytochemistry, UFPR. Fixed-bed drying process at 60ºC was efficient in producing high-quality chamomile. Alpha-bisabolol and its oxide derivatives were recovered. Essential oil of the recovered water had low concentration, light coloration, characteristic smooth floral aroma, and relative density lower than that of essential oils extracted from flower heads. Key words: Chamomilla recutita, density, solubility, water content, essencial oil INTRODUÇÃO Óleos voláteis obtidos de diferentes órgãos de uma mesma planta podem apresentar composição química, características físico-químicas e odores distintos (Simões & Spitzer, 1999). Além da variabilidade intrínseca às espécies vegetais, as propriedades físico-químicas também podem ser influenciadas pelas condições externas, principalmente as de caráter agronômico, considerando-se suas propriedades bioativas e as peculiaridades dos agroecossistemas (Corrêa Júnior, 1994; Martins et al., 2000; Costa, 2001; Borsato et al., 2005ab; Borsato et al., 2006). A influência do processo de secagem na qualidade dos óleos essenciais tem motivado estudos cada vez mais aprofundados, pois trata-se de uma operação indispensável para a estabilização e Recebido para publicação em 19/03/2007 Aceito para publicação em 28/02/2008

25 conservação da matéria-prima e, ao mesmo tempo, uma das principais dificuldades do sistema de produção de espécies aromáticas. Para a camomila cultivada na Região Metropolitana de Curitiba-PR, a secagem tem influenciado o rendimento e a composição química do seu óleo essencial (Costa, 2001; Borsato et al., 2005ab; Borsato, 2006). Guenther (1952) descreve uma variação de 0,25 a 1,35% no rendimento de óleo essencial da camomila em seu habitat. O mesmo autor cita algumas variações nas propriedades físico-químicas para este óleo essencial, tais como: densidade (0,912-0,957) e solubilidade (80-95% em álcool), ambos em seu habitat. Em relação ao camazuleno, que é um de seus principais componentes, sua concentração pode variar de 1 a mais de 15% (Guenther, 1952), dependendo da origem e da idade dos capítulos florais. Contudo, ainda são raros os estudos que relacionam o processo de secagem e as propriedades físico-químicas dos óleos essenciais. A vulnerabilidade das substâncias que compõem os óleos essenciais torna complexa a manutenção de suas propriedades originais e, conseqüentemente, suas propriedades bioativas e seu valor comercial. Tais possibilidades de alteração são inúmeras e podem ser estimadas a partir da medição de alguns índices (peróxido e refração), da determinação de características físico-químicas (viscosidade, miscibilidade em álcool, poder rotatório), além da análise por cromatografia gasosa (Simões & Spitzer, 1999). Assim, é de fundamental importância tomar alguns cuidados com os indicadores de qualidade dos óleos essenciais, seja no processo produtivo ou de extração e armazenamento. A composição química dos óleos essenciais é complexa e, diante de uma ampla variedade de métodos, a cromatografia tem sido importante na avaliação da qualidade. A cromatografia em camada delgada (CCD) destaca-se como uma técnica bastante simples e segura de análise de substâncias químicas extraídas a partir de vegetais (Ferri, 1996). A cromatografia gasosa, associada à espectrometria de massas, possibilita a separação, quantificação e identificação de substâncias químicas que compõem os óleos essenciais (Farmacopéia Brasileira, 1996; Ferri, 1996; Simões & Spitzer, 1999). Cada vez mais se percebe a necessidade de estudos específicos para as espécies medicinais, uma vez que seus comportamentos frente ao processo de secagem têm sido muito peculiares. Dessa forma, o presente estudo objetivou caracterizar as propriedades físico-químicas do óleo essencial da camomila submetida à secagem em camada fixa à 60ºC, monitorando periodicamente os teores de água e de óleo essencial. MATERIAL E MÉTODO O presente estudo foi desenvolvido em parceria com a CHAMEL Indústria e Comércio de Produtos Naturais Ltda, situada no município de Campo Largo-PR, Região Metropolitana de Curitiba. A colheita mecânica da camomila [Chamomilla recutita (L.) Rauschert] foi realizada entre os meses outubro e dezembro de 2005. Os capítulos florais foram imediatamente transportados à unidade de préprocessamento, onde foram selecionados em peneira de 2 mm de diâmetro, utilizando somente o material caracterizado pelo maior número de capítulos florais avulsos comercialmente denominado de camomila de primeira. Então, foram realizadas as amostragens iniciais, correspondentes ao tempo zero de secagem. A secagem em camada fixa, com ar aquecido forçado à 60ºC, foi efetuada por meio de secador comercial, semelhante ao modelo Souza Cruz, utilizando fogo indireto como fonte de calor, cujo combustível era serragem (Borsato, 2006). Para cada repetição foi utilizada cerca de uma tonelada de capítulos florais de camomila, que foram distribuídos de maneira uniforme sobre a chapa metálica perfurada que compõe a câmara de secagem, resultando numa camada de altura em torno de 15 cm. As condições de secagem foram periodicamente monitoradas. Além da amostragem tempo zero, foram efetuadas amostragens no final do processo de secagem (15 horas), tomando-se aleatoriamente amostras compostas de cerca de 0,25 kg de capítulos florais, em cinco pontos da câmara de secagem. Desse montante, 0,05 kg foi utilizado para determinação do teor de água da camomila por meio do método da estufa a 105 ± 3ºC por 24 horas (Brasil, 1992). Simultaneamente ao processo de secagem obteve-se o condensado (água recuperada), a partir do vapor d água, resultante da secagem da camomila, que foi conduzido ao condensador. O volume acumulado deste condensado no vaso Florentino foi mensurado por meio de proveta. Amostras coletadas no final do processo foram acondicionadas em embalagens de vidro âmbar e mantidas resfriadas. Os teores de óleo essencial da camomila e do condensado foram determinados por meio do método de hidrodestilação, utilizando o aparelho do tipo Clevenger (Wasicky, 1963). Amostras foram colocadas em balão volumétrico de 2 L acoplado ao hidrodestilador, que, aquecido por manta elétrica, permaneceu em ebulição por quatro horas. Amostras de óleo essencial extraído 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 (Borsato, 2006). No Laboratório de Fitoquímica do

Rev. Bra 26 Departamento de Farmácia da UFPR, foram avaliadas as propriedades físico-químicas do óleo essencial da camomila, tais como: perfil cromatográfico, densidade relativa, solubilidade índice de refração e poder rotatório (Moreira & Krambeck, 1976; Wagner et al., 1983; Nakashima et al., 1985; Farmacopéia Brasileira, 1996). Para tanto, foram utilizadas amostras de óleo essencial da camomila, sendo uma do óleo extraído a partir dos capítulos florais e a outra do óleo extraído a partir da água recuperada (condensado) em processo paralelo à secagem. Por meio da cromatografia de camada delgada (CCD) foram avaliados os perfis cromatográficos das amostras de óleo essencial da camomila utilizando como fase móvel tolueno: acetato de etila na proporção 93:7 (v/v) e como reveladores foram utilizadas soluções de vanilina fosfórica e vanilina sulfúrica, numa proporção (v/v) de 9:2 e 9:1, respectivamente. Para a determinação da densidade relativa foi utilizado o método do tubo capilar. A solubilidade foi determinada em três concentrações de álcool etílico (70, 80 e 90% p/v). Foi utilizado 0,1 ml de amostra, sobre a qual gotejou-se o álcool etílico, sob agitação constante (0,1 ml de cada vez), até dissolução total do óleo. O índice de refração foi determinado por meio de um refratômetro Abbé-Zeiss, a partir da medida direta do ângulo de refração pela observação direta do limite de reflexão total da luz, mantendo as amostras dentro das condições de isotropismo e transparência. O poder rotatório foi determinado a 20ºC em polarímetro com luz monocromática de sódio, utilizando um tubo de 0,1 m de comprimento. RESULTADO E DISCUSSÃO Durante as 15 horas de secagem o teor de água da camomila foi reduzido de 84% para 12,2% (Tabela 1). O teor final de água da camomila permaneceu acima do recomendado (10%) pela literatura (Doria & Andrés, 1998; Blanco et al., 2000ab; Martins et al., 2000; Rocha et al., 2000; Blanco et al., 2002; Martinazzo et al., 2003; Radünz, 2004; Barbosa, 2005), indicando que o processo de secagem foi interrompido precocemente. Embora tenha sido constata a perda de 38,7% do óleo essencial no mesmo período, obteve-se teor final acima do mínimo (0,4%) estabelecido pela Farmacopéia Brasileira (1996), indicando que o processo de secagem não comprometeu a qualidade final da camomila enquanto droga vegetal. A composição química do óleo essencial, seja daquele extraído a partir de capítulos florais da camomila quanto daquele a partir da água recuperada em processo paralelo à secagem não sofreu TABELA 1. Médias (%) de teor de água, de rendimento e composição química do óleo essencial da camomila, durante o processo de secagem e condensação, em camada fixa à 60ºC. 1 Refere-se à análise de cromatografia gasosa (CG-FID e CG-MS); 2 Coluna capilar Chrompack de sílica fundida para cromatografia gasosa.

27 alterações significativas, exceto para o teor de cariofileno, que aumentou ao final do processo (Tabela 1). Estas observações estão coerentes com a maioria dos estudos encontrados na literatura (Guenther, 1952; Salamón, 1992; Povh, 2001). Contudo, não coincidem com a composição química do óleo essencial obtida a partir da água recuperada, de modo que os majoritários são os óxidos de bisabolol. Provavelmente este fato seja a razão pela qual o referido óleo essencial apresentasse coloração clara e aroma suave, diferindo das características normalmente citadas para o óleo essencial da camomila. De acordo com dados pré-liminares não publicados, a água recuperada (condensado) apresenta aspecto límpido, ph fracamente alcalino, aroma floral suave, adocicado, característico. Tratase de observações inéditas que merecem maiores estudos. De maneira coerente com a literatura (Wagner et al., 1983; Ferri, 1996; Ramos et al., 2004), o eluente (tolueno:acetato de etila 97:3) foi eficiente para a separação das principais substâncias químicas que compõem o óleo essencial da camomila, extraído tanto a partir de capítulos florais (Amostra 1) quanto a partir da água recuperada (Amostra 2), cujo perfil cromatográfico e valores de Rf podem ser visualizados na Figura 1 e Tabela 2, respectivamente. O perfil cromatográfico obtido ratifica a presença dos principais constituintes do óleo essencial da camomila extraído tanto a partir de capítulos florais quanto da água recuperada, embora não tenham sido identificadas todas as manchas obtidas. Novamente, foi possível constatar a ausência de camazuleno, entre outras substâncias, no óleo essencial extraído a partir da água recuperada. Entre os dois reveladores utilizados, foi observada maior eficiência para a solução de vanilina sulfúrica. A densidade relativa do óleo essencial de camomila (0,922), extraído a partir de capítulos florais (CF), está coerente com a literatura (Guenther, 1952). No entanto, para o óleo essencial de camomila extraído a partir da água recuperada (AR) obteve-se densidade relativa menor, enquanto que para o condensado foi obtida maior densidade (Tabela 3). Trata-se de informações que carecem de maiores estudos. Em relação à solubilidade das amostras analisadas (Tabela 3) foi constatado que, quanto maior a concentração alcoólica, maior é a solubilidade, estando coerente com a literatura (Moreira & Kranbeck, 1976; Nakashima et al., 1985; Pocá, 2005). Foram observadas maiores diferenças de solubilidade entre as amostras para a concentração alcoólica de 60%, em que o condensado apresentou maior solubilidade que o óleo essencial extraído a partir de capítulos florais (CF), que por sua vez, é mais solúvel que o óleo essencial extraído a partir da água recuperada (AR). Essa diferença diminui quando a concentração alcoólica é maior. Assim, as amostras são miscíveis em qualquer proporção em álcool a 90%. FIGURA 1. Perfil cromatográfico do óleo essencial de camomila seca a 60ºC, por meio de cromatografia de camada delgada (CCD), utilizando como fase móvel solução de Tolueno e Acetato de etila (97:3 v/v): reveladores A (Vanilina Fosfórica (9:2) e B (Vanilina Sulfúrica (9:1)); amostras 1 (óleo essencial extraído a partir de capítulos florais) e 2 (óleo essencial extraído a partir da água recuperada em processo paralelo à secagem). s. Pl. Med., Botucatu, v.10, n.1, p.20-27, 2008.

28 TABELA 2. Valores de Rf e colorações obtidas para manchas de óleo essencial de camomila seca a 60ºC, por meio de Cromatografia de Camada Delgada (CCD), utilizando como fase móvel solução de Tolueno e Acetato de etila (97:3 v/v). 1 Revelador A (9:2); 2 Revelador B (9:1); 3 Interpretação em relação à Wagner et al. (1983); 4 Razão de Eluição (dist. da mancha/dist. total da eluição) 5 Óleo essencial extraído a partir de capítulos florais; 6 Óleo essencial extraído a partir da água recuperada em processo paralelo à secagem; 7 Polyine ou Cis-trans-En-in-dicycloether. TABELA 3. Densidade relativa, solubilidade, índice de refração e poder rotatório do óleo essencial de camomila, bem como da água recuperada (condensado) em processo paralelo à secagem a 60ºC. 1 Densidade a 20ºC, cujo padrão para óleo essencial de camomila é 0,917-0,957; 2 Índice de Refração a 20ºC, cujo padrão para óleo essencial de camomila é 1,442-1,448. 3 Óleo essencial extraído a partir de capítulos florais; 4 Óleo essencial extraído a partir da água recuperada em processo paralelo à secagem. O índice de refração obtido para o óleo essencial da camomila extraído a partir de capítulos florais (Tabela 3) superou o valor padrão que é de 1,442-1,448 (Windholg, 1983). Alto índice de refração é característica inerente aos óleos essenciais, podendo ser utilizado como indicativo de pureza destes produtos (Simões & Spitzer, 1999). Considerando-se que, quanto maior o valor deste índice, maior é a refração que sofrem os raios luminosos quando atravessam as amostras (Simões & Spitzer, 1999), indica que a amostra AR é menos transparente que a CF que, por sua vez é menos transparente que o condensado. Embora a amostra AR tenha uma coloração mais clara que a CF, seu índice de refração foi maior provavelmente devido maior viscosidade. Por não dispor de volume suficiente das demais amostras, o poder rotatório foi determinado apenas para o condensado (Tabela 3), indicando rotação de 0,4º à direita. Em síntese, para os dados obtidos referentes ao condensado e ao óleo essencial extraído a partir da água recuperada, sugere-se a continuidade dos estudos de modo a ampliar e/ou aprofundar este conhecimento. Em geral, o óleo essencial da camomila (0,4-1,0%) é constituído por: alfa-bisabolol e seus derivados, os óxidos A e B, totalizando cerca de 52% do total; A concentração média de camazuleno é de 10%, originado pelo calor durante o processo de extração. O restante é constituído principalmente por hidrocarbonetos terpênicos. Enquanto que o óleo

29 essencial recuperado não possui camazuleno e a concentração de alfa-bisabolol e seus derivados óxidos é superior a 90%. Dentre as propriedades físico-químicas avaliadas, além da coloração amarelada, o óleo essencial recuperado apresenta menor densidade, maior solubilidade em álcool e maior poder rotatório, em relação ao óleo azul-intenso. Todas estas características podem estar associadas à predominância de alfa-bisabolol e seus derivados óxidos em sua composição. Vislumbra-se com isso a possibilidade de que estes produtos tenham potencial para utilização com fins terapêuticos e controle de fitopatógenos. Dessa forma, ao obter este produto em processo paralelo à secagem, o agricultor poderá ter sua renda complementada. Contudo, é importante a continuidade dos estudos tanto para a camomila quanto para as demais espécies aromáticas potenciais. CONCLUSÃO O processo de secagem em camada fixa à 60ºC é eficiente para obtenção de camomila de qualidade. É possível recuperar, em processo simultâneo de condensação, o alfa-bisabolol e seus derivados óxidos que compõem o óleo essencial da camomila, volatilizados e arrastados pelo vapor d água. O óleo essencial da água recuperada apresenta baixa concentração, coloração clara, aroma floral suave, característico e densidade relativa menor que do óleo extraídos dos capítulos florais. AGRADECIMENTO À CAPES pela concessão da bolsa. À CHAMEL Ind. e Com. de Produtos Naturais Ltda. por disponibilizar sua infra-estrutura e recursos humanos. Ao Laboratório de Fitoquímica da UFPR, pelo apoio e participação neste estudo. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA BARBOSA, F.F. Avaliação do tempo de residência no campo e da temperatura do ar de secagem sobre o teor e sobre a composição química do óleo essencial de erva-cidreira-brasileira (Lippia alba (Mill.) N. E. Brown). 2005. 75p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Ciências Agrárias, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. BLANCO, M.C.S.G. et al. 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