AVALIAÇÃO PRELIMINAR DA UTILIZAÇÃO DE ENZIMAS NA EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL DE CAPIM LIMÃO

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Produtos Naturais

Autores

Godoy, A. (UTFPR TOLEDO) ; Bastian, L. (UTFPR TOLEDO) ; Dunke, J. (UTFPR TOLEDO) ; Silva, A. (UTFPR TOLEDO) ; Rosa, M. (UNIOESTE TOLEDO) ; Lobo, V. (UTFPR TOLEDO)

Resumo

Os métodos de obtenção dos óleos essenciais encontrados no mercado ainda apresentam elevado custo por necessitar de muita matéria prima para um baixo rendimento. A intensão de se estudar a aplicação das enzimas como catalisadores biológicos das extrações de óleo essencial vem com o objetivo de aumentar o rendimento da extração de óleo essencial. O tratamento enzimático realizado, utilizando enzima de origem comercial Celluclast 700 U/g, iniciou com um pré-tratamento enzimático com substrato vegetal, e a extração do óleo essencial com a metodologia de hidrodestilação Clevenger. Ao final, pode-se observar um aumento médio do rendimento da extração de 71% de óleo essencial, com relações diferentes entre enzima e planta. Ao final pode-se observar que essa proposta pode ser eficiente.

Palavras chaves

celulase; capim-limão; rendimento de extração

Introdução

Óleos essências são porções voláteis naturais de mistura complexa, extraídas de plantas aromáticas, de composição química variada [1]. Pesquisadores realizaram estudos em prol de obter mais conhecimentos a cerca desse componente oleoso até chegar-se ao conceito de óleos essenciais que tem-se atualmente. Com o passar dos anos, surgiu uma gama muito grande de plantas que fornecem óleo essencial [2]. Os métodos utilizados para obtenção desses óleos variam com a parte da planta onde contém o óleo, podendo ser principalmente por arraste a vapor. Todavia, sua extração e comercialização ainda são processos que possuem um alto valor comercial agregado, devido a equipamentos de alto custo, presença de contaminantes e baixo rendimento do óleo essencial [3]. Com intuito de elevar o teor de óleo essencial aplica-se o tratamento com catalisadores biológicos, as enzimas. A utilização de enzimas, principalmente enzimas hidrolíticas, contribui para a degradação da parede celular vegetal, e dessa forma facilita a remoção do óleo essencial. Esse processo de pré-tratamento enzimático minimiza o tempo de extração e pode aumentar o rendimento de óleo essencial obtido [4,5]. o uso de pré-tratamento multienzimático tem mostrado um aumento na quantidade final de óleo extraído, uma vez que as enzimas degradam a parede celular, fazendo com que a energia gasta no processo de extração diminua, sem que ocorra alteração nas características do produto. Assim, esse trabalho teve como objetivo determinar uma melhor condição de utilizar a enzima celulase comercial na obtenção do óleo essencial de capim- limão, variando-se a concentração da enzima em relação à massa do vegetal utilizada. O processo de extração utilizado foi hidrodestilaão Clevenger.

Material e métodos

Obtenção do material vegetal – capim-limão As amostras da planta foram coletadas na cidade de Toledo, Paraná. Inicialmente as folhas foram lavadas e trituradas, e, então, armazenadas para posterior utilização. Todas as amostras produzidas foram realizadas em triplicata. Pré-tratamento enzimático das folhas de capim-limão O pré-tratamento enzimático foi realizado utilizando enzima de origem comercial Celluclast 700 U/g da marca Sigma Aldrich. O pré-tratamento enzimático é realizado em um balão de 2 L de capacidade, utilizando 60 g de substrato (folhas de capim-limão), adicionando-se a essa biomassa a concentração 0,1 % de enzima comercial para 1,2 L de água. Cada mistura de biomassa de capim-limão e caldo de enzima foi submetida a um pré-tratamento com banho-maria por 2 horas, a temperatura de 50 ºC [4]. O procedimento foi repetido para as seguintes concentrações de enzimas 0,01 %, 0,05 % e 0,5 %. Extrações do óleo essencial de capim-limão por hidrodestilação O processo escolhido para a extração de óleo essencial foi a hidrodestilação, metodologia Clevenger. A hidrodestilação foi realizada para ambos os sistemas: apenas uso da planta com água; e as misturas de planta pré-tratada com enzima celulase.O cálculo de rendimento foi baseado na relação massa de planta e massa de óleo.

Resultado e discussão

As amostras de óleos essenciais in natura e pré-tratatos com a enzima Celluclast 700 U/g a 0,01 %, 0,05 %, 0,1 % e 0,5 % apresentaram os rendimentos médios de 0,85%, 1,04%, 1,34%, 1,45%, 2,28%, respectivamente. Os resultados obtidos na elevação do teor de óleo demonstraram que todas extrações realizadas utilizando pré-tratamento, houve aumento da massa de óleo extraído e, portanto, um maior teor de óleo essencial. Dentre os resultados objetos, é possível verificar que a metodologia que se utilizou da concentração de 0,1% de enzima demonstrou-se mais eficiente quanto a relação concentração versus rendimento, obtendo-se 71% de aumento médio no rendimento da extração em comparação à amostra padrão. Esse resultado encontrado é totalmente favorável com a metodologia aplicada, demonstrando que os resultados apresentados foram satisfatórios para a extração de óleo essencial utilizando as enzimas. Todavia, muitas variáveis influenciam no pré-tratamento com enzima, bem como na hidrodestilação do óleo essencial. Este trabalho visou realizar um estudo preliminar em condições específicas de operação, em que se aplicou a concentração de 0,01 %, 0,05 % 0,1 % e 0,5 % de caldo enzimático, considerando 50 ºC e 2 horas para a temperatura do banho no pré-tratamento e 1 hora de hidrodestilação. Para o banho maria, não foi ajustado o pH, uma vez que a própria planta capim-limão, por ser ácida, ajustou o pH do meio em 5,0 a 6,0 (sendo assim ideal para a ativação da enzima celulase). Embora tais condições adotadas tenham sido eficientes, só um estudo das variáveis independentes (temperatura, tempo de contato e volume de extrato enzimático) assim como as suas interações, proporcionarão uma avaliação de quais condições desejáveis são mais favoráveis ao aumento da extração de óleo essencial.

Conclusões

Conclui-se que a utilização da Celluclast foi eficaz na extração do óleo essencial por meio de hidrodestilação, obtendo-se o melhor resultado com a aplicação da concentração de 0,1 % de enzima, chegando-se ao rendimento de 71 % a mais que da amostra in natura. Esse resultado indica favorável a aplicação de enzima em pré-tratamento de processo de obtenção de óleo essencial, mas mais estudos precisam ser realizados, verificando-se se ocorre a variação da composição química dos óleos. A avaliação inicial por CCD e outros trabalhos indicam a não alteração.

Agradecimentos

Agradecimento à Fundação Araucária e à UTFPR.

Referências

[1] BIZZO, Humberto R., HOVELL, Ana Maria C. e REZENDE, Claudia M.. Óleos essenciais no Brasil: aspectos gerais, desenvolvimento e perspectivas. Química Nova, Rio de Janeiro: 32 ed., n. 3, p. 588-594, 2009.

[2] BASER, K. Hüsnü Can; BUCHBAUER, Gerhard. Handbook of Essential Oils: Science, Tchnology, and Applications. UEA: CRC Press, 2010.

[3] BIASI, Luiz Antônio et al. Adubação orgânica na produção, rendimento e composição do óleo essencial da alfavaca quimiotipo eugenol. Horticultura Brasilera, Brasília: v. 27, n. 1, jan./mar. 2009.

[4] REIS, Nadabe dos Santos. Aplicação de enzimas produzidas por Aspergillus niger na extração do óleo essencial de Mentha arvensis. 2015. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Alimentos) - Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Itapetinga, BA, mar. 2015.

[5] CASSINI, Juliane. Utilização de enzimas para obtenção de óleos essenciais e cumarinas de casca de Citrus latifólia Tanaka. 2010. 78 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS, 2010.