Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por...

23
1. INTRODUÇÃO 1.1 EXTRAÇÃO DE ÓLEOS A PARTIR DE COMPOSTOS BIOLÓGICOS. Existe uma grande diversidade de métodos para extração de substâncias orgânicas a partir de um material natural. Quando se conhece a composição desse material, fica mais fácil encontrar técnicas para se obter uma otimização do produto. Independente da técnica escolhida, sempre as etapas para uma extração envolvem a escolha do composto, a secagem deste material, a trituração, a extração e a purificação do produto. Geralmente para extração de essências e óleos voláteis se utiliza a destilação por arraste de vapor d’ água, para os óleos e gorduras não voláteis a extração mais recomendada é a extração continua por meio de um solvente orgânico em extrator Soxhlet. As essências ou óleos essenciais são substâncias odoríferas, voláteis a temperatura ambiente. Eles são normalmente encontrados em bolsas secretoras presentes nas partes vitais dos vegetais (raiz, caule, folha, flores, frutos e sementes). Os óleos são substâncias complexas cuja composição apresenta inúmeras funções orgânicas. Pode-se

Transcript of Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por...

Page 1: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1. INTRODUÇÃO

1.1 EXTRAÇÃO DE ÓLEOS A PARTIR DE COMPOSTOS

BIOLÓGICOS.

Existe uma grande diversidade de métodos para extração de substâncias orgânicas a

partir de um material natural. Quando se conhece a composição desse material, fica mais fácil

encontrar técnicas para se obter uma otimização do produto.

Independente da técnica escolhida, sempre as etapas para uma extração envolvem a

escolha do composto, a secagem deste material, a trituração, a extração e a purificação do

produto.

Geralmente para extração de essências e óleos voláteis se utiliza a destilação por

arraste de vapor d’ água, para os óleos e gorduras não voláteis a extração mais recomendada é

a extração continua por meio de um solvente orgânico em extrator Soxhlet.

As essências ou óleos essenciais são substâncias odoríferas, voláteis a temperatura

ambiente. Eles são normalmente encontrados em bolsas secretoras presentes nas partes vitais

dos vegetais (raiz, caule, folha, flores, frutos e sementes). Os óleos são substâncias complexas

cuja composição apresenta inúmeras funções orgânicas. Pode-se agrupá-los em duas classes:

Os derivados dos terpenoides (formados via mevalônico acetato) e compostos de anéis

aromáticos (formados via ácido chiquimico-fenil propanoide). A Figura 1 a seguir mostra

algumas substâncias presentes nos óleos essenciais.

Page 2: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

Figura 1 - Substâncias químicas encontradas em essências.

Os óleos essenciais são facilmente solúveis em álcool, clorofórmio, diclorometano,

éter e outros solventes orgânicos, sendo assim insolúvel em água. Portanto é possível extrair

os óleos diretamente com um solvente orgânico de baixo ponto de ebulição, como é o caso do

pentano, ou pela técnica de destilação com arraste de vapor d’água ou utilizando o dióxido de

carbono (CO2) em estado super-crítico.

Page 3: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1.1.1. EXTRAÇÃO COM ARRASTE DE VAPOR.

A extração com arraste de vapor é uma variante da destilação azeotrópica, cuja

característica permite a separação de substancias voláteis imiscíveis, sem necessidade de altas

temperaturas. Quando dois ou mais líquidos imiscíveis são aquecidos seus vapores

apresentam comportamento de gases ideais, obedecendo a lei de Raoult (a pressão parcial de

cada componente em uma solução ideal é dependente da pressão de vapor dos componentes

individuais e da fração molar dos mesmos componentes) 1. Se um dos líquidos é a água, a

destilação se processa a uma temperatura inferior a 100°C, por força da contribuição da

pressão de vapor dos líquidos. É um processo de baixo custo e fácil manuseio.

Figura 2 - Equipamento utilizado na destilação de arraste de vapor.

1.1.1.1. EXTRATOR SOXHLET

Para os óleos fixos são geralmente constituídos de componentes de alto peso

molecular. Os lipídios são quimicamente classificados como ésteres de alcoóis e ácidos

graxos de cadeia longa (triglicerídeos) e apresentam baixo ponto de ebulição. As gorduras e

ceras possuem alto ponto de ebulição, sendo mais conveniente extraí-los em extrator Soxhlet.

1A to Z of Thermodynamics by Pierre Perrot

Page 4: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

O sólido (triturado) é colocado em um cartucho poroso na câmara do extrator e o solvente da

extração adicionado ao balão. O solvente vaporizado e condensado na câmara do extrator

dissolve a gordura da amostra. Ao atingir o nível do sifão, a solução retornará ao balão

(extração contínua).

Figura 3 - Extrator Soxhlet.

1.2. MENTHA

O gênero menta compreende cerca de 25 espécies diferentes de hortelãs e correlatos

que pertencem à família Labiatae. Destacam-se pelo uso de chás em efeito medicinal, sendo

bastante conhecidos principalmente pelo seu sabor característico e aroma refrescante. Essas

plantas são perenes de crescimento rápido e fácil, com caules violáceos, ramificados; folhas

opostas, serreadas e cor verde-escura; flores lilases ou azuladas dispostas em espigas

terminais, frutos tipo aquênio. Dentre as mais populares destacam-se: a hortelã verde (Mentha

viridis); o mentrasto (Mentha rotundifolia); a menta-do-levante (Mentha citrata); a hortelã-

verde (Mentha spicata); o poejo (Mentha pulegium); a hortelã-crespa (Mentha crispa); a

hortelã-romana (Balsamite); a hortelã-pimenta que é a mais refrescante das hortelãs (Mentha

piperita); e a menta-japonesa ou hortelã-doce (Mentha arvensis). (MAIA, 1958)

Page 5: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1.3. MENTHA SPICATA

A Mentha spicata e a Mentha arvensis são as espécies mais encontradas no Brasil,

pois são adaptadas ao clima subtropical.

A Mentha spicata é composta por folhas, ervas e botões e seu aroma é semelhante ao

aroma da hortelã-pimenta, porém levemente mais doce (não possui em sua composição o

mentol). Ela se desenvolveu originalmente na região do Mediterrâneo, onde era usada como

tônico e perfume pelos gregos. Tinha também reputação de curar doenças sexualmente

transmissíveis, como a gonorréia, mas também adquiriu fama de afrodisíaco e artigo de

higiene bocal (tratamento de gengivas e clareamento dentário). Os romanos levaram a Mentha

spicata para a Grã Bretanha, onde era usada para evitar que o leite coalhasse. A Grã Bretanha,

a Ásia e as Américas são os seus principais produtores.

A hortelã-verde tem como componentes químicos a carvona e cineol (cetonas);

cariofileno (sesquiterpeno); limoneno, mirceno e felandreno (terpenos).

Na medicina é utilizada como antiespamódico (suprime a contração do tecido

muscular liso, especialmente em órgão tubulares), carminativo (redução de gases intestinais),

emenagogo (estimula e regulariza o fluxo menstrual), facilitador de parto, fortificante e

estimulante. Ele atua no sistema digestivo, auxiliando no tratamento de vômitos, flatulência,

prisão de ventre e diarréia. Acredita-se que a Mentha spicata libera a retenção urinária

dissolvendo os cálculos renais e beneficie o sistema reprodutor, pois controla a produção

excessiva de leite e o enrijecimento dos seios. Também é benéfico para dores de cabeça, mau

hálito e inflamações na gengiva.

Por ser um óleo forte, não é recomendado para massagem corporal, e em alguns casos

existe a possibilidade de causar irritação nos olhos e em peles sensíveis. Ele é comumente

usado para tratamento de purido e sarna.

Page 6: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1.3.1. CARVONA

A carvona (C10H14O) é uma cetona terpênica com propriedades odoríferas e sápidas

naturalmente encontradas em diversos óleos essenciais. Líquido incolor e oleoso trata-se de

um componente cujo enantiômero l-carvona (S-carvona) corresponde até 70% do óleo das

sementes de alcarávia (Carum carvi), uma especiaria bastante antiga e que deu origem ao

nome “carvona”. Já o seu outro enantiômero, a d-carvona (R-carvona), é o constituinte

majoritário do óleo essencial de hortelã-verde. A carvona também pode ser biossinteticamente

produzida a partir de uma técnica criada no século XIX que utiliza o limoneno como

precursor. Nela, o limoneno é exclusivamente convertido a carvona através de uma reação

com cloreto de nitrosila. Inclusive, boa parte do limoneno produzido hoje é transformada em

carvona em função do preço e demanda por este componente (utilizado em larga escala em

industrias alimentícias e de cosméticos). A carvona também vem se mostrando eficaz contra

um amplo espectro de bactérias e fungos patogênicos em humanosSegundo alguns estudos,

ela é capaz de inibir a ação do fungo Candida albicans (causador da candidíase) e também é

eficaz contra as bactérias Listeria monocytogenes (causadora da listeriose) e Campylobacter

jejuni (causadora da gastroenterite), razão pela qual este componente já faz parte da

composição de diversos remédios. E para finalizar, a carvona ainda apresenta atividade

inseticida e repelente de insetos, tendo eficácia comprovada contra as fêmeas do Aedes

aegypti e suas larvas.

Figura 4 - Carvona e seus enantiômero R e S. (AZAMBUJA, Mentha spicata (Carvona;Cineol;Limoneno), 2009)

Page 7: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1.3.1.1. LIMONENO

O limoneno (C10H16) ou (1-metil-4-isopropenilciclohex-1-eno) é um hidrocarboneto

cíclico insaturado que pertence à família dos terpenos. Trata-se de um líquido incolor, volátil

e oleoso naturalmente encontrado nas cascas das frutas cítricas, sobretudo de limões e

laranjas, e de alguns pinheiros, sendo o responsável pelo forte odor característico dessas

frutas. Ele possui um centro quiral e seus dois isômeros ópticos são o d-limoneno, que desvia

a luz polarizada para a direita, e o l-limoneno (S-limoneno), que desvia a luz polarizada para a

esquerda. É um terpeno relativamente estável, resistente à hidrólise. A principal aplicação do

d-limoneno (R-limoneno) é como um precursor para a carvona. No entanto, está crescendo o

seu uso como solvente, pois além de ser biodegradável, que se decompõe naturalmente pelos

microorganismos existentes no meio ambiente, também é menos tóxico. O limoneno ainda é

um excelente desengraxante, eficaz na limpeza de motores, engrenagens, rolamentos, peças

metálicas em geral e pisos industriais, e faz parte da composição de diversos inseticidas

botânicos. Na medicina ele tem se destacado por se mostrar ativo contra vários tipos de

câncer, como o de mama e o gástrico.

Figura 5 - Limoneno e seus enantiômeros R e S. (AZAMBUJA, Mentha spicata (Carvona;Cineol;Limoneno), 2009)

Page 8: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1.3.1.1.1. CINEOL

O Cineol (C10H18O) é um monoterpeno incolor insolúvel em água que pode ser

encontrado na composição de diversos óleos essenciais, como no de alecrim, eucalipto, louro

e outros. Também conhecido por 1.8-cineol, trata-se de um líquido com aroma canforáceo

extraído principalmente dos eucaliptos. É opticamente inativo, apresenta ponto de ebulição

em 176/177 ° C e é miscível com álcool, clorofórmio, dissulfeto de carbono, ácido acético

glacial e óleos vegetais. Ademais, ele integra a composição de vários tipos de produtos, pois o

seu aroma, sabor e propriedades o tornam exclusivo para os mais diversos ramos da indústria.

Há séculos os aborígenes australianos vêm utilizando as folhas de eucalipto para o

tratamento de doenças respiratórias e dores em geral, o que dava claros indícios de que o

eucaliptol poderia ser um aliado da saúde. E de fato, pois logo nos primeiros estudos ficou

comprovado a sua eficácia nos casos de bronquite, sinusite, rinite crônica e asma. Na

Alemanha, por exemplo, este componente é comercializado em cápsulas de 100 mg para o

tratamento de bronquite aguda e crônica, sinusite e infecções respiratórias.

Além do seu uso medicinal, o eucaliptol também é empregado na fabricação de

alimentos, bebidas, cosméticos, fragrâncias e cigarros. De acordo com um relatório divulgado

em 1994 pela indústria do cigarro, ele está entre um dos ingredientes ativos deste tipo

de produto, sendo utilizado por várias marcas para mascarar o sabor das substâncias

desagradáveis ao paladar. Também faz parte da composição de diversos perfumes, como do

Lacoste Booster, produtos de higiene bucal, como do Listerine e de várias pastilhas para a

garganta, como das deliciosas pastilhas Angino-Rub e Valda.

Page 9: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

1.4. O

UTROS

TIPOS DE EXTRAÇÃO

Apesar da destilação a vapor  ser a técnica mais comum de extração de óleos

essenciais, ela não é a única. Para determinadas porções de plantas, como sementes, raízes,

frutos, madeiras e mesmo algumas flores, o arraste de vapor não tem a mesma eficiência que

alcança com as folhas. Sendo assim pode-se utilizar outras técnicas como:

PRENSAGEM A FRIO

É o método mais usado para a extração de óleos de frutos cítricos como bergamota,

laranja, limão. Nele os frutos são colocados inteiros e diretamente em uma prensa hidráulica,

máquina que faz a coleta do suco e dos óleos presentes na casca. Essa mistura, por sua vez, é

transferida para uma centrífuga onde ocorre a separação do óleo puro.

Além dos óleos cítricos, diversos tipos de óleos vegetais (ou carreadores) são extraídos

por este método. É o caso do óleo de amêndoas, castanhas, gérmen de trigo, etc.

Os óleos carreadores são utilizados para veicular os óleos essenciais, seja para

ingestão, odorização ambiental, massagem ou fim cosmético. Ou seja, são óleos que, dentre

outros fins, servem para diluir os óleos essenciais uma vez que sua aplicação de forma pura

pode provocar diversos problemas como, intoxicação, irritação da pele e outros.

(AZAMBUJA, MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS, 2011)

Figura 6 – Cineol (AZAMBUJA, Mentha spicata (Carvona;Cineol;Limoneno), 2009)

Page 10: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

ENFLEURAGE

Esta técnica é utilizada na extração de óleos mais instáveis, que podem perder

completamente seus compostos aromáticos se extraídos por outros métodos. Trata-se de um

processo bastante lento, complexo e caro geralmente aplicado em algumas flores, como nas de

jasmim. Na enfleurage, as pétalas são colocadas imersas em uma placa com óleo vegetal ou

animal sem cheiro. Diariamente essas pétalas são substituídas por outras, ainda frescas e

recém-colhidas até que uma quantidade considerável de óleo seja absorvida por esta massa

gordurosa (que age feito uma esponja). Então, quando a concentração de óleo é obtida, a

gordura é filtrada e destilada. O concentrado oleoso resultante desse processo é misturado a

um álcool, que é novamente destilado. Desta destilação, obtém-se o óleo essencial.

(AZAMBUJA, MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS, 2011).

Figura 7 - Prensagem em frio. (AZAMBUJA, MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS, 2011)

Page 11: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

Figura 8 - Enfleurage. (AZAMBUJA, MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS, 2011)

2. OBJETIVO

Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação

por arraste de vapor.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Inicialmente pesou-se 42,061g de hortelã-verde que foram destiladas e extraídas com

dicromato. Após este processo o solvente foi filtrado e evaporado e depositado em um balão

de destilação. A massa de solvente obtida durante o procedimento foi de 0,373g. Com esses

dados obteve-se o rendimento do processo:

Page 12: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

Para encontrar qual das substâncias é majoritária no hortelã-verde utilizou-se a

cromatografia de camada delgada (CDC). Através dele também foi possível encontrar o

coeficiente de retenção ou fator de retardamento (Rf).

Durante o

procedimento utilizou-se

o sulfato de sódio anidro para agregar as gotículas de água. A temperatura não ultrapassou os

100°C, para não comprometer o resultado (risco de perda de material desejado e clorofila). Na

cromatografia utilizou-se o diclorometano como solvente da amostra, pois ele tem uma

polaridade que possibilitou a extração do óleo contido na água. O revelador utilizado para

Figura 9 - (a) cromatografia de separação em coluna; (b) Determinação do Rf no cromatograma em camada fina (STILL, KAHN, & MITRA, 1978).

Figura 10 - Identificação das 3 substâncias presentes no hortelã-verde.

Page 13: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

identificação das amostras foi anisaldeído. Na extração por solvente (líquido-líquido) pode se

observar que a fase que estava na parte inferior do béquer era a fase orgânica (diclorometano).

Utilizou-se Hexano como solvente na cuba.

4. CONCLUSÃO

Os resultados obtidos da amostra estão parcialmente satisfatórios. O percentual de

rendimento do óleo (solvente – 0,89%) está próximo a faixa desejada que é de 1% à 3%. Com

relação a determinação do composto majoritário do hortelã-verde, o experimento se mostrou

eficaz, proporcionando assim, a identificação da carvona.

Page 14: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

5. PARTE EXPERIMENTAL

MATERIAIS

- Hortelã-verde (Mentha spicata)

- Balão de destilação

- Pérolas de vidro

- Termômetro

- Funil de Separação

- Cuba

- Placa de sílica

- Béquer

- Erlenmeyer

- Aparelho para destilação por arrasto de vapor

- Diclorometano

- Sulfato sódio anidro

- Filtro

- Hexano

- Água destilada

- Amostra padrão

Page 15: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

- Anisaldeído

- Capilares

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Pesou-se 42,061g de hortelã-verde e transferiu-se para um balão de destilação

contendo água. Adicionaram-se as pérolas de vidro e iniciou-se o processo de destilação por

arraste de vapor, levando em consideração a temperatura do sistema que não poderia

ultrapassar os 100°C. Após este processo transferiu-se 150 ml da mistura para um funil de

separação. A mistura foi extraída com 1,5 ml de diclorometano, e após a obtenção e separação

da fase orgânica, ela foi seca com sulfato de sódio anidro. O solvente foi evaporado e filtrado.

Para o processo em CCD, o solvente foi dissolvido em diclorometano (amostra experimental).

Após a dissolução, foi coletado de 3 à 5 gostas da amostra experimental e da amostra padrão,

para serem colocadas na placa de sílica. A placa foi deposita em uma cuba contendo 60ml de

hexano. Após o solvente atingir a marca solicitada, foi aplicado sobre a placa o anisaldeido

(revelador) e colocados em uma capela para secagem.

Page 16: Obtenção do óleo essencial de hortelã-verde (Mentha spicata) a partir da destilação por arraste de vapor.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AZAMBUJA, W. (19 de Junho de 2009). Mentha spicata (Carvona;Cineol;Limoneno).

Acesso em 31 de Maio de 2011, disponível em ÓLEOS ESSENCIAIS. ORG:

http://oleosessenciais.org/

AZAMBUJA, W. (01 de Abril de 2011). MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS

ESSENCIAIS. Acesso em 30 de Maio de 2011, disponível em ÓLEOS ESSENCIAIS.ORG:

http://oleosessenciais.org/tag/prensagem-a-frio/

MAIA, N. (1958). Produção de Óleos essenciais de duas espécies de menta cultivadas em

soluções nutritivas. Piracicaba.

STILL, W. C., KAHN, M., & MITRA, A. (1978). Rapid Chromatographic Technique for

Preparative Separations with Moderate Resolution. .