QUANTIFICAÇÃO DE TANINOS EM EXTRATO DE GUARANÁ (Paullinia cupana) REALIZADO ATRAVÉS DE PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL

T. P. R. GARCIA1, C. M. RIZZATO1, P. H. S. da SILVA1, R. Z. COELHO1, G. F. da SILVA1

1 Universidade do Estado do Amazonas, Escola Superior de TecnologiaE-mail para contato: thierrygoo@gmail.com

RESUMO – O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta presente na região amazônica utilizada em diversas áreas da indústria brasileira. Um dos seus componentes, os taninos, são de grande importância econômica. Devido a isso é importante desenvolver métodos para auxiliar na sua extração do guaraná, possibilitando controlá-la dependendo das características do produto. Através de planejamento experimental foram produzidos extratos de guaraná que possibilitaram relacionar a granulometria e concentração de etanol com a quantidade extraível de tanino. Dessa forma se constatou que a extração de taninos a partir de granulado de guaraná (180-1410μm) em solução de 92,8% de etanol é a mais eficiente para os intervalos estudados.

1. INTRODUÇÃO

O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta trepadora da família Sapindaceae, originária da região Amazônica nas margens dos rios Orenoco e Amazonas. Ele é amplamente utilizado na medicina tradicional brasileira, sendo empregado em bebidas caseiras e industriais, como tônico e estimulante. Os principais constituintes químicos do guaraná são as metilxantinas, como a cafeína, e os taninos condensados, que são compostos por unidades monoméricas interligadas, sendo as principais a catequina e a epicatequina. O guaraná possui normalmente cerca de 8 por cento de taninos (Sousa et al., 2011; Cunha et al., 2010).

Os taninos pertencem ao grupo de compostos polihidroxidofenólicos e constitui-se de polifenóis simples, carboidratos, gomas hidroxidoloidais e aminoácidos. Os principais tipos de taninos são os taninos hidrolisáveis, complexos e condensados. Além disso são classificados em taninos patológicos (proveniente de insetos) ou fisiológicos (proveniente de plantas). Os taninos são utilizados principalmente no curtimento de couros, na indústria de anticorrosivos, floculantes, bebidas, plásticos e fármacos (Batista e Cunha, 2010; Silva, 1999).

Devido à importância econômica dos taninos faz-se indispensável o desenvolvimento de técnicas que permitam aumentar o rendimento dos mesmos. O objetivo do trabalho é verificar a influência dos fatores, granulometria do material vegetal e concentração de etanol, sobre o rendimento de taninos extraíveis do guaraná, através de planejamento experimental fatorial.

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1. Obtenção do Material Vegetal

O guaraná foi fornecido, por uma empresa do município de Maués – AM, previamente triturado. O material vegetal foi separado por meio de peneiramento em diferentes granulometrias. Entre as granulometrias obtidas foram selecionadas duas. O pó de guaraná, mostrado na Figura 1A, possui grânulos com diâmetro menor que 180 μm. O granulado de guaraná, mostrado na Figura 1B, possui grânulos com diâmetro na faixa de 180 a 1410 μm.

Figura 1 – Separação do guaraná em granulometrias diferentes. A – Pó (grânulos menores que 180 μm); B – Granulado (grânulos maiores que 180 μm e menores que 1410 μm)

2.2. Obtenção do extrato etanólico

Os experimentos foram realizados considerando dois fatores que poderiam influenciar na extração de taninos: a concentração de etanol, usado como solvente, e a granulometria do guaraná. Os extratos foram obtidos por maceração a frio em frascos plásticos PET, mostrados na Figura 2, contendo 100 mL da solução de etanol e 30 g de guaraná triturado. O planejamento experimental foi utilizado como ferramenta de otimização na obtenção dos extratos de guaraná, tendo em vista que a quantidade de taninos é um marcador no controle de qualidade dos mesmos. Ele permite detectar as possíveis interações entre as variáveis do processo, a fim de determinar um ponto ótimo, nas condições experimentais (Barros Neto, et al., 2010). A matriz do planejamento fatorial completo foi 22, os quais são mostrados na Tabela 1. O experimento foi feito em quadruplicata, o que gerou um total de 16 experimentos.

Tabela 1 – Matriz do Planejamento Experimental 22

Experimento Concentração do Etanol (%) Granulometria1 (-1) 70,0 (-1) Pó2 (-1) 70,0 (+1) Granulado3 (+1) 92,8 (-1) Pó4 (+1) 92,8 (+1) Granulado

Após o preparo das soluções, os frascos foram submetidos a agitação em banho de ultrassom. A cada 24 horas os frascos, em maceração a frio, eram agitados de forma manual, a fim de dissolver o seu conteúdo. Este processo foi realizado entre os dias 23/7 e 30/7 de 2014,

durando 7 dias. Após isto, as soluções passaram por filtragem a vácuo, permanecendo apenas a parte líquida, mostrada na Figura 2.

Figura 2 – Conteúdo dos frascos após a filtragem.

2.3. Análise de taninos totais

A análise foi feita separando 2 mL de cada frasco em tubos de ensaio e adicionando 3 gotas de solução alcoólica de FeCl3, já que ela revela uma coloração esverdeada em contato com os taninos condensados de acordo com Matos (2009).

Com o objetivo de realizar uma análise espectrofotométrica foi feita uma varredura em uma das soluções a fim de encontrar o comprimento de onda que apresentasse maior absorbância. Separou-se 500 μL de solução em um tubo de ensaio e diluiu-se em água destilada em quantidade suficiente para a análise das amostras. Após a varredura foi feita a medida da absorbância de cada um dos frascos duas vezes utilizando o comprimento de onda encontrado. De cada solução composta de extrato e FeCl3 foram separados 500 μL e diluiu-se o suficiente a fim de obedecer a linearidade da lei de Lambert-Beer. Os valores obtidos, em quadruplicatas, foram analisados no programa Statistica 7.0, da StatSoft, para produção de gráficos que possibilitassem a interpretação dos resultados.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A análise das soluções por meio do espectrofotômetro permitiu obter informações sobre a absorbância das soluções. O valor mais alto encontrado foi observado no comprimento de onda de 400 nm. Como o tanino reage na presença de FeCl3, produzindo coloração verde, foi possível fazer uma correlação direta entre a absorbância e a concentração de taninos extraídos, sendo a absorbância diretamente a quantidade de taninos extraídos. A Tabela 2 fornece o índice de taninos, que é o produto da absorbância medida e o número de diluições realizadas.

O Diagrama de Pareto de efeitos padronizados, mostrado na Figura 3, mostra que a concentração de etanol e a granulometria do guaraná são fatores que influenciam significativamente na extração de taninos (p<0,05). Em um gráfico de barras, cada fator foi quantificado em termos de contribuição para a resposta. Os fatores foram colocados no gráfico em ordem decrescente de influência conforme sugerido por Lins (1993).

Tabela 2 – Índices de taninos para cada solução analisada

Experimento Concentração de Etanol Granulometria Índice de taninos

1 -1 -1 28,602 -1 -1 45,433 -1 -1 29,384 -1 -1 39,405 -1 +1 41,306 -1 +1 33,567 -1 +1 50,528 -1 +1 38,439 +1 -1 55,2610 +1 -1 61,0011 +1 -1 51,8812 +1 -1 72,7413 +1 +1 95,5314 +1 +1 85,1415 +1 +1 81,5516 +1 +1 77,35

Figura 3 – Diagrama de Pareto de efeitos padronizados para taninos.

A partir das informações obtidas foi possível observar que tanto a concentração do etanol quanto a granulometria, bem como a interação entre eles, influenciam significativamente na quantidade de taninos presentes nos extratos. Foram utilizados gráficos de superfície da resposta para examinar as relações entre duas variáveis no conjunto quantitativo de fatores experimentais, encontrando os níveis de fatores que otimizam a resposta, conforme verificados na Figura 4.

Figura 4 – Correlação entre fatores determinantes na extração de taninos

Dentro dos valores analisados, aumentando-se a concentração de etanol de 70% para 92,8% houve um aumento na extração dos taninos. O mesmo pode ser observado para a granulometria, que proporcionou maiores índices de taninos com os maiores grânulos.

Soares et al (2001) usaram uma granulometria de 1250 μm extraindo 9,1% de taninos, e Nazaré (1998) utilizou uma granulometria de 4000 μm, superior aos limites estudados neste trabalho, e ainda adicionou 30% de maltodextrina, com o objetivo de reduzir o teor de taninos. Desta forma, é possível inferir que granulometrias muito pequenas e muito grandes podem dificultar a extração de taninos em um sistema semi-estático de maceração, pois a falta de agitação contínua pode favorecer a decantação e compactação dos menores grânulos diminuindo a superfície de contato do sólido com o solvente extrator. Por outro lado, grânulos muito grandes, como os descritos por Nazaré (1998), também impedem que o solvente extrator entre em contato com as partes mais internas do grânulo, necessitando de um tempo muito maior para a efetiva extração.

Os taninos normalmente apresentam elevada massa molecular (entre 500 e 3000 daltons) e capacidade de formar complexos com proteínas e alcaloides, que podem dificultar a solubilidade em água (Leite, 2009). A presença de hidroxilas em sua estrutura aumenta a capacidade de solubilização em solventes polares, devido às interações intermoleculares. O etanol, por possuir um índice de polaridade menor que a água pode ter maior interação com os taninos em relação a água, conforme o aumento de sua massa molecular, promovendo uma extração mais efetiva dos mesmos.

4. CONCLUSÕES

A partir das análises dos extratos de guaraná feitas a partir de um planejamento fatorial completo 22, observou-se que existe uma relação direta entre os fatores, concentração de álcool e granulometria do guaraná, com a resposta avaliada, índice de taninos. Essa relação permite auxiliar o processo extrativo, promovendo o maior rendimento possível da quantidade de taninos extraíveis, favorecendo a aprovação no controle de qualidade, permitindo produzi-lo de maneira mais rentável otimizando o uso de suas matérias primas. Neste trabalho, a extração de taninos foi favorecida utilizando como solvente, solução de etanol a 92,8% e o guaraná na sua forma granulada, entre de 180 e 1410 μm, dentre os intervalos avaliados.

5. AGRADECIMENTOS

A Fapeam pelo fornecimento das passagens áreas a Universidade do Estado do Amazonas (UEA) pelas instalações laboratoriais que permitiram a pesquisa.

6. REFERÊNCIAS

Batista, M. T.; Cunha; A. P. Taninos. In: Cunha, A. P. (Org.). Farmacognosia e Fitoquímica. 3.ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 2010.

Barros Neto, B.; Scarminio, I. S.; Bruns, R. E.; Como fazer experimentos. Pesquisa e desenvolvimento na Ciência e na Indústria. 4. ed. Porto Alegre: Editora Bookman, 2010.

Cunha, A. P.; Salgueiro, L.; Roque; O. R. Metilxantinas. In: Cunha, A. P. (Org). Farmacognosia e Fitoquímica. 3. ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 2010.

Leite, J. P. V. Química de produtos naturais: uma abordagem biossintética. In: Leite, J. P. V. (Org). Fitoterapia: bases científicas e tecnológicas. 1. ed. São Paulo: Atheneu, 2009.

Lins, B. F. E. Ferramentas básicas da qualidade. Ci. Inf. v. 22, n. 2, p. 153 - 161. 1993.

Matos, J. A. Introdução a fitoquímica experimental. 3.ed. Fortaleza: Edições UFC, 2009. cap. 4.

Nazaré, R. F. R. de. Processamento de guaraná em pó solúvel. Belém: Embrapa-CPATU, 1998. 24p. (Embrapa – CPATU. Documentos, 95). Disponível em: <http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/60877/1/CPATU-Doc95.pdf>. Acesso em 10 ago. 2014.

Silva, T. S. S. da. Estudo de tratabilidade físico-química com uso de taninos vegetais em água de abastecimento e esgoto. 1999. 88 p. Dissertação (Mestrado em Saúde Pública) Fundação Oswaldo Cruz, Escola Nacional de Saúde Pública; 1999.

Soares, L. C.; Oliveira, G. S. F. de; Maia, G. A.; Monteiro; J. C. S.; Junior; A. S. Obtenção de bebida a partir de suco de caju (Anacardium occidentale, l.) e extrato de guaraná (Paullinia cupana sorbilis mart. Ducke). Rev. Bras. Frutic., Jaboticabal, v. 23, n. 2, Ago. 2001.

Sousa, S. A.; Alves, S. F.; Paula, J. A. M. de; Fiuza, T. S.; Paula, J. R.; Bara, M. T. F. Determinação de taninos e metilxantinas no guaraná em pó (Paullinia cupana Kunth, Sapindaceae) por cromatografia líquida de alta eficiência. Rev. bras. farmacogn., Curitiba, v. 20, n. 6, dez. 2010.