Extracção e caracterização de óleos essenciais

Óleos essenciais, também designados por óleos voláteis ou óleos etéreos, são compostos naturais e voláteis caracterizados por um forte odor, que integram o metabolismo secundário de plantas aromáticas. Regra geral, estes óleos são produzidos por estruturas secretoras especializadas formadas nas folhas, flores, ramos, caules ou raízes de diversas espécies (Kamatou et al, 2007).

Desde a idade média que estes óleos são amplamente utilizados para aplicações bactericidas, fungicidas, antivirais, antiparasitárias, insecticidas, medicinais e cosméticas. Actualmente, o espectro de aplicação destes produtos é mais abrangente. São conhecidos cerca de 3000 óleos essenciais, 300 dos quais são comercialmente relevantes nas áreas farmacêutica, agrícola, alimentar, sanitária e cosmética (Bakkali et al., 2008). Estes óleos são utilizados para a

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medicamentos analgésicos, antimicrobianos, sedativos, anti-inflamatórios, espasmolíticos ou anestésicos locais (Guimarães et al., 2010).

4.1.2.1 Métodos de extracção

Os óleos essenciais possuem características lipofílicas, são solúveis em gorduras e álcoois, podendo, nalguns casos, ser facilmente oxidados por exposição à luz (Bruno, 2008). Normalmente são extraídos das plantas por processos específicos, no entanto a designação dada pela norma ISO 9235 itens 3.1.1. e 3.1.2. indica que um óleo essencial é “...o produto obtido a partir de matéria-prima vegetal, por destilação com água ou vapor (...) obtido com ou sem água adicionada ao balão de destilação” (Schmidt, 2010).

Utilizam-se diferentes métodos de extracção para isolar óleos essenciais de plantas aromáticas de acordo com a utilização final dos óleos. Os métodos de extracção mais utilizados são a destilação por arrastamento de vapor, a extracção com solventes orgânicos, a expressão ou a extracção com fluídos supercríticos.

4.1.2.1.1 Destilação por arrastamento de vapor

Embora a extracção de óleos essenciais seja realizada através de qualquer um dos métodos referidos anteriormente, a destilação a vapor é o método mais utilizado para a produção comercial de óleos essenciais (Burt, 2004). A proporção de diferentes óleos essenciais extraídos por destilação a vapor é de cerca de 93 %, sendo os restantes 7 % correspondentes a outros métodos de extracção (Massango, 2005).

O uso de um vapor de arrastamento em destilação permite a separação dos componentes mais voláteis dos restantes com uma diminuição do ponto de ebulição, evitando assim a sua decomposição térmica. O exemplo mais comum de destilação por arrastamento de vapor consiste na passagem de vapor de água através de uma mistura de água com uma substância orgânica total ou parcialmente imiscível, como por exemplo, ácidos gordos ou óleos (Pombeiro, 2003).

Em muitos processos de destilação a vapor, a matéria-prima está em contacto directo com água e o sistema é levado à ebulição. O vapor força a abertura das paredes celulares e ocorre a evaporação do óleo que se encontra nas células da planta. O vapor, que consiste na mistura de óleo e água, passa por um condensador, onde ocorre seu arrefecimento e como os componentes voláteis e a água são imiscíveis, ocorre separação de fases. Este processo designa-se hidrodestilação (Schmidt, 2010).

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Outro método bastante utilizado é a extracção com solventes orgânicos. Determinados tipos de óleos são muito instáveis e não suportam aumentos de temperatura. Neste caso, utilizam-se solventes orgânicos para sua extracção, tais como hexano, benzeno, tolueno, éter de petróleo, etc.

Este método consiste em colocar um solvente orgânico em contacto directo com a matriz vegetal durante um determinado período de tempo, para que ocorra a transferência dos constituintes solúveis da planta para o solvente. Após esse período obtém-se uma fase designada por “concreto” que posteriormente é submetida a outra extracção (desta vez com um solvente polar) para que se obtenha o “absoluto”, que é o óleo pretendido (Azambuja, 2014). Trata-se do método de extracção que produz maiores rendimentos de extracção, mas que tem diversas desvantagens associadas, como a formação de ceras e pigmentos durante a extracção e a toxicidade dos solventes utilizados.

4.1.2.1.3 Enfleurage

Actualmente, este método de extracção é utilizado apenas para algumas indústrias de perfumes. Utiliza-se este método na extracção de óleos voláteis de pétalas de flores como, por exemplo, jasmim, laranjeira ou rosas.

O método consiste na deposição das pétalas à temperatura ambiente sobre uma camada de gordura, designada por chassis, durante um certo período de tempo. Em seguida, estas pétalas são substituídas por novas até a saturação total. Em seguida, a gordura é tratada com álcool. Para obter o óleo essencial, o álcool é destilado a baixas temperaturas e o produto final terá um elevado valor comercial. Este método caiu em desuso por ser extremamente moroso, complexo e com elevados custos associados (Azambuja, 2014).

4.1.2.1.4 Expressão

Este método é utilizado para a extracção dos óleos voláteis, principalmente de citrinos e consiste em colocar os frutos inteiros directamente numa prensa hidráulica, recolhendo o sumo e o óleo presentes na casca. Posteriormente, o óleo é separado da emulsão formada com a água através de decantação, centrifugação ou destilação fraccionada (Schmidt, 2010).

4.1.2.1.5 Extracção com fluido supercrítico

A extracção de óleos essenciais com fluidos supercríticos é utilizada tanto em escala analítica, em laboratórios para isolar analitos de matrizes vegetais, e na indústria onde substâncias de elevado valor são extraídas de matrizes vegetais em condições moderadas (Sovová, 2012).

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dióxido de carbono (CO2) denso, o fluido supercrítico de eleição (Sovová, 2012). Na prática, mais

de 90% de todas as extracções com fluídos supercríticos são realizadas com CO2 por diversas

razões: o CO2 possui uma pressão e temperatura críticas relativamente baixas (74 bar e 32 °C), é

relativamente não-tóxico, não-inflamável, encontra-se disponível com uma pureza elevada a um custo relativamente baixo e remove-se com facilidade do extracto (Pourmortazavi et al., 2007).

A extracção é realizada a pressão e temperatura acima do ponto crítico do CO2 ou perto dessa

gama. O processo é semi-contínuo. O solvente flui através de um leito fixo de partículas da matéria vegetal num extractor e dissolve as substâncias solúveis. A solução que flui para fora do extractor é então expandida para diminuir o poder do solvente e o extracto precipita num separador (Sovová, 2012).

As principais desvantagens na utilização deste método de extracção prendem-se com custo de implementação em termos industriais e com a necessidade de utilizar mão-de-obra especializada para realizar as operações. Em relação ao CO2 enquanto solvente, a principal desvantagem será a

sua falta de polaridade para a extracção de analitos polares, o que pode ser resolvido utilizando co-solventes (Pourmortazavi et al., 2007).

Existem ainda outras técnicas que podem ser utilizadas para extrair a fracção volátil, como a destilação a vácuo, a extracção com solvente combinada com destilação, destilação-extracção simultâneas (SDE), extracção com fluido supercrítico (SFE), extracção assistida com micro-ondas e hidrodestilação (MAE e MA-HD), static headspace (S-HS), dynamic headspace (D-HS) e high

concentration capacity headspace (HCC-HS) (Miguel, 2010).

Independentemente do método de extracção utilizado, o conteúdo de óleo essencial extraído é muito baixo quantitativamente sendo inferior a 1% em alguns casos. Há excepções, como no caso de botões florais de cravo, onde podem ser obtidos rendimentos até 15% O produto da extracção pode variar em qualidade, quantidade e composição, de acordo com o clima, composição do solo, órgão da planta utilizado e fase do ciclo vegetativo (Burt, 2004).

Além destes factores, o tipo de extracção utilizado interfere com o perfil químico dos produtos obtidos não só no número de moléculas, mas também na estereoquímica das moléculas extraídas (Bakkali et al, 2008). Assim sendo, o tipo de extracção é escolhido de acordo com a utilização final que se pretende dar ao óleo. Para preservar as propriedades bactericidas e fungicidas e para que possam ser utilizados na indústria farmacêutica e alimentar, o tipo de extracção de óleos essenciais preferencial é a destilação a vapor ou a expressão (Bakkali et al., 2008). Para usos na indústria cosmética, como produção de perfumes, recorre-se à extracção com solventes lipofílicos,

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A cromatografia gasosa (GC) é a técnica de eleição para a análise de óleos essenciais devido à volatilidade e polaridade dos componentes destes óleos. A identificação dos componentes é geralmente realizada por dados cromatográficos como índices de Kovat, índices de retenção linear e tempos de retenção relativos ou então por dados espectrais, maioritariamente de espectrometria de massa (MS) (Miguel, 2010).

A complexidade dos óleos essenciais torna a sua quantificação uma tarefa difícil, sendo que as aproximações mais utilizadas para a quantificação são: a percentagem de abundância relativa, a percentagem de abundância interna padrão, a utilização de padrões externos ou internos para quantificar um ou mais componentes e a quantificação através de um método validado (Rubiolo et

al., 2010).