Métodos de extração inovadores em plantas

Recentemente, têm-se verificado uma crescente procura por novas técnicas de extração que sejam mais “amigas” do ambiente, rápidas e eficientes do que os métodos tradicionais de extração.

Os métodos de extração inovadores de CBs em plantas apresentam-se vantajosos relativamente aos métodos de extração convencionais, em função do tempo de extração, consumo de solventes, rendimentos de extração e reprodutibilidade. No entanto, é necessário efetuar uma avaliação detalhada dos custos de produção para desenvolver estes métodos a nível industrial (90).

Dentro dos métodos de extração de CBs inovadores de materiais vegetais encontram-se alguns dos métodos mais estudados: extração assistida por ultrassons (UAE), extração assistida por micro-ondas (EMO), extração acelerada por solvente (ASE), extração supercrítica (ESC) e extração assistida por enzimas (EAE). Estes métodos apresentam eficiências elevadas de

extração de CBs, no entanto apresentam custos elevados devido aos equipamentos necessários para a sua aplicação (2,96).

1.4.3.1. Extração assistida por ultrassons (UAE)

A UAE envolve a utilização de ultrassom variando a frequência entre 20 kHz a 2000 kHz. Este método é reconhecido por facilitar a extração de CBs de plantas usando solventes líquidos. O efeito mecânico da cavitação acústica do ultrassom aumenta o contato superficial entre solventes com as amostras. As propriedades físico-químicas das amostras vegetais submetidos a ultrassons são alteradas e a parede celular da planta é destruída, libertando o seu conteúdo intracelular. Desta forma, melhora a transferência de massa permitindo assim uma melhor eficiência de extração dos CBs (96,102). A eficiência da UAE não é apenas afetada pelo tempo, mas também pela temperatura, tipo de solvente utilizado, frequência dos ultrassons e da distribuição dos CBs na matriz celular (91). Esta técnica é um dos procedimentos de extração mais simples e rápido, pode ser aplicada em pequena e grande escada na extração de CBs de plantas, e comparativamente aos outros processos de extração não convencionais necessita de equipamento de menor custo (18).

1.4.3.2. Extração assistida por micro-ondas (MAE)

As micro-ondas são campos eletromagnéticos na faixa de frequência de 300 MHz a 300 GHz (91). Ao contrário do aquecimento convencional, o aquecimento por micro-ondas resulta da rotação do dipolo (das moléculas) e da condução iónica (migração de iões). Para que o mecanismo de aquecimento seja eficaz, os compostos de interesse e o solvente utilizado na extração têm de possuir um momento dipolar. Durante a extração, o solvente é aquecido assim como a água presente no interior das células vegetais; este aquecimento gera uma pressão na parede celular que leva à sua rutura e consequente libertação do conteúdo intracelular (90,91,103). Este tipo de extração em plantas demonstrou a capacidade de melhorar o rendimento e diminuir o tempo da extração (90,104).

1.4.3.3. Extração acelerada de solvente (ACE)

A extração acelerada por solvente (ACE), também conhecida por extração líquida pressurizada (PLE), é um tipo de extração que se baseia no uso de solvente a elevada pressão e temperatura. A ACE pode ser utilizada em modo estático ou dinâmico, ou numa combinação de ambos. A diferença prende-se com o facto de no modo dinâmico o solvente ser continuamente adicionado à amostra vegetal, ao contrário do modo estático onde a quantidade de solvente é mantida constante. A escolha do solvente de extração é também um parâmetro crucial, devendo escolher- se um solvente capaz de solubilizar os compostos de interesse e que, ao mesmo tempo, minimize a coextração de outros componentes da matriz (92). Esta técnica depende criticamente do tipo de solvente selecionado, pressão e temperatura aplicada (92,96).

As vantagens da ACE em relação aos procedimentos de extração convencionais incluem a rapidez, facilidade e seletividade do processo de extração, bem como o reduzido consumo de

solvente e a elevada eficiência do processo. A principal desvantagem é o custo elevado do equipamento (92,96).

1.4.3.4. Extração com fluidos supercríticos (SFE)

A SFE consiste na utilização de um solvente que partilha as propriedades físicas de gás e líquido no seu ponto crítico e apresenta a capacidade de solubilizar numa vasta gama de compostos. Os fatores como temperatura e pressão são os determinantes que deslocam uma substância para sua região crítica. Um exemplo de um fluido supercrítico é CO2, apresenta estas

características acima de 31.1 ºC e 7380 kPa (90,96,104) .

O uso da SFE permite reduzir o consumo de solventes tóxicos, aumentar a seletividade e reduzir o tempo de extração, sem comprometer a eficiência do processo. Além destes aspetos, a utilização da SFE permite evitar a degradação de CBs, uma vez que a matriz não é exposta à luz ou ao ar (94). A sua grande desvantagem é sem dúvida o elevado investimento inicial no equipamento. (90,96,104).

1.4.3.5. Extração assistida por enzima (EAE)

A EAE é outra técnica de extração inovadora desenvolvida para diminuir a utilização de solventes, reduzindo o impacto ambiental e consumo energético. Este método inovador de extração baseia-se no aumento da permeabilidade da membrana citoplasmática e da parede celular das células vegetais através da ação hidrolítica das enzimas (α-amilases, celulases, pectinases e proteases), que auxiliam na extração dos compostos de interesse, tais como pigmentos naturais, polissacarídeos e CBs. Este tipo de extração permite o uso de uma solução aquosa e condições de processamento suave para obter um extrato com aplicações industriais. Os enzimas mais utilizados são principalmente derivados de microrganismos, mas também podem ser obtidos a partir de plantas e animais (104,105).

Existem duas abordagens para a EAE: prensagem a frio assistida por enzima e extração aquosa assistida por enzima. A capacidade seletiva dos enzimas para catalisar reações e sua adaptabilidade a condições aquosas suaves torna esta técnica muito promissora para a extração de CBs das plantas. Verifica-se um aumento de estudos com a utilização da EAE, estes demonstram que seu uso pode levar a rendimentos mais elevados, minimização do tempo de processo e menor consumo de solventes (90,104). A EAE é reconhecida como uma tecnologia ecológica para a extração de CBs e compostos lipofílicos porque utiliza água como solvente em vez de solventes orgânicos. (104).

1.4.4. Processos de separação e purificação de compostos bioativos (CBs) a partir de