EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL DA CASCA DO
ABACAXI (ANANAS COMOSUS
(L.) MERRIL) PELO
MÉTODO DE SOXHLET
M. G. Carbonari¹; A. Gugel¹; G. Medeiros¹; J. L. Balsan¹; J. M. M. Mello¹; F. Dalcanton¹.
¹ Universidade Comunitária da Região de Chapecó, Área de Ciências Exatas e Ambientais
E-mail para contato: mayracarbonari@unochapeco.edu.br
RESUMO – Atualmente verifica-se uma grande preocupação quanto ao aproveitamento de
resíduos de frutas provenientes da industrialização. O abacaxi é um fruto comercializado de diversas maneiras e sua manipulação gera folha, casca, coroa e talos como rejeitos, os quais possuem destino inapropriado. Isto resulta em perdas econômicas, sendo que a casca contém mais fibras, vitamina C, cálcio, potássio e fósforo do que a polpa. O presente estudo teve como objetivo extrair o óleo presente na casca do abacaxi como alternativa de reutilização. O processo foi realizado mediante um planejamento fatorial completo 22, com as variáveis tipo da amostra (in natura e seca) e tempo de extração 2 e 4 h. Realizou-se a extração por meio de Soxhlet utilizando hexano. O tipo de amostra apresentou a maior influência no estudo, sendo que, com a amostra seca extraiu-se 3,6% de óleo, o qual contém em sua composição a bromelina que auxilia no combate a gordura localizada e digestão. Palavras Chaves: Casca de abacaxi, resíduo industrial, extração de óleo.
1.
INTRODUÇÃO
O abacaxi ou ananás originário da América do Sul pertencente à família
Bromeliaceae, de gênero Ananas Mill amplamente comum em território nacional pela espécie Ananas comosus L. Merril (GIACOMELLI, 1981). Apresenta-se com talo curto e grosso, ao redor do qual crescem folhas estreitas, compridas e resistentes quase sempre margeadas por espinhos e dispostas em rosetas. Cada planta produz um único fruto de sabor e aroma marcante (NASCENTE et al., 2005).
Sua composição química varia de acordo com a época em que é produzido. Entretanto, destaca-se pelo valor energético, devido à sua alta composição de açúcares e valor nutritivo pela presença de sais minerais (cálcio, fósforo, magnésio, potássio, sódio, cobre e iodo) e de vitaminas (C, A, B1, B2 e Niacina) (FRANCO, 1989).
É produzido em grande escala no país por estar presente o ano todo no mercado fruticultor. Entre os principais Estados produtores, estão o Pará, Paraíba e Minas Gerais
(IBGE, 2013). Logo, seu consumo pode ser realizado tanto in natura como para a industrialização, gerando uma vasta variedade de produtos, como fruta em calda, suco, pedaços cristalizados, geleia, licor, vinho, vinagre e aguardente. Obtém-se, ainda, como seus subprodutos, álcool, ácido cítrico, málico e ascórbico, rações para animais e uma enzima comumente utilizada como agente digestivo e anti-inflamatório, conhecida como bromelina (NASCENTE et al., 2005).
O processamento dessa fruta gera um alto volume de resíduos e encontrar um destino adequado, que não seja o descarte, tem sido a preocupação de muitos estudiosos (MENDES
et al., 2013). Pois a mesma gera a coroa, a casca, as extremidades e o cilindro central. Tanto a casca como o cilindro central do abacaxi pode ser considerada boa fonte de fibra alimentar, que apresenta um papel importante no processo digestivo, porém, as duas partes do fruto são pobres em pectina (BOTELHO et al., 2002).
Em outro estudo realizado, verificou-se que a casca do abacaxi apresenta mais proteínas, lipídeos, fibras, vitamina C, cálcio, potássio e fósforo do que na polpa (ZANELLA
et al., 2006). Em virtude disto, o aproveitamento de cascas, como matéria prima no processamento de novos alimentos é de grande interesse econômico e tem representado um segmento importante nas indústrias, pois agrega valor a subprodutos e reduz o acúmulo dos mesmos.
Portanto, uma alternativa para utilização deste resíduo é extração de óleo existente. Tendo em vista que os óleos essenciais são compostos aromáticos, voláteis que podem ser extraídos de todas as partes de plantas aromáticas. Possuem ainda, grande importância industrial e são empregados nas indústrias de perfumaria, cosmética, alimentícia e farmacêutica. Sua extração pode ocorrer por destilação de arraste a vapor, que é a técnica mais empregada, compressão de vegetais ou uso de solventes (TRANCOSO et al., 2013)
Com o intuito de diminuir o desperdício de alimentos e dar um destino à casca do abacaxi, o presente trabalho objetivou-se em extrair o óleo da casca do abacaxi analisando de forma estatística seu rendimento com amostra in natura e seca e diferentes tempos de extração.
2.
MATERIAL E MÉTODOS
Os ensaios das extrações de óleo essencial da casca do abacaxi (Ananas comosus L. Merril) foram realizados no Laboratório de Química Geral da Universidade Comunitária da Região de Chapecó (UNOCHAPECÓ).
Os frutos utilizados no experimento foram adquiridos em supermercados da cidade de Chapecó, SC. Primeiramente os abacaxis foram higienizados, lavados em água corrente e mergulhados em solução aquosa de hipoclorito de sódio a 200 ppm (10 mL de água sanitária para uso geral a 2,0 % – 2,5 % para cada 1 litro de água) por 15 minutos e, em seguida lavados novamente em água corrente para retirada de excesso da solução existente e secou-se
com papel toalha. Após, separou-se a casca da polpa manualmente com auxilio de facas higienizadas como mostra a Figura 1.
Figura 1 – Higienização e corte da amostra.
As cascas foram separadas em dois tipos de amostra como mostra a Figura 2, sendo uma delas in natura, a qual foi triturada, acondicionada em saco de polietileno e armazenada em refrigerador (Continental). A outra amostra era seca, esta por sua vez foi desidratada em estufa (Nova Ética modelo 402 3N) a 60 oC por 24 horas até atingir peso constante e posteriormente também foi triturada em liquidificador e levada para o dessecador onde permaneceu por uma hora.
(a) (b)
Figura 2 – Fracionamento da amostra (a) in natura e (b) seca.
Para as extrações pesou-se 10 gramas de amostra em balança analítica (BEL Engeneering) e armazenou em cartucho. Como solvente utililizou-se 120 mL de hexano e o
processo ocorreu por meio do extrator Soxhlet conforme a metodologia do Instituto Adolfo Lutz (1985).
Após a extração do óleo da casca do abacaxi, o solvente foi evaporado pelo evaporador rotativo (Fisatom – 801), onde o balão de fundo redondo foi acoplado ao suporte do equipamento e assim o mesmo passava por um banho-maria até total evaporação do hexano restando apenas a amostra de óleo no fundo do recipiente. Tendo em vista a elaboração de um modelo preditivo para quantificar o rendimento de extração do óleo essencial variou-se o tipo de amostra e o tempo de extração, conforme o planejamento fatorial completo 2² que pode ser observado na Tabela 01.
Tabela 1 – Matriz do planejamento fatorial com valores reais e codificados Ensaios X1 X2 Tipo da Amostra Tempo (h)
1 -1 -1 In natura 2
2 +1 -1 Seco 2
3 -1 +1 In natura 4
4 +1 +1 Seco 4
Os resultados obtidos foram tratados no software Statistica 7, submetidos à análise de variância (ANOVA), com um nível de 95% de confiança.
3.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
De acordo com o método descrito anteriormente foi possível obter os rendimentos de óleo da casca do abacaxi que estão apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 – Rendimento de óleo da casca do abacaxi pelo planejamento fatorial completo 2² Ensaios X1 X2 Tipo da Amostra Tempo (h) Rendimento (%) 1 -1 -1 In natura 2 0,10 0,20 2 +1 -1 Seco 2 0,40 0,40 3 -1 +1 In natura 4 0,20 0,30 4 +1 +1 Seco 4 0,50 0,50
Baseado nos valores apresentados pode-se verificar que a extração de óleo essencial, a partir do resíduo de casca de abacaxi, mostra-se viável devido à obtenção do resultado de 0,5% de rendimento, principalmente, quando feita utilizando amostra seca, que segundo LEWICKI (2003), a secagem promove o rompimento da estrutura celular do tecido liberando com maior facilidade os compostos intracelulares, em virtude de haver um maior contato entre o soluto e o solvente.
Como a literatura não apresenta referências para este tipo de extração é utilizado como base à extração do óleo da casca da laranja e, que segundo LOPES (2011), este processo é possível, pois a combinação da extração por Soxhlet com solvente hexano possibilitou o aproveitamento do resíduo para utilização do óleo em diversas aplicações.
Com os resultados apresentados na Tabela 2 realizou-se uma análise dos efeitos das duas varáveis independentes estudadas (tipo da amostra e tempo de extração) sobre a variável resposta (rendimento) obtida nos experimentos e seus respectivos índices estatísticos, a qual é apresentada na Tabela 3.
Tabela 3 – Coeficiente de regressão, erro padrão, t de Student, p-valor, para o planejamento Fatores Coeficientes de
regressão Erro padrão t(4) p-valor Média 0,324390 0,017566 18,46734 0,000051 (1) Tipo de amostra 0,249825 0,035131 7,11121 0,002066 (2) Tempo de extração 0,099279 0,035131 2,82594 0,047541 1 by 2 0,000125 0,035131 0,00355 0,997340
Nota-se, pelos resultados apresentados na Tabela 3, que os efeitos tipo de amostra e tempo de extração são estatisticamente significativos para o nível de confiança adotado de 95%, porém a interação entre os fatores não foi significativa. Com os coeficientes de regressão obtidos montou-se o modelo preditivo codificado de acordo com a Equação (1).
( ) (1) Onde A: Tipo de Amostra; T: Tempo de reação (h).
Realizou a análise de variância (ANOVA) para avaliar a qualidade do ajuste da Equação 1 que pode ser observada na Tabela 4.
Tabela 4 – Análise de variância (ANOVA) para o modelo do rendimento do óleo Fonte de variação Soma dos
quadrados g.l Média quadrática Fteste Regressão 0,144537 2 0,0722685 36,595351 Resíduo 0,009874 5 0,0019748 Total 0,154411 7 Coeficiente de determinação (R²) = 93,6% F2;5;4;0,05=5,79(Tabelado)
O valor calculado para o F para este modelo é aproximadamente 6 vezes maior do que o F tabelado, portanto o modelo obtido experimentalmente é preditivo e pode ser utilizado para
o cálculo do rendimento (Barros Neto, 2003). O Coeficiente de determinação (R²) encontrado foi de 93,6%, indicando assim que o modelo obtido pode ser utilizado para prever o rendimento de extrações de óleo da casca do abacaxi pelo método de Soxhlet com precisão de 93,6% se mantidos os parâmetros dentro do intervalo utilizado.
A Figura 3 (a) e (b) demonstra a superfície de resposta e curva de contorno, respectivamente, obtidas nestes experimentos, sendo possível observar que com o aumento do tempo de extração bem como o tipo de amostra, neste caso seca, ocorreu um aumento do rendimento na extração do óleo da casca do abacaxi.
4.
CONCLUSÃO
Conclui-se que o objetivo da extração do óleo da casca do abacaxi foi alcançado, dado que se conseguiu 0,50% de óleo, nos ensaios com a amostra seca e 4 horas de extração. O modelo codificado obtido foi preditivo, explicando 93,6% das respostas obtidas, gerando previsões confiáveis nos níveis trabalhados neste estudo.
Apesar do pouco rendimento, cabe ressaltar que o estudo da extração do óleo da casca do abacaxi foi satisfatório, pois se observou que nos níveis trabalhados o rendimento obtido mesmo não sendo o mais favorável para as indústrias, abre caminho para novos estudos sobre o aproveitamento de resíduos de frutas.
5.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz. IMESP, v. 1, 3.ed, p. 85 – 160, 1985.
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UESB, Campos de Itapetinga. Bahia, 2013.
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TRANCOSO, M. D. Projeto Óleos Essenciais: extração, importância e aplicações no cotidiano. CBNB - Colégio Brigadeiro Newton Braga. PRÁXIS R., ano V, n. 9, Rio de Janeiro, 2013.
