Resumo
O fruto de jatobá além de fazer parte da classe dos alimentos, apresenta propriedades que auxiliam na prevenção de doenças crônicas. O estudo dos intermediários de decomposição térmica do fruto foi proposto para avaliar, com base nas suas características químicas, sua possível aplicação em diferentes setores industriais, tais como: alimentar e farmacêutico. O estudo dos intermediários de decomposição térmica foi importante para compreender e elucidar os compostos presentes no fruto de jatobá. Verificaram-se algumas diferenças entre os intermediários de uma mesma amostra entre as safras indicando que houve alguma interferência externa, possivelmente devido às condições climáticas na região de procedência do fruto. Pode-se afirmar após esse estudo, que no 1° evento de decomposição térmica temos a desidratação e a liberação de compostos orgânicos voláteis ocorrendo concomitantemente. Na amostra de polpa foi possível verificar bandas de compostos orgânicos em degradação. Foi possível, também, identificar a presença de carbonatos, sulfatos, sílica e hidróxidos e/ou óxidos nas cinzas (resíduos) das amostras estudadas.
Palavras-chaves: Intermediários de decomposição térmica, TG/DTG, AE e FTIR INTRODUÇÃO
O jatobá (Hymenaea courbaril L.) é uma planta da família Leguminosae – Caesalpinioideae que apresenta nomes diferentes dependendo da região, alguns destes nomes são: jatobá, jutaí, jutaí-açu, jutaí-bravo, jutaí-grande, jataí, jataí-açu, jataí-grande, dentre outros. O fruto é uma vagem indeiscente, lenhosa, glabra, oblonga a cilíndrica, que mede 8-15cm de comprimento; a casca é espessa e vermelho-escura; a polpa é farinácea, adocicada e amarelo-claro. As sementes, em número de 2 a 6 por fruto ou mais, apresentam formato obovóide a elipsóide, 1,8- 2,8 cm de comprimento, 1,4-2,0 cm de largura, 0,8-1,4 cm de espessura e pesam 2,1-6,2 g, a fibra é pétrea, lisa e pardo-claro a pardo-escuro [1-3].
O jatobá pode fornecer uma farinha que apresenta um elevado conteúdo de fibra alimentar total sendo seu consumo importante para os seres humanos e na prevenção de doenças crônicas. A fibra alimentar apresenta diversos efeitos fisiológicos como: alteração nas funções gastrointestinais, redução dos níveis de colesterol, glicemia e insulina pós-prandial. Esta farinha pode ser misturada com a farinha de trigo para a fabricação de biscoitos, “snacks” e “cookies”. O extrato da casca de Jatobá, que é utilizada na Amazônia, apresenta substâncias que combatem a fadiga e pode ser utilizado como suplemento alimentar. O jatobá contem terpenóides ou compostos fenólicos que possuem atividade antibactericida [4].
As sementes deste fruto contêm xiloglucanas, galactomananas, que são as principais hemiceluloses presente na parede celular de dicotiledôneas, que são utilizadas na fabricação de papéis [5] e galactoxiloglucanas que funcionam como polissacarídeos de armazenamento [6]. Lucyszyn relata que xiloglucanas extraídas da semente, ao serem modificadas podem ser utilizadas na encapsulação de fármacos [7].
O chá da polpa do fruto apresenta procianidinas (taninos condensado) oligoméricas que têm efeitos benéficos para encefalomielite autominu experimental e redução dos sintomas de artrite em ratos [8]. O extrato metanóico da casca de jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne) apresenta atividade antidiarreica, cicatrizante e gastro-protetora e a dieta com a polpa do fruto demonstrou efeitos curativos de úlceras peptídicas [9].
.Tendo em vista o grande potencial de aplicação do fruto de jatobá, esse trabalho tem como objetivo principal estudar os intermediários de decomposição térmica determinados pelas curvas termogravimétricas do fruto de jatobá das safras de 2010 e 2012, com intuito de determinar as possíveis substâncias presentes.
MATERIAL E MÉTODOS Material
Neste estudo foram utilizadas amostras de frutos de jatobá das safras de 2010 e 2012 obtidos, por doação, de uma fazenda na região de Franca – SP.
Métodos.
1) Preparação da amostra
Os frutos foram divididos em: semente (SEM), polpa (POL), fibras (FIB), casca lavada (CASL) e casca não lavada (CASNL). A casca foi submetida a uma lavagem com água destilada para a remoção de resíduos de polpa e fibra e foi seca à temperatura ambiente. Com intuito de comparação foram realizados os ensaios com a casca não lavada. Com exceção de POL, todas as amostras foram processadas em liquidificador, para aumentar as superfícies de contato. Também, com exceção
de POL, todas as amostras trituradas foram submetidas à peneiração (peneira 60 mesh), a fim de homogeneizar o tamanho de partícula desses materiais.
2) Termogravimetria/termogravimetria derivada (TG/DTG)
As curvas TG/DTG foram obtidas utilizando uma termobalança TGA-51 (Shimadzu), com cadinho de Pt, mamostra ≈ 50mg, sob atmosfera dinâmica de ar (50 mL min-1), razão de aquecimento ()=10 °C min-1 e faixa de temperatura entre 25 a 900°C.
3) Obtenção dos intermediários de decomposição térmica
Os intermediários de decomposição térmica foram obtidos submetendo as amostras a aquecimento em forno tubular marca EDG modelo EDG 10P-S, em cadinhos de porcelana, massa de amostra variando de 1 a 5 g, com razão de aquecimento de 10 ºC min-1, atmosfera dinâmica de ar (~50 mL min-1). A temperatura variou de ambiente até a temperatura de coleta do intermediário desejado, que foi previamente determinada pelas curvas TG/DTG, permanecendo em isoterma na temperatura do intermediário por 25 min. Após o resfriamento a temperatura ambiente, os intermediários foram coletados e caracterizados pelas técnicas de Análise Elementar (AE) e Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR).
4) Análise Elementar (AE)
Os teores percentuais de carbono, hidrogênio e nitrogênio das amostras foram determinados na Central Analítica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo, utilizando um equipamento Elemental Analysis, modelo 2400, da marca Perkin Elmer. O equipamento foi calibrado com acetanilida e a precisão das determinações é de 0,3 %.
5) Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR)
Os espectros de FTIR serão obtidos por um espectrômetro de absorção da marca BOMEM, modelo MB102, na região de 4000 a 400 cm-1 e registrados como transmitância vs número de ondas. As amostras foram trituradas, dispersas em KBr, prensadas para formação de pastilhas e adaptadas ao porta amostra para registro dos espectros. Estes ensaios foram realizados na Central Analítica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As curvas TG/DTG das amostras de CASL, CASNL, FIB, POL e SEM das duas safras estudadas encontram-se na Fig 1. Nas amostras de CASL [Fig 1(a)], CASNL [Fig 1(b)], FIB da safra de 2010 [Fig 1(c)] e SEM [Fig 1(e)] a decomposição térmica ocorre em três eventos consecutivos, enquanto que nas amostras de FIB da safra de 2012 [Fig 1(c)] e POL da safra de 2012 [Fig 1(d)] a decomposição térmica ocorre em quatro eventos consecutivos. A amostra de POL da safra de 2010 [Fig 1(d)] apresenta cinco eventos de decomposição térmica.
Essas curvas foram utilizadas para determinar as temperaturas de coletas dos intermediários e foram caracterizados utilizando as técnicas de análise elementar e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier.
1) Casca lavada (CASL)
Para as duas safras foram coletadas três intermediários de decomposição térmica. Os resultados de AE encontram-se na Tab. 1, pode-se inferir 1º intermediário da safra de 2010 apresenta maiores teores de C e N que a amostra natural, enquanto que em 2012, os teores dos três elementos são similares, isso indica que a liberação de água da amostra.
Fig. 1. Curvas TG/DTG das amostras de (a) CASL, (b)
CASNL, (c) FIB, (d) POL e (e) SEM das safras de 2010 e 2012
No 2º intermediário da safra de 2010 verificou-se o aumento da % de C e diminuição das % de H e N comprovando a carbonização da amostra. Porém na amostra de 2012, os teores de C e H diminuíram indicando que há a decomposição térmica da matéria orgânica e iniciasse a liberação do material carbonáceo. As porcentagens de C presentes nos resíduos das duas safras indica a possível presença de carbonatos.
Os espectros de FTIR das amostras se encontram na Fig. 2. Nas duas safras, o espectro do 1º intermediário é similar com a da amostra in natura, porém no intermediário da amostra de 2012 há a ausência da banda de 1023 cm-1 (ν C-O de álcool primário) e surgimento da banda em 1745 cm-1 (ν C=O), comprovando que além da perda de umidade, houve liberação de compostos voláteis. As bandas observadas no 2° intermediário indicam a presença de compostos inorgânicos como carbonatos, sulfatos e sílica, para as duas safras, isso indica que toda a matéria orgânica foi decomposta nessas temperaturas. Os espectros dos resíduos apresentam bandas indicativas de carbonatos, sílica e sulfatos nas duas amostras, porém apenas na amostra de 2010 foi identificada a presença de bandas de hidróxidos e/ou óxidos inorgânicos.
1) Casca não lavada (CASNL)
Analogamente à CASL, foram coletadas três intermediários de decomposição térmica para a CASNL. Os teores de C, H e N dos intermediários e da amostra in natura encontram-se na Tab. 2. Pode-se observar que a porcentagem de C e H do 1° intermediário da safra de 2010 é similar com a amostra natural, portanto, infere-se que ocorreu a liberação de compostos voláteis concomitantemente com a perda de umidade. Contudo, isso não ocorre para as amostras de 2012, nas quais os teores de C e H aumentaram em relação à amostra in natura. No 2° intermediário houve aumento da % de C, nas duas safras, indicando que houve a decomposição térmica da matéria orgânica. Os teores de C observados nas amostras de resíduo indicam a possível presença de carbonatos inorgânicos.
Os espectros de FTIR da amostra de CASNL e seus intermediários dos anos de 2010 e 2012 encontram-se na Fig. 3. Nas duas safras, os espectros do 1° intermediário são similares com a amostra in natura, porém foram verificadas ausências de algumas bandas, indicando que houve a liberação de compostos voláteis, além da desidratação. Nos espectros do 2° intermediário não há a presença de bandas de compostos orgânicos, o que indica que nessas temperaturas toda a matéria orgânica foi transformada em material carbonáceo. Nas amostras de resíduo observam-se bandas características da presença de carbonatos, sulfatos e sílica, porém na amostra de 2012 apresenta banda de hidróxidos e/ou óxidos inorgânicos.
2) Fibra (FIB)
Os resultados de AE da amostra de FIB e seus respectivos intermediários de decomposição térmica das duas safras estudadas encontram-se na Tab. 3. Para a safra de 2010 foram coletados três intermediários, enquanto, na safra de 2012 foram coletados quatro. O 1° intermediário do ano de 2010 apresenta % de C e N maiores em relação à amostra in natura, o que
Fig. 2. Espectros de FTIR da amostra de CASL e seus
respectivos intermediários de decomposição térmica das safras de (a) 2010 e (b) 2012.
Fig. 3. Espectros de FTIR da amostra de CASNL e seus
respectivos intermediários de decomposição térmica das safras de (a) 2010 e (b) 2012.
confirma a liberação de água, porém, na amostra de 2012 há a diminuição da porcentagem de C indicando que houve a desidratação e a liberação de voláteis. Com relação ao 2° intermediário, destaca-se que os teores de C e H aumentaram na amostra de 2010, isso indica que a matéria orgânica foi transformada em material carbonáceo, mas, na amostra de 2012, o teor de C diminuiu em relação ao intermediário anterior, portanto, além da decomposição da matéria orgânica, há a liberação do material carbonáceo. As porcentagens verificadas no 3° intermediário indicam que todo o material carbonáceo foi liberado e temos apenas compostos inorgânicos. Os teores dos três elementos nos resíduos confirmam à presença de compostos inorgânicos.
Os espectros de FTIR da fibra das duas safras e seus intermediários de decomposição térmica encontram-se na Fig. 4. Em ambas as safras, o 1° intermediário apresenta espectro similar com a amostra in natura, corroborando com a liberação de água da amostra. As bandas atribuídas aos 2° intermediários indicam a presença de compostos inorgânicos como carbonatos, sulfato e sílica e esses compostos são observados no 3° intermediário da safra de 2012. Nos espectros dos resíduos foi possível identificar, além dos compostos citados anteriormente, a presença de hidróxidos e/ou óxidos inorgânicos.
3) Polpa (POL)
A amostra de POL da safra de 2010 apresentou cinco intermediários de decomposição térmica, enquanto que foram coletados quatro intermediários na safra de 2012. Os dados de AE se encontram na Tab. 4. O 1° intermediário apresentou aumento na % de C e N, para as duas safras, o que confirma que ocorreu o processo de desidratação, contudo o teor de H aumentou na amostra de 2012 indicando que também ocorreu a liberação de compostos voláteis. Os 2° intermediários apresentaram maior teor de C que está associado com a decomposição da matéria orgânica e a transformação em material carbonáceo. As porcentagens de C, H e N diminuíram no 3° intermediário das duas safras indicando que houve a liberação do material carbonáceo. O 4° intermediário, da safra de 2010, todo material carbonáceo foi liberado e a perda de massa associada a este evento é devido à decomposição térmica de compostos inorgânicos. Nos resíduos, o teor de C pode estar associado com a presença de carbonatos.
Os espectros de FTIR das amostras de polpa e seus respectivos intermediários de decomposição térmica encontram-se na Fig. 5. O 1° intermediário apresenta espectro similar com a amostra in natura na safra de 2010, isso indica que houve a liberação de água, porém, na amostra de 2012, verificou a perda de uma banda em relação à amostra original, indicando que, além da desidratação, houve a decomposição de compostos voláteis. Nos espectros dos 2° intermediários foram observados bandas de compostos em degradação. O 3° intermediário apresenta bandas de compostos inorgânicos e orgânicos, em ambas as safras, indicando que nem
Fig. 4. Espectros de FTIR da amostra de FIB e seus
respectivos intermediários de decomposição térmica das safras de (a) 2010 e (b) 2012.
Fig. 5. Espectros de FTIR da amostra de POL e seus
respectivos intermediários de decomposição térmica das safras de (a) 2010 e (b) 2012.
toda a matéria orgânica foi decomposta. O 4° intermediário da safra de 2010 apresenta bandas apenas de composto inorgânicos, ou seja, não há matéria orgânica nessa temperatura. Em ambas as safras, foram identificadas bandas características de sulfatos, carbonatos e sílica nas amostras de resíduo.
4) Semente (SEM)
Os resultados apresentados na Tab. 5 se referem à técnica de AE para os intermediários de decomposição térmica da semente de jatobá das duas safras estudadas. Na amostra de 2012, o 1° intermediário apresenta um teor maior de C em comparação com o
in natura, indicando que houve a desidratação da amostra, contudo,
na amostra de 2010, as porcentagens de C e H são similares com a amostra in natura, ou seja, há a liberação de compostos orgânicos voláteis concomitantemente com a desidratação. Em ambas as safras, o teor de C e N aumentam no 2° intermediário, indicando que o material orgânico foi transformado em material carbonáceo e a % de C verificado no resíduo sugere a presença de carbonatos.
Os espectros de FTIR das amostras de SEM e dos intermediários das safras de 2010 e 2012 estão na Fig. 6. Nas duas safras, os espectros do 1° intermediário e da in natura são similares, porém verificou-se que algumas bandas estão ausentes após o aquecimento, isso indica que houve a liberação de compostos voláteis concomitantemente com a desidratação. No 2° intermediário da safra de 2010 foram encontrados bandas de carbonatos, sulfatos e sílica, e na amostra de 2012 foram identificadas apenas bandas de carbonatos e sílica. Nas amostras de resíduos foram identificadas bandas características de carbonatos, sulfatos e sílica em ambas as safras, e de hidróxido e/ou óxidos inorgânicos na safra de 2010.
CONCLUSÃO
O estudo dos intermediários de decomposição térmica foi importante para compreender e elucidar os compostos presentes no fruto de jatobá. Algumas diferenças foram verificadas entre os intermediários de uma mesma amostra entre as safras indicando que houve alguma interferência externa, possivelmente devido às condições climáticas na região de procedência do fruto. Pode-se afirmar após esse estudo, que no 1° evento de decomposição térmica tem-se a desidratação e a liberação de compostos orgânicos voláteis ocorrendo concomitantemente. Na amostra de polpa foi possível verificar bandas de compostos orgânicos em degradação, assim como, identificar a presença de carbonatos, sulfatos, sílica e hidróxidos e/ou óxidos nas cinzas (resíduos) das amostras estudadas.
AGRADECIMENTOS
Aos órgãos de fomento: CAPES, CNPq e FAPESP e ao Sr. Elder Moscardini pela doação dos frutos de jatobá para esse estudo.
REFERÊNCIAS
1) De Melo MGG, Mendes AMS. Informativo Técnico Rede de Sementes da Amazônia, 2005, 9. 2) Silva MR, Silva MS, Martins KA, Borges S. Ciência Tecnológica de Alimentos, 2001, 21, 176-182. 3) De Melo MGG, Mendonça MS, Mendes AMS. ACTA Amazônica, 2004, 34, 9-14.
4) Sasaki K, Matsukura Y, Shijima S, Miyake M, Fujiwara D, Konishi Y. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 2009, 73, 1274-1279.
5) Matuda TG, Maria Neto F. Ciência Tecnológica de Alimentos, 2005, 25, 353-357.
6) Freitas RA, Martin S, Paula RC, Feitosa JPA, Sieralowski MR. Thermochimica Acta, 2004, 409, 41-47.
7) Lucyszyn N, Lubambo AF, Matos KF, Marvilla I, Souza CF, Sierakowski MR. Materials Science and Engineering C., 2009, 29, 552-558.
Fig. 6. Espectros de FTIR da amostra de SEM e seus
respectivos intermediários de decomposição térmica das safras de (a) 2010 e (b) 2012.
8) Miyake M, Ide K, Sasaki K, Matsukura Y, SShijima K, Fujiwara D. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 2008, 72, 1781-1788.
9) Orsi PR, Bonamin F, Severi JA, Santos RC, Vilegas W, Hiruma-Lima CA, Di Stasi LC. Journal of Ethnopharmacology, 2012, 143, 81-90.
