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EXTRAÇÃO DO ÓLEO DA POLPA DE PEQUI
(Caryocar brasiliense): INFLUÊNCIA DAS
VARIÁVEIS OPERACIONAIS
LUDMILA PEREIRA AQUINO
2007
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LUDMILA PEREIRA AQUINO
EXTRAÇÃO DO ÓLEO DA POLPA DE PEQUI (Caryocar brasiliense):
INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do programa
de Pós-Graduação Stricto Sensu em Ciência dos
Alimentos para a obtenção do título de “Mestre”.
Orientadora
Profa. Dra. Fabiana Queiroz Ferrua
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2007
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Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
Aquino, Ludmila Pereira.
Extração do óleo da polpa de pequi (Caryocar brasiliense): influência
das variáveis operacionais / Ludmila Pereira Aquino. -- Lavras : UFLA,
2007.
95p. : il.
Orientadora: Fabiana Queiroz Ferrua
.
Dissertação (Mestrado) – UFLA.
Bibliografia.
1. Óleo de pequi. 2. C. brasiliense Camb. 3. Secagem. 4. Extração por
solvente. 5. Extrato oleaginoso I. Universidade Federal de Lavras. II.
Título.
CDD -
LUDMILA PEREIRA AQUINO
EXTRAÇÃO DO ÓLEO DA POLPA DE PEQUI (Caryocar brasiliense):
INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do programa
de Pós-Graduação Stricto Sensu em Ciência dos
Alimentos para a obtenção do título de “Mestre”.
APROVADA em 13 de julho de 2007.
Profa. Dra. Soraia Vilela Borges UFLA
Pesquisadora Dra. Rosemar Antoniassi Embrapa
Prof. Dr. José Guilherme Lembi Ferreira Alves UFLA
Profa. Dra. Fabiana Queiroz Ferrua
UFLA
(Orientadora)
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
A Deus, por me dar forças e iluminar o meu caminho sempre.
Aos meus pais.
Ao meu irmão.
Ao meu amor, Thiago.
DEDICO.
AGRADECIMENTOS
A Deus, pelo dom da vida, pois somente Ele nos dá coragem e sabedoria
para que possamos alcançar nossos objetivos.
Aos meus pais, Luzia e Matéia, e ao meu irmão, Davidson, pelo amor,
presença e conselhos.
A toda a minha família, incluindo avós, tios e primos, pela torcida e
incentivo.
A Meire, pela valiosa ajuda em uma das etapas mais “espinhosas”:
despolpar o pequi.
À Universidade Federal de Lavras – UFLA – e ao Departamento de
Ciência dos Alimentos, pela oportunidade de cursar a pós-graduação em nível de
mestrado.
À CAPES, pela concessão da bolsa de estudos.
À Profa Dra. Fabiana Queiroz, pela valiosa orientação, competência,
credibilidade e amizade, minha gratidão por esta oportunidade.
À Profa Dra. Soraia Vilela Borges, agradeço pela valiosa orientação,
confiança, competência e grande amizade.
À estagiária Andressa, pelo apoio e colaboração durante a realização dos
experimentos.
Aos funcionários do laboratório de departamento, Tina, Cleuza, Sandra e
Miguel, pela colaboração.
À Embrapa Agroindústria de Alimentos, em especial a Rosemar
Antoniassi, pelas análises realizadas, de grande importância para este trabalho.
Aos professores Jaime, Jefferson e José Guilherme, pela amizade e
transmissão de conhecimentos.
Aos colegas de laboratório, Gustavo e Fabiano, pela amizade e troca de
experiência.
Aos colegas de mestrado, pelo companheirismo e força transmitida uns
aos outros durante essa caminhada.
Aos valiosos amigos que fiz durante este período, em especial a Cibele e
Tatiana, por estarem sempre prontas para ajudar.
Ao meu querido Thiago, por estar sempre ao meu lado, incentivando
todo o meu trabalho, apoiando nas horas difícieis, acreditando em minha
capacidade e participando de todos os momentos de minha vida.
Enfim, meus sinceros agradecimentos a todos aqueles que, de alguma
forma, contribuíram, direta e indiretamente, para a realização deste trabalho.
SUMÁRIO
...........................................................................................................Página
RESUMO
......................................................................................................i
ABSTRACT.................................................................................................ii
CAPÍTULO 1: Introdução Geral
....................................................................1
1 INTRODUÇÃO
.........................................................................................2
2 O PEQUI
...................................................................................................3
2.1 Pequi ...............................................................................................................3
2.2 O óleo do pequi...............................................................................................4
2.3 Propriedades do óleo.......................................................................................6
2.3.1 Carotenóides ................................................................................................6
2.3.2 Ácidos graxos ..............................................................................................7
3 EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE PEQUI
...........................................................8
3.1 Extração artesanal...........................................................................................8
3.2 Pesquisas sobre o teor de óleo do pequi..........................................................9
4 EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
...............................................................10
4.1 Definição.......................................................................................................11
4.2 Mecanismo....................................................................................................11
4.3 Fatores que afetam a velocidade de extração................................................12
4.3.1 Preparo da matéria-prima...........................................................................12
4.3.2 Secagem.....................................................................................................13
4.3.3 Temperatura...............................................................................................14
4.3.4 Agitação.....................................................................................................14
4.3.5 Seleção do solvente....................................................................................15
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
....................................................................18
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
.......................................................19
CAPÍTULO 2: Influência do pré-tratamento da polpa de pequi no extrato
oleaginoso
..................................................................................................
27
1 RESUMO
................................................................................................28
2 ABSTRACT ............................................................................................29
3 INTRODUÇÃO
.......................................................................................30
4 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................33
4.1 Matéria-prima ...............................................................................................33
4.2 Preparo das amostras ....................................................................................33
4.3 Análise do teor de umidade ..........................................................................34
4.4 Planejamento experimental...........................................................................34
4.5 Extração do óleo ...........................................................................................35
4.6 Análise estatística .........................................................................................36
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
...............................................................37
6 CONCLUSÃO
.........................................................................................44
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................45
CAPÍTULO 3: Influência dos diferentes métodos de secagem na extração do
óleo de pequi
..............................................................................................
48
1 RESUMO
................................................................................................49
2 ABSTRACT ............................................................................................50
3 INTRODUÇÃO
.......................................................................................51
4 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................54
4.1 Preparo das amostras ....................................................................................54
4.2 Caracterização da matéria-prima ..................................................................54
4.3 Planejamento experimental...........................................................................54
4.4 Extração do óleo ...........................................................................................55
4.5 Análises físico-químicas do óleo ..................................................................55
4.6 Análise do teor de carotenóides do óleo .......................................................55
4.7 Análise estatística .........................................................................................56
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
...............................................................57
6 CONCLUSÃO
.........................................................................................64
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................65
CAPÍTULO 4: Estudo da extração do óleo de pequi por vários solventes e suas
misturas
......................................................................................................
69
1 RESUMO................................................................................................70
2 ABSTRACT
............................................................................................71
3 INTRODUÇÃO .......................................................................................72
4 MATERIAL E MÉTODOS
......................................................................74
4.1 Preparo das amostras ....................................................................................74
4.2 Delineamento experimental ..........................................................................74
4.3 Extração do óleo ...........................................................................................75
4.4 Análises físico-químicas...............................................................................76
4.5 Análise da composição em ácidos graxos.....................................................76
4.6 Teor de carotenóides.....................................................................................77
4.7 Análise estatística .........................................................................................77
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
...............................................................78
6 CONCLUSÃO.........................................................................................91
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
.......................................................92
i
RESUMO
AQUINO, Ludmila Pereira.
Extração do óleo da polpa de pequi (Caryocar
brasiliense)
: influência das variáveis operacionais. 2007. 95p. Dissertação
(Mestrado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras,
MG.
*
O emprego do óleo de pequi em produtos industriais tem levado ao estudo por
processos alternativos à extração artesanal. O objetivo é chegar a uma
metodologia adequada para a sua extração e que garanta a qualidade do óleo.
Nesse sentido, é necessário estudar as influências das variáveis no rendimento e
na qualidade da extração do óleo da polpa de pequi. No capítulo II, o objetivo
foi avaliar a influência do tratamento da polpa de pequi no processo de extração
do óleo em batelada utilizando acetona como solvente. Avaliou-se o efeito do
cozimento (vapor d’água a 98ºC por 15 minutos), laminação (espessura de 1mm)
e secagem (40ºC por 4 horas). Conluiu-se que o maior rendimento foi obtido
com o processo de secagem, na ausência de cozimento. No capítulo III, avaliou-
se a influência de diferentes métodos (ao sol, estufa a 40ºC e a 60ºC) e tempos
de secagem (4 horas e até peso constante) no rendimento e na qualidade do óleo
extraído por solvente. A extração do óleo foi realizada no extrator soxhlet,
empregando-se hexano como solvente. Foram realizadas análises fisico-
químicas para avaliar a qualidade do óleo. Os resultados mostraram que a
secagem na estufa a 40ºC até peso constante apresentou altos rendimentos sem
afetar a qualidade do óleo. Já no capítulo IV, o estudo da extração do óleo por
diferentes solventes (hexano, acetona e álcool etílico) e suas misturas foi
realizado empregando-se um planejamento simplex centróide. O processo de
extração foi ralizado na temperatura de 50ºC, sob agitação de 22Hz por 16 horas,
empregando-se a razão sólido-líquido de 1:10 p/p. Os maiores rendimentos de
óleo foram obtidos na extração com acetona e hexano, principalmente suas
misturas com álcool etílico. Os diferentes tipos de solvente não influenciaram no
índice de iodo, de saponificação e de refração. O extrato obtido com álcool
etílico revelou ser inferior aos outros extratos no que se referiu à acidez, mas o
valor do teor de carotenóides foi mais alto, da mesma forma que a acetona. O
perfil de ácidos graxos da fração oleosa do extrato não variou com os diferentes
tipos de tratamentos.
*
Comitê orientador: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Orientador), Soraia Vilela
Borges (Co-orientador) – UFLA
ii
ABSTRACT
AQUINO, Ludmila Pereira.
Extraction of pequi pulp oil (Caryocar
brasiliense)
: influence of the operational variables. 2007. 95p. Dissertation
(Master in Food Science)-Federal University of Lavras, Lavras, MG.
*
The use of pequi oil in industrial products has led to the study by processes
alternative to handmade extraction. The objective is to arrive adequate to its
extraction and which warrants the quality of the oil. In this essence, it is
necessary to study the influences of the variables on the yield and quality of the
extraction of pequi pulp oil. In chapter II, the objective was evaluating the
influence of the treatment of pequi pulp in the process of oil extraction in
batches by utilizing acetone as a solvent. The effect of cooking (water steam at
98ºC for 15 minutes), laminação (thickness of 1mm) and drying (40ºC for 4
hours) was evaluated. It follows that the highest yield was obtained from the
drying processing the absence of cooking. In chapter III, the influence of
different methods was evaluated (in the sun, oven at 40ºC and at 60ºC) and
drying times (4 hours and to constant weight) on the yield and quality of the oil
extracted by solvent. The extraction of the oil was performed in the soxhlet
extractor, by employing hexane as a solvent. Physicochemical analyses to
evaluate the quality of the oil were conducted. The results showed that drying in
the oven at 40ºC to constant weight presented high yields without affecting oil
quality. But in chapter IV, the study of oil extraction by different solvents
(hexane, acetone and ethylic alcohol) and their mixtures was undertaken by
employing a simplex centroid design. Extraction process was performed at the
temperature of 50ºC, under stirring of 22Hz for 16 hours, by employing the
solid-liquid ratio of 1:10 p/p. the highest oil yields were obtained in the
extraction of acetone and hexane, mainly their mixtures with ethylic alcohol.
The different sorts of solvent did not influence the index of iodine,
saponification and refraction. The extract obtained with ethylic alcohol revealed
to be inferior to the other extracts as far as acidity was concerned, but the value
of carotenoid content was higher, in the same way as acetone. The fatty acid
profile of the oil fraction of the extract did not range with the different sorts of
treatments.
*
Guidance Committee: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Adviser), Soraia Vilela
Borges (Co-adviser) - UFLA
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO GERAL
2
1 INTRODUÇÃO
O pequi tem despertado a atenção dos pesquisadores por ser um fruto
amplamente utilizado pela população do Cerrado. Os componentes desses frutos
(folhas, casca, polpa, amêndoa) são utilizados em vários produtos, tais como de
alimentação, de uso medicinal, da indústria cosmética, em tintas e até em
ornamentação.
O óleo do pequi possui inúmeras finalidades, abrangendo os setores
alimentício (no preparo de frituras, no tempero de alimentos, fabricação de
licores), medicinal (atua contra bronquites, gripes, controle de tumores, dentre
outros) e indústria cosmética (na fabricação de cremes e sabonetes).
A extração do óleo da polpa de pequi é, atualmente, realizada em
pequena escala, por um processo artesanal que emprega água quente (Pozo,
1997) e resultando em baixa produção. Dessa forma, e devido ao crescente
emprego do óleo de pequi na industrialização de diferentes produtos, é
interessante buscar alternativas mais viáveis da extração do óleo.
Neste trabalho estudam-se algumas variáveis do processo de extração do
óleo de pequi, analisando-se o resultado por meio do rendimento e da qualidade
desse óleo.
A eficiência do processo de extração pode ser otimizada pelo tratamento
da matéria-prima (cozimento, laminação, secagem), pela seleção do solvente ou
mistura de solventes mais apropriados e outras condições operacionais, tais
como tamanho da partícula, agitação, razão sólido-líquido, tempo de contato e
temperatura de extração.
3
2 O PEQUI
2.1 Pequi
O pequi vem sendo estudado desde o início do século XX. Relatos de
Lisboa (1931) descrevem as características nutricionais do fruto e suas
aplicações. Por ser um fruto altamente nutritivo, com polpa rica em vitaminas (é
o fruto mais rico em vitamina A, com uma quantidade 20 vezes maior que a
cenoura), gorduras (o óleo extraído é utilizado para vários fins) e proteínas, é
considerado um alimento indispensável para a população do cerrado (Carvalho
& Burguer, 1960; Vitaminas..., 2007; Vilela, 1998).
É um fruto proveniente de uma planta arbórea da família Caryocaraceae,
gênero Caryocar L. Existem, aproximadamente, vinte espécies dessa planta,
sendo a espécie C. brasiliense Camb. encontrada com maior incidência no
Brasil, especialmente no cerrado. Os estados que apresentam esta espécie são
Bahia, Distrito Federal, Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais,
São Paulo, Tocantins, Ceará, Piauí e Maranhão. Esse fruto, de acordo com a
região de ocorrência, é conhecido como pequi, piqui, pequiá, piquiá, piquiá-
bravo, entre outros (Araújo, 1995; Almeida et al., 1998; Marques, 2001; Santos,
2004).
Do pequizeiro utilizam-se todas as suas partes (madeira, casca, folhas,
raiz, fruto, amêndoa) com emprego específico (móveis, tintas, ornamentação,
uso medicinal, na indústria cosmética e na alimentação) (Marques, 2001; Santos,
2004). Devido a sua ampla utilização, é considerada uma espécie de grande
interesse econômico.
Os frutos do pequizeiro amadurecem em novembro, podendo ser
encontrados até fevereiro, dependendo da região (Lorenzi, 2000). Eles são
explorados pela população local, principalmente na extração de óleos, fabricação
4
de licor e na culinária regional (Almeida & Silva, 1994), constituindo em uma
importante fonte de renda para os moradores do sertão (Pozo, 1997). Na Figura
1 mostra-se o fruto do pequi com o mesocarpo externo e o interno (de onde se
extrai o óleo).
FIGURA 1. Frutos do pequi mostrando a polpa branca e a polpa amarela.
2.2 O óleo do pequi
O óleo do pequi é utilizado na indústria cosmética para a fabricação de
cremes para a pele e sabonetes, devido ao seu delicado aroma e às suas
propriedades químicas (Araújo, 1994; Marques, 2001). Peixoto (1973) verificou
que a temperatura do ponto de fusão do óleo de pequi é igual à do corpo humano
(37ºC) e, por isso, é recomendado no preparo de cosméticos. Silva et al. (1993)
estudou o comportamento do óleo de “piqui” em preparações emulsivas com
acompanhamento da estabilidade dessas preparações. Silva (1994) pesquisou as
propriedades cosméticas do óleo da polpa e verificou que ele é rico em ácido
5
oléico, um componente natural da pele e betacaroteno (pró-vitamina A), e estão
associadas a anti-radicais livres. Lopes (1999) verificou a influência da papaína
e do óleo de pequi como promotores de absorção do diclofenaco de sódio
(antiinflamatório) que não é facilmente absorvido pela pele.
O óleo da polpa tem efeito tonificante, além de atuar contra resfriados,
gripes, bronquites e até no controle de tumores. Por apresentar alto teor de
carotenóides, ele é utilizado na medicina popular em problemas oftalmológicos
relacionados à deficiência de vitamina A e, segundo o biólogo César Grisólia
(Nera, 2004), da UNB, previne o desenvolvimento de doenças cardiovasculares.
Também é utilizado como bálsamo, em casos de reumatismo (Ribeiro, 1996;
Pozo, 1997; Almeida et al., 1998; Brandão et al., 2002).
Segundo Azevedo (1987), o óleo da polpa pode ser utilizado para
temperar alimentos e curtir pimenta. Outra utilidade do óleo é na fabricação de
sabão e como lubrificante de máquinas (Fonseca & Muniz, 1992).
De acordo com Santos (2004), um subproduto do pequi é a castanha, da
qual também se extrai óleo. Esse óleo, segundo Pozo (1997), é utilizado como
remédio. O óleo retirado das sementes do pequi, denominado manteiga de
pequiá, possui propriedades aromáticas e é utilizado na fabricação de licores e
produção de paçoca, além de sabão (Brandão et al, 2002). A fotografia da Figura
2 mostra o fruto do pequi cortado, sendo possível ver os espinhos (marrons)
entre a polpa amarela e a castanha (ou amêndoa).
6
FIGURA 2. Fruto do pequi, com espinhos ao redor da amêndoa.
Segundo Petillo (2004), pesquisas revelaram que o óleo de pequi é um
excelente biodiesel, que chega a ser 4% mais econômico, no que se refere ao
consumo e 30% menos poluente, além de atuar como lubrificante.
2.3 Propriedades do óleo
O óleo de pequi tem a cor amarelo-alaranjado (devido à presença de
carotenóides) e costuma coagular em massas irregulares, segundo Lisboa (1931),
mas que se desfazem sob aquecimento.
2.3.1 Carotenóides
O pequi é rico em carotenóides (Lima, 2006; Silva et al., 1993), que
possuem importantes funções biológicas no ser humano, além de atuar como
pigmentos naturais. Uma função bastante conhecida é a atuação de alguns
carotenóides como precursores de vitamina A (Ramos, 1991; Rodriguez-Amaya,
1993a). Outros exemplos que se destacam são: prevenção de alguns tipos de
câncer, ação inibidora nas mucosas contra úlceras gástricas, capacidade de
prevenir a fotossensibilização em certas doenças de pele, aumento da resposta
7
imunológica a determinados tipos de infecção e propriedades anti-nvelhecimento
(Colditz et al., 1985; Rodriguez-Amaya, 1985; Olson, 1989).
Cuidados especiais com relação aos métodos de processamento e
armazenamento do óleo de pequi devem ser levados em conta, devido à grande
instabilidade dos carotenóides, que são substâncias altamente insaturadas e
susceptíveis à isomerização e à oxidação (Ramos, 1991; Rodriguez-Amaya,
1993b). A exposição dos carotenóides ao calor, ao oxigênio, à luz, à acidez e à
baixo valor de atividade de água são fatores que podem levar a mudanças
estruturais, reduzindo, assim, sua atividade (Rodriguez-Amaya, 1993b).
A secagem é considerada um processamento prejudicial aos
carotenóides, pois a quantidade de água é crítica na sua estabilidade. Por outro
lado, uma pequena quantidade de água em um alimento desidratado age como
barreira para o oxigênio, aumentando sua estabilidade e, conseqüentemente, sua
vida de prateleira (Fennema, 2006).
Os carotenóides agem como protetores de óleos e gorduras, pois eles são
considerados sequestradores de oxigênio, oxidando-se preferencialmente
(Rodriguez-Amaya, 1993b).
2.3.2 Ácidos graxos
A composição química é que define as características de óleos e
gorduras, determinando a adequação destes em vários processos e aplicações
(O’Brien, 2004).
Em estudos realizados por Silva (1994) sobre as propriedades
cosméticas do óleo do fruto da planta, observou-se que o óleo de pequi é rico em
ácido oléico. Silva et al. (1993) citam a presença de ácido oléico (52% a 54%),
ácido palmítico (39%), ácido linoléico (2%) e ácido esteárico (1%).
Na composição dos ácidos graxos do óleo de pequi, segundo Lima &
Mancini Filho (2004), predominam ácidos oléico, linoléico e palmítico, e, em
8
menor quantidade, os ácidos esteárico, linolênico, vacênico, palmitoléico e
araquídico. Os valores encontrados apresentaram alta discrepância com outros
trabalhos, o que levou o autor a concluir que o óleo era adulterado, por exemplo,
pela adição de óleo de soja.
3 EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE PEQUI
3.1 Extração artesanal
O óleo de pequi é extraído de modo artesanal, por pequenos produtores,
que empregam a extração com água quente. Esse processo é relatado por Pozo
(1997) e se inicia tirando a casca dos frutos e colocando-os para cozinhar por 40
minutos. Após o cozimento, a água é separada dos frutos com uma escumadeira,
deixando-os esfriar. Depois, os frutos são colocados em uma gamela e inicia-se
o processo de maceração. Para facilitar a coagulação da gordura, esse processo é
realizado nas horas em que a temperatura ambiente é baixa. A maceração tem
como objetivo soltar a polpa do caroço e é feita manualmente, com um pilão.
Durante o processo, são adicionadas pequenas quantidades de água gelada para
que o pilão deslize mais facilmente e para indicar o término do processo, pois a
gordura liberada fica suspensa. A gordura é retirada do recipiente e levada ao
fogo para eliminar o restante da água. O óleo obtido é filtrado e envasado em
garrafas.
Para cada 100 dúzias de pequi são obtidos, aproximadamente, 2 litros de
óleo. Devido à falta de recursos para o armazenamento do fruto e de tecnologia
para o processo de extração, a produção de óleo é baixa e, além disso, consome
muitas horas de trabalho para produzir um litro de óleo (10 horas).
9
3.2 Pesquisas sobre o teor de óleo do pequi
Lisboa (1931) faz o primeiro relato sobre a análise do fruto do
pequizeiro, realizada em Londres, na época, a pedido de uma firma que
fabricava emulsão de pequi. Os resultados revelaram um teor de 16,2% de óleo.
Na caracterização química da polpa de pequi (Caryocar brasiliense
Camb.), Ferreira et al. (1988) encontraram teor de óleo de 61,79%, expresso em
base seca, inferior ao citado por Peixoto (1973), de 67% de gordura quando a
polpa é seca. A análise feita por Ramos (1987) resultou em um teor de óleo de
32,55% para a espécie C. Brasiliense Camb. Já Vilela (1998) obteve diferentes
valores para o pequi de Brasilândia (26,2%) e de Montes Claros (20,6%),
mostrando haver variação natural no teor nutricional de lipídeos não só para
diferentes regiões, mas também para diferentes árvores da mesma região. Valor
semelhante (25,6%) foi encontrado por Lima & Mancini Filho (2004).
Ao extrair o óleo da polpa de pequi fresco com hexano, em um processo
de maceração a frio por oito dias, Marques (2001) encontrou um teor de óleo de
3,46%.
Segall (2004) determinou a concentração de óleo em diferentes frações
do pequi, utilizando hexano como solvente. O rendimento encontrado foi de
1,08% para o mesocarpo externo, 48,73% para o mesocarpo interno e 12,41%
para a semente.
O teor de óleo da polpa de pequi, de acordo com os resultados dos
autores, varia muito. Essa variação depende da espécie do fruto, de fatores
climáticos e regionais (área de cultivo, altitude) e do processo de extração.
10
4 EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
Há relatos de inúmeros trabalhos na área de extração por solvente,
principalmente na década de 1950. As pesquisas, naquela época, tinham o
objetivo de estudar o mecanismo da extração por solvente para projetar
equipamentos e controlar os parâmetros envolvidos, otimizando, assim, o
processo. Nesses trabalhos, o estudo da extração abrange toda a área de
alimentos, destacando-se a extração de óleos vegetais, tais como os de soja,
algodão, milho e amendoim.
O solvente mais utilizado é o hexano, sendo também citados o etanol, o
isopropanol, o tricloroetileno, etc. (Auer & Gardner, 1954; Beckel et al., 1948;
Coats & Karnofsky, 1950; Cofield Jr., 1951; Fan & Morris, 1948; Kaparthi &
Chari, 1959; King et al., 1944; Othmer & Agarwal, 1955; Othmer & Jaatinen,
1959; Pollard et al., 1945; Rao et al., 1955; Rao & Arnold, 1956a; Rao &
Arnold, 1956b; Scheibel, 1957). Em 1969, Eldridge escreveu um artigo citando
todas as referências existentes, desde 1944 até 1968, sobre a extração por
solvente da soja.
Diante da necessidade de resolver problemas do processo de extração
por solvente e desenvolver novas técnicas, pesquisadores, nas décadas de 1980 e
90, fizeram uma revisão e novas pesquisas foram realizadas sobre o processo de
extração por solvente. Alguns pesquisaram a extração por membrana e com
fluido supercrítico, que são as novas tendências do processo (Baird, 1991;
Coursey et al., 1984; Hron et al., 1982; Hron & Koltun, 1984; Johnson & Lusas,
1983; Myers, 1981; Procházka et al., 1990; Rosenthal et al. (1996);
Schwartzberg, 1980; Serrato, 1981; Sullivan et al., 1982).
Mesmo com o surgimento de novas tecnologias de extração, tais como
fluido supercrítico, extração enzimática e por membrana utilizando diferentes
11
tipos de pré-tratamento (microondas, ultra-som e pulsos elétricos), ainda é de
grande interesse o desenvolvimento de processos otimizados de extração à base
de solventes orgânicos, principalmente de frutos como o pequi, ainda não
pesquisado.
4.1 Definição
Extração por solvente (ou extração sólido-líquido) é uma operação
unitária simples na qual se obtêm uma solução preferencial de um soluto, como
o óleo, pelo contato com um solvente líquido. A extração envolve dissolução
seletiva, com ou sem difusão, ou solubilização. O constituinte solúvel pode ser
sólido ou líquido, podendo estar incorporado dentro, combinado quimicamente,
adsorvido, ou mecanicamente preso na estrutura porosa do material insolúvel.
Ele pode ser maciço e poroso ou, mais freqüentemente, particulado, em que as
partículas podem ter poros, células com paredes celulares permeável
seletivamente, ou superfície ativada (O’Brien, 2004; Perry & Green, 1997;
Treybal, 1981).
4.2 Mecanismo
O mecanismo de extração pode envolver simples processo físico ou
dissolução por reação química. A taxa de transporte do solvente para dentro do
material a ser lixiviado, ou da fração solúvel para dentro do solvente, ou da
solução extratante para fora do material insolúvel, ou alguma combinação destas
taxas podem ser significantes. Uma membrana resistente pode estar envolvida.
Uma taxa de reação química pode também afetar a taxa de lixiviação (Perry &
Green, 1997). Sendo assim, o estudo dos fatores que afetam a velocidade de
extração e, consequentemente, o rendimento de óleo é importante, tanto para o
controle do processo quanto para o projeto de equipamentos.
12
4.3 Fatores que afetam a velocidade de extração
4.3.1 Preparo da matéria-prima
O preparo da matéria-prima, anterior ao processo de extração, é uma
etapa importante para o sucesso da extração, principalmente no que diz respeito
à qualidade do produto final.
A extração de substâncias de origem vegetal envolve passagem do
soluto através da parede celular, caso a célula permaneça intacta sob exposição
do solvente (Treybal, 1981).
Para obter uma matéria-prima em condições de se ralizar uma extração
com solvente rápida e econômica são realizados diversos processos:
• corte;
• moagem;
• prensagem;
• laminação;
• cozimento;
• secagem.
Esses processos aumentam a superfície de contato da matéria-prima por
romper as células que comportam o óleo e facilitam o contato entre o soluto
(óleo) e o solvente, inclusive se a difusão do soluto através da superfície porosa
for um fator controlador do mecanismo da extração (Perry & Green, 1997).
O cozimento também é utilizado para facilitar o processo de extração,
pois, além de resultar na quebra das células, coagula as proteínas para facilitar a
separação do óleo e da torta, inativa enzimas, insolubiliza os fosfolipídios e
aumenta a fluidez do óleo a altas temperaturas (O’Brien, 2004). César Grisólia,
entrevistado por Nera (2004), afirma que a grande quantidade de óleo presente
no fruto do pequi ajuda a conservar as vitaminas e os sais minerais, mesmo
depois do cozimento.
13
4.3.2 Secagem
A secagem é um tipo de preparo da matéria-prima muito importante e
muito utilizado em processos industriais, substituindo processamentos, como a
esterilização pelo calor, a refrigeração ou o congelamento.
A secagem de alimentos sólidos, como frutas, tem o objetivo de
conservar o fruto por meio da redução do teor de água e, conseqüentemente,
inibir o desenvolvimento de microrganismos. Deve ainda conferir ao produto
final boas qualidades nutricionais e organolépticas, além de reduzir seu peso,
facilitando o armazenamento e o transporte (Travaglini et al., 1993). Segundo
Biagi et al. (1992), alimentos ricos em óleo são mais fáceis de secar em função
das propriedades físico-químicas e termodinâmicas das ligações de água nas
estruturas sólidas.
Durante a secagem ocorre a ruptura das paredes celulares com a perda
de umidade e assim, no processo de extração por solvente a partir da matéria
seca ocorre a liberação do soluto para a ação direta do solvente, que deve,
primeiramente, entrar nos poros para que o soluto seja dissolvido, antes que
ocorra a difusão (Schwartzberg, 1987).
A secagem pode ser distinguida por dois métodos: secagem natural, em
que se expõe o material ao sol, ou secagem artificial, utilizando algum tipo de
energia calorífica. A secagem ao sol é vantajosa no que se refere ao baixo custo
de operação, mas tem como desvantagem um processo lento e dependente das
condições climáticas. A vantagem da secagem artificial está na rápida redução
do teor de umidade do alimento e na redução das alterações metabólicas e da
ação de fungos e insetos, apesar de seu custo mais elevado (Biagi et al., 1992;
Nogueira, 1992).
A temperatura é um dos fatores mais importantes, no que diz respeito à
qualidade do alimento seco. Um exemplo é a rancificação de gorduras e
14
alterações em pigmentos, tais como os carotenóides, quando submetidos a altas
temperaturas (Biagi et al., 1992; Nogueira, 1992).
Para possibilitar seu consumo fora do pequeno período de safra, Ramos
Filho (1987) estudou a preparação de molhos e condimentos a partir da polpa
seca de pequi. Ramos (1987) avaliou o teor de carotenóides totais por meio de
diferentes processos de desidratação do pequi e concluiu que a perda de
carotenóides foi da ordem de 31%.
4.3.3 Temperatura
É usualmente desejável extrair a temperaturas tão altas quanto possível,
pois, temperaturas altas resultam em maior solubilidade do soluto no solvente e,
conseqüentemente, mais se extrai. Com o aumento da temperatura, menor será a
densidade do líquido e maior a difusividade do solvente, aumentando, assim, a
taxa de extração. Há limites de temperatura, no que se refere ao ponto de
ebulição do solvente, a quantidades excessivas de solutos indesejáveis, à
degradação do sólido e, também, a fatores econômicos (O’Brien, 2004; Treybal,
1981). A temperatura, segundo Dunford & Zhang (2003), deve ser escolhida
para minimizar a degradação dos compostos bioativos da substância a partir da
qual o óleo é extraído, mas, ao mesmo tempo, para explorar as taxas de extração
a temperaturas mais altas. Os resultados mostraram que há um aumento da
eficiência da extração do óleo de germe de trigo quando a temperatura é
aumentada de 45ºC a 135ºC, não tendo a composição dos ácidos graxos sido
afetada.
4.3.4 Agitação
A agitação diminui a espessura da camada limite que envolve a
partícula, diminuindo a resistência à difusão do soluto para a solução. Quando o
processo ocorre sem agitação, o soluto deve se difundir para a superfície da
15
partícula e para o seio da solução, tendo que atravessar a camada limite, que
pode representar uma distância maior do que a percorrida para atingir a
superfície do sólido (O’Brien, 2004, Treybal, 1981).
4.3.5 Seleção do solvente
A escolha do solvente é um fator importante no processo de extração
sólido-líquido. Raramente é possível selecionar o solvente ideal, mas algumas
características devem ser atentamente analisadas para que o processo seja viável
(Mogensen, 1982; Treybal, 1981). Os fatores mais importantes são:
•
seletividade: habilidade do solvente para extrair o soluto do material em
estudo;
• viscosidade: alta viscosidade do solvente reduz a taxa de transferência
de massa, influenciando o grau e a velocidade de extração;
• densidade: as densidades de duas fases devem ser diferentes para
facilitar a separação delas;
•
volatilidade: solventes mais voláteis são mais fáceis de recuperar,
diminuindo os custos do processo. Entretanto, deve-se ter cuidado com
perdas do solvente durante a lixiviação, o que diminui a percentagem de
soluto extraído;
• ponto de ebulição: é um fator limitante para a temperatura do processo
de extração. Deve-se trabalhar a temperaturas inferiores ao seu ponto de
ebulição, para evitar perdas do solvente;
•
inflamabilidade: propriedade importante no que diz respeito à
segurança;
• toxidez: aspecto extremamente importante na escolha do solvente e pode
ser considerada sob três níveis: risco para o operador, risco quando
liberado ao meio ambiente e risco para o consumidor;
16
• custo: deve ser analisado com detalhes, para se estimar os custos de
operação em cada caso e selecionar o mais viável. Esta análise não deve
ser feita independente dos outros fatores, pois um solvente mais barato
pode não ser muito efetivo.
Na área de alimentos, o uso de solventes orgânicos é feito de modo a
reduzir os resíduos nos produtos. O emprego de solventes, tais como a acetona, o
etanol e o hexano, é permitido em processos da indústria alimentícia, segundo o
Committe on Food Chemicals Codex (1996), sendo necessária sua eliminação na
etapa final.
As propriedades de alguns solventes estão apresentadas na Tabela 1. A
temperatura de ebulição do etanol é a mais alta dos solventes relacionados. Com
relação à solubilidade na água, somente o hexano, solvente apolar, é insolúvel.
TABELA 1. Propriedades física e físico-química de alguns solventes.
Solvente Fórmula Densidade T
eb
(ºC) Solubilidade
Água/álcool/éter
Acetona CH
3
COCH
3
0,792 56,5 S S S
Etanol CH
3
CH
2
OH 0,789 78,4 S S
Hexano (CH
3
)(CH
2
)
4
CH
3
0,654 60,2 I S
S:solúvel; I:insolúvel
Fonte: Perry & Green (1997).
Baruffaldi et al. (1980) verificaram a possibilidade do emprego de
solventes com diferentes polaridades (metanol, etanol, hexano e mistura hexano-
etanol) na extração do óleo de amendoim, para verificar o rendimento do óleo e
analisar a retirada de substâncias como a aflatoxina. Os resultados mostraram
17
que a mistura hexano-etanol apresentou comportamento comparável ao do
hexano; já os álcoois metílico e etílico não apresentaram rendimento satisfatório.
Dunford & Zhang (2003) avaliaram o efeito da polaridade do solvente, que foi
dividido em dois grupos, sobre a eficiência da extração do óleo de germe de
trigo. O primeiro grupo era composto por solventes orgânicos polares (etanol,
isopropanol e acetona) e o segundo, solventes apolares (n-hexano, hexano de
alta pureza e isohexano). Os extratos obtidos do primeiro grupo são de interesse,
devido às suas propriedades antioxidantes. Os resultados mostram que foram
extraídas maiores quantidades quando comparados aos do segundo grupo. Abu-
Arabi et al. (2000) verificaram que a quantidade de óleo de jojoba extraído
depende do tipo de solvente (polar ou apolar) utilizado no processo. Os
solventes foram hexano, benzeno, éter de petróleo, tolueno, clorofórmio e
isopropanol, tendo os três primeiros apresentado os maiores rendimentos.
18
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A revisão bibliográfica mostrou a necessidade de um estudo sobre a
extração do óleo de pequi, devido ao seu potencial econômica regional e
nutricional. São poucas as pesquisas sobre a extração por solvente orgânico com
dados termodinâmicos e cinéticos para os sistemas estudados que permitam
desenvolver, otimizar e avaliar processos alternativos para a extração do óleo do
pequi em substituição à extração com água quente, atualmente empregada.
O trabalho foi desenvolvido com o objetivo de otimizar as condições
de extração que levaram a um maior rendimento de óleo e obter informações
técnicas que forneçam subsídio para o desenvolvimento, no futuro, de uma
tecnologia para extração do óleo de pequi por solvente, adequado a pequenas e
médias empresas, ampliando a possibilidade da exploração comercial do fruto
do pequi.
19
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CAPÍTULO 2
INFLUÊNCIA DO PRÉ-TRATAMENTO DA POLPA DE PEQUI NO
EXTRATO OLEAGINOSO
28
1 RESUMO
AQUINO, Ludmila Pereira. Influência do pré-tratamento da polpa de pequi no
extrato oleaginoso. In: ______.
Extração do óleo da polpa de pequi (Caryocar
brasiliense):
influência das variáveis operacionais. 2007. Cap. 2, p.27-47.
Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de
Lavras, Lavras, MG
*
.
A extração do óleo da polpa de pequi é, atualmente, realizada em pequena
escala, por um processo artesanal que emprega água quente. Para estudar
processos alternativos de extração com solvente orgânico, utilizado na indústria,
torna-se necessário determinar as condições mais adequadas de preparo da polpa
e das variáveis envolvidas neste processo. Este trabalho foi realizado com o
objetivo de avaliar a influência do pré-tratamento da polpa de pequi no processo
de extração do extrato oleaginoso em batelada, utilizando acetona como
solvente. Avaliou-se o efeito do cozimento (vapor d’água a 98ºC, por 15
minutos), da laminação (espessura de 1mm) e da secagem (40ºC, por 4 horas).
Adotou-se um planejamento fatorial para estudar os fatores cozimento (2 níveis:
com e sem cozimento), laminação (2 níveis: com e sem laminação) e secagem (2
níveis: com e sem secagem). As variáveis controladas durante o processo de
extração foram temperatura (50ºC), razão sólido-líquido (1:2 p/p), agitação
(22Hz) e tempo (16 horas). Os resultados mostraram a influência da água da
polpa de pequi no processo de extração. A acetona solubilizou a água da polpa
juntamente com o extrato oleaginoso. O processo de secagem teve efeito
significativo sobre o rendimento do extrato, podendo-se concluir que o
tratamento da polpa de pequi com maior rendimento do extrato foi a secagem na
ausência do cozimento. O processo de laminação não foi significativo para o
rendimento do extrato oleaginoso.
*
Comitê orientador: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Orientador), Soraia Vilela
Borges (Co-orientador) – UFLA
29
2 ABSTRACT
AQUINO, Ludmila Pereira. Influence of the treatment of pequi pulp in
oleaginous extract. In: ______.
Extraction of pequi pulp oil (Caryocar
brasiliense):
influence of the operational variables. 2007. Cap. 2, p.27-47.
Dissertation (Master in Food Science)-Federal University of Lavras, Lavras,
MG.
*
The extraction of pequi pulp oil is, at present, performed on a small scale, by an
handmade process which uses hot water. To study alternative processes of
extraction with organic solvent, utilized in the industry, it becomes necessary to
determine the most adequate conditions of pulp preparation and of the variables
involved in this process. This work was performed with the objective of
evaluating the influence of the pequi pulp pre-treatment on the process of
extraction of oleaginous extract in batches, utilizing acetone as a solvent. The
effect of cooking (water steam at 98ºC, for 15 minute), of lamination (thickness
of 1mm) and of drying (40ºC for 4 hours) were evaluated. A factorial planning
to study the factors cooking (2 levels: with and without cooking), lamination (2
levels: with and without lamination) and drying (2 levels: with and without
drying) was adopted. The variables controlled during extraction process were
temperature (50ºC), solid:liquid ratio (1:2 p/p), stirring (22Hz) and time (16
hours). The results showed the influence of water of pequi pulp in the extraction
process. Acetone solubilized the water of the pulp along with oleaginous extract.
The drying process had a significant effect on the extract yield, one can conclude
that the treatment of pequi pulp with the highest yield of the extract was the
drying in the absence of cooking. The lamination process was not significant to
the yield of oleaginous extract.
*
Guidance Comitee: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Adviser), Soraia Vilela
Borges (Co-adviser) – UFLA
30
3 INTRODUÇÃO
O pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é um fruto oleaginoso do
cerrado, amplamente utilizado pela população local. Dentre os produtos obtidos
do pequi, o óleo extraído da polpa, apesar de ser pouco explorado
industrialmente, possui inúmeras aplicações nos setores alimentício (como
tempero e para curtir pimenta), farmacêutico (contra gripes, bronquites e até no
controle de tumores; problemas oftalmológicos relacionados à deficiência de
vitamina A e em casos de reumatismo) e cosmético (fabricação de cremes para
a pele e sabonetes) (Almeida et al., 1998; Azevedo, 1987; Araújo, 1994;
Brandão et al., 2002; Marques, 2001; Pozo, 1997; Ribeiro, 1996; Silva, 1994).
O teor de óleo da polpa de pequi, de acordo com resultados de alguns
autores, sofre uma variação que depende tanto da espécie do fruto quanto de
fatores climáticos e regionais (área de cultivo, altitude). Na caracterização
química da polpa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.), Ferreira et al. (1988)
encontraram teor de óleo de 61,79% (base seca), inferior ao encontrado por
Peixoto (1973) que cita, em seu trabalho, 67% (base seca) de gordura. A
análise feita por Ramos (1987) resultou em um teor de óleo de 32,55% para a
espécie C. Brasiliense Camb. Já Vilela (1998) obteve diferentes valores para o
pequi de Brasilândia (26,2%) e de Montes Claros (20,6%), ambas em Minas
Gerais, mostrando que há variação natural no teor nutricional de lipídeos não
só para diferentes regiões, mas também para diferentes árvores da mesma
região. Valor semelhante (25,6%) foi encontrado por Lima & Mancini Filho
(2004), para o óleo de pequi.
A extração do óleo da polpa de pequi é, atualmente, realizada em
pequena escala, por um processo artesanal que emprega água quente (Pozo,
31
1997). Este tipo de extração demanda tempo e resulta em baixo rendimento do
óleo.
Diante desses fatores, surgiu o interesse pela busca de processos
alternativos para a obtenção de óleo com qualidade e maior rendimento, tais
como a extração por solvente orgânico. Para estudar e otimizar o processo de
extração com solvente, utilizado na indústria de óleos, torna-se necessário
determinar as condições mais adequadas de preparo da polpa e das variáveis
envolvidas neste processo.
O preparo da matéria-prima, anterior ao processo de extração, é uma
etapa importante para o sucesso da extração, principalmente no que diz respeito
à qualidade do produto final. Cozimento, laminação e secagem são alguns dos
pré-tratamentos utilizados para a extração de óleos vegetais, com o objetivo de
facilitar esse processo.
O cozimento, além de resultar na quebra das células, coagula as
proteínas para facilitar a separação do óleo e da torta, inativa enzimas,
insolubiliza os fosfolipídios e aumenta a fluidez do óleo a altas temperaturas
(O’Brien, 2004). A laminação também está relacionada com a ruptura das
células e a conseqüente exposição do óleo. Este princípio é utilizado no
processo de extração de azeites virgens, o qual utiliza prensas na obtenção do
óleo a partir da pressão aplicada nas oleaginosas (Oliveira & Vieira, 2004).
Já na secagem ocorre a ruptura das paredes celulares com a perda de
umidade e a conseqüente liberação do soluto para a ação direta do solvente que
deve, primeiramente, entrar nos poros para que o soluto seja dissolvido, antes
que ocorra a difusão (Schwartzberg, 1987). Produtos com umidade elevada
devem, segundo Biagi et al. (1992), ser secos sob baixas temperaturas (40
o
C a
60ºC) para que seja possível a difusão da umidade para a superfície, sem
ocasionar o endurecimento superficial e o conseqüente impedimento da
evaporação da umidade no interior. Segundo os mesmos autores, alimentos
32
ricos em óleo são mais fáceis de secar, em função das propriedades físico-
químicas e termodinâmicas das ligações de água nas estruturas sólidas.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do pré-tratamento
da polpa de pequi em função dos fatores cozimento, laminação e secagem, no
processo de extração do extrato oleaginoso em batelada utilizando acetona
como solvente.
33
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Matéria-prima
Os pequis (Caryocar brasiliense Camb.) utilizados eram provenientes
do município de Cordisburgo (MG), colhidos no período de safra (janeiro de
2006). Foram selecionados frutos que não estivessem danificados, pegos do
chão, o que indicava que estavam maduros.
4.2 Preparo das amostras
Os frutos foram lavados em água corrente, submersos em solução de
hipoclorito de sódio a 50 ppm, por cinco minutos e, após esse período,
descascados. Em seguida, os pequis foram despolpados manualmente com faca
de aço inoxidável, sendo cortados em lascas e congelados em sacos plásticos, até
a realização dos experimentos.
Neste experimento, a polpa de pequi em lascas foi cortada com tesoura
de aço inoxidável ainda congelada, pois o pequi, devido à alta oleosidade, fica
muito escorregadio. O corte da polpa teve por objetivo aumentar a área
superficial, bem como facilitar a saída de água durante a etapa de secagem,
facilitando a difusão do óleo entre os poros na extração. Esse procedimento
também permitiu, ainda que grosseiramente, uma padronização do tamanho das
partículas (espessura até 3 mm, largura até 5 mm e comprimento até 15 mm).
Foi verificado, experimentalmente, que o manuseio da polpa de pequi antes da
secagem é muito difícil, não sendo possível o trituramento das mesmas em
multiprocessador e a granulometria por meio do uso de peneiras.
34
4.3 Análise do teor de umidade
Os teores de umidade das amostras (polpa de pequi) pós-tratamento e
pós-extração foram obtidos de acordo com as normas do Association of the
Official Analytical Chemists (AOAC, 1990).
4.4 Planejamento experimental
Foi empregado um planejamento fatorial 2
3
em triplicata, considerando
o delineamento inteiramente casualizado, com as codificações apresentadas na
Tabela 1:
TABELA 1. Planejamento fatorial.
Tratamento Fatores
X
1
X
2
X
3
T1 -1 -1 -1
T2 +1 -1 -1
T3 -1 +1 -1
T4 +1 +1 -1
T5 -1 -1 +1
T6 +1 -1 +1
T7 -1 +1 +1
T8 +1 +1 +1
X
1
:cozimento; X
2
:laminação; X
3
:secagem
-1:ausência; +1:presença
35
O cozimento foi feito em um cozedor a vapor (98ºC) de aço inoxidável
marca Tramontina (d=20cm), por 15 minutos. A laminação foi feita em
laminador caseiro da marca Lucre (cilindro LX-2), sendo a espessura ajustada a
1 mm. A secagem foi feita em estufa da marca Fanem, a 40ºC, por 4 horas. As
variáveis respostas analisadas foram o teor de umidade após pré-tratamento e
rendimento do extrato extraído com acetona.
A secagem foi feita na temperatura de 40ºC para evitar reações
indesejáveis dos componentes da polpa de pequi, o que pode ocorrer a
temperaturas mais elevadas. O tempo de 4 horas foi o necessário, segundo testes
preliminares, para a evaporação da grande quantidade de água presente na polpa.
4.5 Extração do óleo
A extração do extrato oleaginoso foi realizada em batelada numa
incubadora refrigeradora – shaker – da marca Marconi (MA830/A). Em um
balão de 250 ml da Pyrex® (N:4100J24/40), com tampa e previamente tarado,
foram colocados a amostra (pequi) e o solvente. As variáveis controladas
durante o processo de extração foram temperatura (50ºC), razão sólido-líquido
(1:2 p/p), agitação (22Hz) e tempo (16 horas). Foi utilizada acetona (reagente
PA da Vetec) como solvente.
Após a extração, a solução foi filtrada a vácuo (bomba de vácuo Primar,
modelo 141, n
o
284, Tipo 2 vc e deslocamento de ar de 37 L/min) e o extrato foi
levado à estufa, a 65ºC, até que o solvente fosse evaporado. A massa de soluto
(extrato) foi determinada pelo método gravimético e o rendimento (expresso em
base seca) calculado pela razão entre a massa do extrato e da amostra (polpa)
colocada no extrator inicialmente.
36
4.6 Análise estatística
Para estudar as médias dos tratamentos considerando as variáveis
respostas – umidade pós-tratamento, umidade pós-extração e rendimento do
extrato -, foram realizadas análises de variância (5% de significância). Para essas
variáveis, foi utilizado o teste de Tukey para identificar quais tratamentos
diferiram significativamente entre si (Gomes, 1990).
As análises estatísticas foram realizadas com o programa estatístico
Sisvar (Ferreira, 2000).
37
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Tabela 2 são apresentados os teores de umidade da polpa de pequi
pós-tratamento e pós-extração para cada tipo de tratamento (cozimento,
laminação e secagem) e o rendimento do extrato oleaginoso.
A umidade do pequi na ausência dos tratamentos da polpa, ou seja,
polpa de pequi descongelado foi de 51,71% (Tabela 2). Ramos (1987)
encontrou um valor para a umidade da polpa de pequi de 50%,
aproximadamente. Valor semelhante foi obtido por Ramos Filho (1987),
48,74%. Ferreira et al. (1988) obtiveram teor de umidade de 76% (base seca),
para o pequi Caryocar Brasiliensis Camb. Já Sales (1972) encontrou 36,99%
da polpa de pequi (Caryocar coriaceum Wittm) do Ceará e 36,78% para o
pequi do Piauí. Observou-se, pelos resultados de diferentes autores, que há
diferença entre a umidade da polpa de pequi. Essa variação depende tanto da
espécie do fruto quanto de fatores climáticos e regionais (área de cultivo,
altitude).
Pela análise estatística, observa-se que houve diferença significativa
entre os diferentes tipos de tratamento. Todas as variáveis foram significativas
para a umidade da polpa pós-tratamento, exceto para a interação cozimento-
laminação-secagem. O teste de Tukey (p<0,05), feito para as variáveis de
interação significativas, encontra-se nas Tabelas 3, 4 e 5. Isto posto, segue a
interpretação da cada tabela.
38
TABELA 2. Valores médios da umidade (%) do pequi após o pré-tratamento da
polpa (cozimento, laminação e secagem), do processo de extração e
do rendimento do extrato (% bs)*.
Tratamento Umidade pós-
tratamento (%)
Umidade pós-
extração (%)
Rendimento do
extrato (% bs)
T1 51,71 2,03 17,02
T2 58,58 1,86 16,38
T3 47,34 1,16 14,14
T4 55,92 1,31 18,72
T5 5,31 3,37 25,64
T6 4,62 3,09 10,65
T7 3,87 3,83 29,26
T8 5,01 3,33 15,37
*Média de três repetições
Analisando-se os resultados da Tabela 3, pode-se dizer que, para o
cozimento, houve diferença significativa entre os níveis de laminação, sendo a
umidade maior na ausência de laminação. Esse fato pode estar relacionado com
o propósito da laminação: romper as células da amostra, facilitando a saída
tanto da água que está presente quanto do óleo. Com o cozimento, os valores
de umidade foram maiores, ou seja, houve aumento da umidade da polpa de
pequi, sendo maior na ausência de laminação. Como o cozimento foi feito com
vapor d’água, a água presente no vapor pode ter afetado a polpa,
proporcionando o aumento de umidade.
39
TABELA 3. Comparação entre os tratamentos na interação cozimento e
laminação para a umidade da polpa de pequi (%) pós-tratamento.
Cozimento Laminação
-1 +1
-1 28,51aA 25,61aB
+1 31,60bA 30,46bB
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são não significativas.
**Médias seguidas da mesma letra maiúscula, na linha, são não significativas.
Os resultados encontrados na Tabela 4 permitem inferir que, dado o
nível de significância de 5%, constata-se que houve uma diferença significativa
entre os níveis de cozimento na ausência de secagem. Neste caso, também foi
verificado um aumento de umidade para a polpa de pequi cozida.
Considerando-se a presença de secagem e comparando-se os níveis do fator
cozimento, verificou-se que as médias não diferiram significativamente.
Esse resultado concorda com os já esperados, pois, mesmo havendo um
aumento de umidade da polpa com o cozimento, o processo de secagem, nas
condições deste experimento, é suficiente para a extração da umidade até um
valor residual inferior a 5%.
Na interação entre os níveis de laminação e secagem (Tabela 5) houve
diferença significativa, tendo a maior média sido observada na ausência de
laminação e secagem. Na presença da secagem não houve diferença
significativa da umidade pós-tratamento para os níveis de laminação.
Analisando-se as variáveis respostas (umidade pós-tratamento) em relação à
secagem, notou-se diferença significativa para os tratamentos, tanto na
ausência quanto na presença do processo de laminação.
40
TABELA 4. Comparação entre os tratamentos na interação cozimento e
secagem para a umidade da polpa de pequi (%) pós-tratamento.
Cozimento Secagem
-1 +1
-1 49,53aB 4,58aA
+1 57,25bB 4,82aA
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são não significativas.
**Médias seguidas da mesma letra maiúscula, na linha, são não significativas.
TABELA 5. Comparação entre os tratamentos na interação laminação e
secagem para a umidade da polpa de pequi (%) pós-tratamento.
Laminação Secagem
-1 +1
-1 55,15bB 4,97aA
+1 51,63aB 4,44aA
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são não significativas.
**Médias seguidas da mesma letra maiúscula, na linha, são não significativas.
Em uma análise geral, notou-se que, com o cozimento, a polpa ganhou
umidade. Já com a secagem, independente de haver ou não cozimento e/ou
laminação, houve uma diminuição do teor de umidade para valores abaixo de
5,5% (umidade residual utilizada em processos de secagem). Essa umidade
residual, segundo Silva & Turatti (1991), que estudaram a extração de óleo de
soja com etanol, não interferiu no grau de extração do óleo.
Na análise de umidade pós-extração, os fatores mais significativos
foram a secagem e a interação laminação-secagem. Portanto, procedeu-se a
discussão dos resultados mediante o desdobramento da interação (Tabela 6).
41
TABELA 6. Comparação entre os tratamentos na interação laminação e
secagem para a umidade da polpa de pequi (%) pós-extração.
Laminação Secagem
-1 +1
-1 1,95bA 3,23aB
+1 1,24aA 3,58aB
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são não significativas.
**Médias seguidas da mesma letra maiúscula, na linha, são não significativas.
Após o processo de extração, a umidade da polpa reduziu para valores
abaixo de 3,85%. Pode-se observar que, na ausência da secagem, houve
variação da umidade da polpa entre os níveis da laminação, sendo que os
tratamentos com laminação tiveram um teor de umidade menor após a extração
do pequi com acetona. Para os tratamentos com secagem, a laminação não teve
efeito significativo sobre o teor de umidade do material após extração. Essa
redução pode estar relacionada com a solubilidade do solvente utilizado
(acetona) em água (Perry & Green, 1997). Contudo, analisando-se os níveis
com “ausência” e “presença” de laminação, notou-se que o teor de umidade foi
menor para o processo sem secagem, confirmando a solubilidade da água no
solvente durante o processo de extração.
Os valores médios do rendimento do extrato de pequi em base seca
obtido da extração com acetona para os diferentes tratamentos da polpa são
apresentados na Tabela 2.
A análise estatística para o rendimento da extração revelou que os
fatores significativos foram o cozimento, a secagem e a interação cozimento-
secagem. A discussão dos resultados foi feita mediante o desdobramento da
interação (Tabela 7).
42
TABELA 7. Comparação entre os tratamentos da interação cozimento e
secagem para o rendimento da extração (% bs).
Cozimento Secagem
-1 +1
-1 15,58aA 27,45bB
+1 17,55aB 13,01aA
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são não significativas.
**Médias seguidas da mesma letra maiúscula, na linha, são não significativas.
A análise desse resultado deve ser separada para os tratamentos na
ausência e presença de secagem. Verificou-se que a água da polpa do pequi,
durante o processo de extração, é dissolvida na acetona, alterando a polaridade
do solvente. Dessa forma, o valor do rendimento do extrato acetônico é
diferente do extrato acetona/água, pois a acetona, na ausência de água, extrai
determinadas classes de substâncias em diferentes quantidades em relação à
acetona na presença de água (polpa sem o processo de secagem).
Sendo assim, de acordo com a Tabela 7, na ausência de secagem, não
há diferença significativa do rendimento de extração, quando é feito o
cozimento da polpa de pequi. Na presença de secagem, o rendimento obtido na
ausência de cozimento representou o maior valor.
Montano et al. (1962) observaram que quando empregou-se uma
mistura de 5% de hexano e 95% de etanol, a polpa era desidratada, facilitando
o processo de extração do óleo de abacate. Já na extração utilizando apenas o
hexano, observou-se que o teor de óleo aumentava com a diminuição do teor de
umidade da polpa de abacate. Tango et al. (2004), neste mesmo processo de
extração do óleo de abacate por hexano, verificaram que o alto teor de umidade
da polpa afetou o rendimento da extração e o custo de produção. Esses
resultados demonstraram que a polaridade do solvente está relacionada com a
43
solubilidade da água presente na matéria-prima e estes influenciam na extração
de óleo, principalmente no que diz respeito à composição do extrato. Ou seja,
solventes polares tendem a extrair maiores teores de extrato polares e os
apolares, tais como hexano, extrato apolares e aplicação do princípio
“semelhante dissolve semelhante”.
Apesar disso, Silva & Turatti (1991), ao estudarem a extração de óleo
de soja com etanol, verificaram que a redução da umidade da farinha de soja
aumenta a concentração de óleo na micela final, pois a redução da umidade
diminui a diluição do solvente durante o processo de extração.
44
6 CONCLUSÃO
No estudo do tratamento da matéria-prima (cozimento, laminação e
secagem) em relação ao teor de umidade da polpa de pequi, notou-se que, com
o cozimento, a polpa ganha umidade. Após o processo de extração, a umidade
da polpa reduziu para valores abaixo de 3,85%, mesmo havendo uma
considerável quantidade de água na polpa (como nos tratamentos sem
secagem).
Pode-se concluir que a umidade influencia no processo de extração do
extrato. Nas condições deste experimento e independente da composição do
extrato, o maior rendimento foi obtido com o processo de secagem, na ausência
de cozimento. O processo de laminação não foi significativo para o rendimento
do extrato oleaginoso.
45
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CAPÍTULO 3
INFLUÊNCIA DOS DIFERENTES MÉTODOS DE SECAGEM NA
EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE PEQUI
49
1 RESUMO
AQUINO, Ludmila Pereira. Influência dos diferentes métodos de secagem na
extração do óleo de pequi. In:
______
.
Extração do óleo da polpa de pequi
(Caryocar brasiliense):
influência das variáveis operacionais. 2007. Cap. 3,
p.48-68. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos)-Universidade
Federal de Lavras, Lavras, MG.
*
O pequi (Caryocar brasiliense Camb.) tem se destacado por ser um fruto
oleaginoso e rico em carotenóides. Na extração do óleo por solvente, a secagem
é um processo muito utilizado, entretanto, podem ocorrer a degradação de
compostos nutricionais, tais como caroteno, e a rancificação do óleo. Este
trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a influência de diferentes
métodos (ao sol, estufa a 40ºC e a 60ºC) e tempos de secagem (4 horas e até
peso constante) no rendimento e na qualidade do óleo extraído por solvente. A
extração do óleo foi realizada no extrator soxhlet, empregando hexano como
solvente. Verificou-se que, quando a polpa de pequi foi seca até peso constante,
houve maior rendimento de óleo. As análises fisico-químicas do óleo revelaram
que os teores de carotenóides foram maiores quando a polpa foi desidratada a
temperaturas mais baixas (40ºC) e também apresentou menores taxas de
oxidação (representado pelo índice de peróxido), independente do tempo
utilizado. De forma geral, os resultados deste experimento indicaram que a
secagem em estufa a 40ºC, por 19 horas, resultou em maior rendimento do óleo
e menor degradação térmica.
*
Comitê orientador: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Orientador), Soraia Vilela
Borges (Co-orientador) – UFLA
50
2 ABSTRACT
AQUINO, Ludmila Pereira. Influence of the different drying methods in the
extraction of pequi oil. In:
______
.
Extraction of pequi pulp oil (Caryocar
brasiliense):
influence of the operational variables. 2007. Cap. 3, p.48-68.
Dissertation (Master in Food Science)-Federal University of Lavras, Lavras,
MG
*
.
Pequi (Caryocar brasiliense Camb) stands out as an oleaginous fruit rich in
carotenoids. Drying is a process widely used in the solvent extraction process of
the oil, but degradation of nutritional compounds such as the carotenoids may
occur and the oil may become rancid. The objective of this study was to evaluate
the influence of different drying methods (sun, incubators at 40ºC and at 60ºC)
and times (4h and up to constant weight) on the yield and quality of the oil
extracted by solvent. The oil was extracted in a soxhlet apparatus using hexane
as the solvent. An increased oil yield was obtained when the pequi pulp was
dried to constant weight. The physical-chemical analyses of the oil showed that
the carotenoid contents were higher when the pulp was dehydrated at lower
temperatures (40ºC), also showing lower rates of oxidation (represented by the
peroxide index), independent of the time used. In general the results of these
experiments indicated that drying in an incubator at 40ºC for 19h resulted in
higher oil yields with less heat degradation.
*
Guidance Comitee: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Adviser), Soraia Vilela
Borges (Co-adviser) – UFLA
51
3 INTRODUÇÃO
O pequi é um fruto sazonal com safra entre os meses de novembro até
fevereiro, dependendo da região (Lorenzi, 2000). Por ser fonte de renda da
população do cerrado, pesquisadores têm desenvolvido projetos voltados para o
processamento da polpa de pequi e a fabricação de conservas, além do
congelamento tradicional da polpa (Lima, 2006), com o objetivo de diminuir a
deterioração e a descaracterização do sabor da polpa.
O pequi é rico em carotenóides (Azevedo-Meleiro & Rodriguez-Amaya,
2004; Lima, 2006; Oliveira et al., 2006; Silva, 1993), os quais possuem
importantes funções biológicas no ser humano, atuando na prevenção de alguns
tipos de câncer, na inibição das mucosas contra úlceras gástricas, na capacidade
de prevenir a fotossensibilização em certas doenças de pele, no aumento da
resposta imunológica a determinados tipos de infecção e nas propriedades
antienvelhecimento (Colditz et al., 1985; Rodriguez-Amaya, 1985; Olson,
1989), além de atuar como pigmentos naturais, tais como a vitamina A (Ramos,
1991; Rodriguez-Amaya, 1993a) e protetores de óleos e gorduras, por serem
considerados sequestradores de oxigênio, oxidando-se preferencialmente
(Rodriguez-Amaya, 1993b).
Cuidados especiais com relação aos métodos de processamento e
armazenamento de alimentos devem ser levados em conta, devido à grande
instabilidade dos carotenóides. Por causa de seu alto grau de insaturação, eles
são susceptíveis à isomerização e à oxidação (O’ Brien, 2004; Ramos, 1991;
Rodriguez-Amaya, 1993b). A exposição dos carotenóides ao calor, ao oxigênio,
à luz, à acidez e à baixa atividade de água pode levar a mudanças estruturais,
reduzindo assim sua atividade (Rodriguez-Amaya, 1993b).
52
A secagem é considerada um processamento prejudicial aos
carotenóides, pois a quantidade de água é crítica na sua estabilidade. Por outro
lado, pequena quantidade de água em um alimento desidratado age como
barreira para o oxigênio, aumentando sua estabilidade e, conseqüentemente, sua
vida de prateleira (Fennema, 2006).
A secagem é muito utilizada em processos industriais, substituindo
processamentos como a esterilização pelo calor, a refrigeração ou o
congelamento. Na extração de óleo, a secagem de grãos e frutos também é uma
prática usual que facilita o processo, no que diz respeito ao contato entre o
solvente e o soluto (óleo) a ser extraído, resultando em maiores rendimentos
(Tango et al., 2004).
Nesse processo, a temperatura é um dos fatores mais importantes,
podendo afetar as propriedades fisico-químicas do óleo, levar à rancificação de
gorduras e alterar pigmentos, tais como os carotenóides, quando submetidos a
altas temperaturas (Biagi et al., 1992; Nogueira, 1992). Dessa forma, a seleção
das condições de operação (tipo de secagem e tempo) que minimizam essas
alterações é importante para a obtenção de produtos de qualidade.
Alguns métodos analíticos são utilizados para analisar a qualidade do
óleo extraído e caracterizá-lo, do ponto de vista funcional e de conservação.
Dentre esses métodos, destacam-se a acidez e o índice de peróxido. O índice de
refração revela a presença de insaturação dos ácidos graxos, podendo ser
alterado com o processo de secagem e de extração, por envolver elevação de
temperatura. Outra análise importante é a avaliação da perda de carotenóides,
que, por ser muito instável, indica quão prejudicial foi o processamento (Rossell
& Pritchard, 1991).
No capítulo anterior, definiu-se a secagem da matéria-prima como
favorável à extração do óleo da polpa de pequi empregando-se solvente. Neste
capítulo, o objetivo foi o de avaliar o efeito do método e o tempo de secagem
53
sobre o teor de óleo extraído e sua qualidade fisico-química (índice de acidez, de
peróxido e de refração), além do teor de carotenóides totais presentes no óleo.
54
4 MATERIAL E MÉTODOS
Este experimento foi conduzido no Laboratório de Microestrutura e
Engenharia de Alimentos e no Laboratório de Produtos Vegetais do
Departamento de Ciência dos Alimentos da Universidade Federal de Lavras.
As análises fisico-químicas, tais como acidez e índice de peróxido, além do
teor de carotenóides do óleo, foram realizadas no Laboratório de Óleos e
Gorduras da Embrapa Agroindústria de Alimentos, no Rio de Janeiro.
4.1 Preparo das amostras
Os frutos de pequi, congelados em lascas, foram descongelados e
submetidos aos diferentes tratamentos de secagem.
4.2 Caracterização da matéria-prima
O teor de umidade da polpa de pequi congelada em lascas foi realizado
de acordo com o método do American Oil Chemists’ Society, AOCS Bc 2-49
(AOCS, 1990).
4.3 Planejamento experimental
A polpa de pequi em lascas foi submetida a seis tratamentos de secagem
aleatorizados com seis repetições para cada tratamento, sendo:
.T1- secagem ao sol por 4 horas;
. T2- secagem ao sol por 12 horas;
. T3- secagem em estufa, a 40ºC, por 4 horas;
. T4- secagem em estufa, a 40ºC, por 19 horas;
. T5- secagem em estufa, a 60ºC, por 4 horas;
. T6- secagem em estufa, a 60ºC, por 16 horas.
55
Nos tempos adotados nos tratamentos T2, T4 e T6, obteve-se peso
constante do pequi no processo de secagem.
A polpa de pequi foi colocada em bandejas de aço inox e secas em
estufa de convecção natural da marca Fanem. A temperatura média e a umidade
relativa do ar
no dia do experimento foram de 28ºC e 55%, respectivamente.
Após a secagem, o material foi triturado em multiprocessador Britânia,
por 1 minuto, sendo a polpa submetida às análises do teor de umidade e à
extração do óleo da polpa de pequi, empregando-se hexano como solvente.
4.4 Extração do óleo
Na extração do óleo utilizou-se a metodologia de Soxhlet descrita pela
AOCS Bc 3-49 (AOCS, 1993), com emprego de hexano como solvente
(reagente PA da Proquímios), no período de 4 horas de extração. O rendimento
de óleo foi expresso em porcentagem
(
g de óleo/100g de amostra).
4.5 Análises físico-químicas do óleo
No óleo extraído foram realizadas análises de acidez segundo
metodologia do AOCS Ca 5a 40 (1997), índice de peróxido (IP) segundo AOCS
Cd 8 53 (1997) e índice de refração (IR), realizado em refratômetro de Abbé, de
acordo com o método AOCS Cc 7-25 (AOCS, 1993).
4.6 Análise do teor de carotenóides do óleo
A análise do teor de carotenóides totais foi realizada por meio da leitura
das amostras, no espectro visível a 452 nm, utilizando hexano, grau
espectrofotométrico, como solvente e feito os cálculos de carotenóides totais
com valor de extinção de 2500, sugerido por Davies (1976).
56
4.7 Análise estatística
Para estudar as médias dos tratamentos considerando as variáveis
respostas - umidade final da polpa, rendimento do óleo, parâmetros físico-
químicos do óleo (acidez, IP, IR) e teor de carotenóides totais - foram realizados
análises de variância (a 5% de significância). Para estas variáveis, foi utilizado
teste de Tukey para identificar quais tratamentos diferiram significativamente
entre si (Gomes, 1990).
As análises estatísticas foram realizadas com o programa estatístico
Sisvar (Ferreira, 2000).
57
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O teor de umidade da polpa de pequi congelada em lascas foi de
53,58%. Esse resultado diferiu do valor encontrado no Capítulo II, de 51,71%.
Como discutido anteriormente, essa variação depende de vários fatores e, como
os pequis eram provenientes da mesma região, e colhidos em um único dia, a
variação pode estar relacionada ao desenvolvimento do fruto individualmente.
Essa mesma variabilidade com os fatores climáticos e espécie foi relatada por
Vilela (1998) e Oliveira et al. (2006), na análise da composição centesimal
(umidade, lipídios, proteínas e glicídios) da polpa de pequi.
Os valores médios de umidade final da polpa (% em base seca) e teor de
óleo extraído (% em base seca), para os seis tratamentos, encontram-se na
Tabela 1.
TABELA 1. Teor de umidade final (% bs) e teor de óleo (% bs) da polpa de
pequi, para os diferentes tratamentos de secagem.
Tratamento
Teor de umidade final
(% bs)
Teor de óleo
(% bs)
T1 10,37b 42,5c,d
T2 2,93d 59,0a
T3 20,53a 46,0c
T4 0,96d 52,2b
T5 7,41c 39,1d
T6 1,36d 59,4a
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são iguais entre si, pelo teste de
Tukey (5% de significância).
58
A análise de variância dos dados experimentais detectou diferença
significativa entre os tratamentos para a umidade final (p<0,05) e o teor de óleo
extraído na polpa seca (p<0,05).
Nas diferentes condições e métodos de secagem, verificou-se que,
quanto maior o tempo de secagem, mais umidade é removida da polpa de pequi
(Tabela 1). Para os diferentes métodos de secagem, observou-se que a umidade
final da polpa seca ao sol por 4 horas foi menor do que quando seca a 40ºC pelo
mesmo tempo, mesmo sendo a temperatura de 40ºC maior que a temperatura
provocada do sol. Esse fato pode estar relacionado a outras variáveis envolvidas
na secagem, como a umidade do ar.
Na secagem em estufa, fixando-se o tempo de 4 horas (T3 e T5), pode-
se inferir que o aumento da temperatura provocou redução do teor de umidade.
Ramos (1987) chegou a esses resultados quando estudou a desidratação do pequi
nas temperaturas de 70
o
C, 80
o
C e 95ºC, até uma percentagem de umidade
residual de 1,14%, 1,19% e 0,75%, respectivamente, para um tempo total de 160
minutos. Na secagem do fruto da palma, Guarte et al. (1996) estudaram a
influência desse processo na qualidade do fruto e do óleo, utilizando várias
temperaturas (40
o
C, 50
o
C, 60
o
C, 70
o
C, 80
o
C, 90
o
C e 100ºC) e também
verificaram que a umidade da polpa e o tempo de secagem reduziram com o
aumento da temperatura.
Para o teor de umidade nos diferentes métodos de secagem, não houve
diferença significativa entre os tratamentos, quando as amostras foram
submetidas à secagem até peso constante. Este resultado é observado mesmo
empregando-se diferentes temperaturas e umidades relativas do ar nesses
tratamentos.
Na análise do teor de óleo (expresso em base seca), verificou-se
diferença significativa entre os tratamentos. Os maiores valores de teor de óleo
59
foram obtidos na secagem a 60ºC e ao sol até peso constante (59,4% e 59,0%,
respectivamente).
Ghaly & Sutherland (1983) e Ghaly & Sutherland (1984), ao estudarem
a influência da secagem da soja em diferentes temperaturas (40
o
C, 50
o
C, 55
o
C,
60
o
C, 65
o
C, 70
o
C e 80ºC) e das sementes de girassol, açafroa e canola (55
o
C,
60
o
C e 65ºC), por 4 horas à temperatura ambiente, observaram que não houve
diferença significativa sobre o rendimento do óleo extraído com éter de petróleo.
Pode-se observar, pela Tabela 1, que o rendimento do processo de
extração do óleo do pequi estava diretamente relacionado com o tempo de
secagem, de modo que o rendimento de óleo foi aumentado de acordo com o
tempo de secagem da polpa. Isso mostra que a presença da água afeta
negativamente o rendimento da extração de óleo, como observado por Tango et
al. (2004), na extração do óleo de abacate com hexano. Silva & Turatti (1991),
ao estudarem a extração do óleo de soja com etanol, também verificaram que a
água influencia na solubilidade do óleo no solvente, diminuindo o rendimento
deste durante o processo de extração.
As análises fisico-químicas, tais como acidez, índice de peróxido e
índice de refração, além do teor de carotenóides totais do óleo de pequi extraído
da polpa seca para os seis tratamentos, estão representadas na Tabela 2.
Os tratamentos não exerceram efeitos significativos sobre o índice de
refração (p>0,05). Entretanto, a acidez, o índice de peróxido e o teor de
carotenóides foram afetados pelas condições de secagem.
60
TABELA 2. Valores médios dos parâmetros físico-químicos do óleo da polpa de
pequi, para os diferentes tratamentos de secagem.
Tratamento Acidez (% de
ácido oléico)
IP (meq O
2
/kg
de amostra)
IR (Nd40) Teor de
carotenóides
(µg/g)
T1 0,69c 47,17a 1,4598a 8,54c
T2 0,65c 45,45a 1,4603a 14,50c
T3 1,03a 4,47c 1,4630a 213,75a
T4 1,09a 1,24c 1,4630a 246,70a
T5 0,70c 8,09c 1,4595a 111,99b
T6 0,82b 22,19b 1,4590a 10,45c
*Médias seguidas da mesma letra minúscula, na coluna, são iguais entre si, pelo teste de
Tukey (5% de significância)
.
O estado de conservação do óleo, indicado pela acidez, revelou que a
temperatura de secagem interferiu mais na acidez do que o tempo de secagem,
em virtude da não significância observada entre os diferentes tempos de
secagem ao sol e a 40ºC. Para esses tratamentos o resultado pode estar
relacionado com a grande quantidade de água presente na polpa de pequi
(Tabela 1) e isso pode ter provocado hidrólise e o conseqüente aumento na
acidez, semelhante à polpa submetida à secagem até peso constante. Já na
temperatura de 60ºC houve efeito significativo do tempo e a diferença da acidez
para os dois tratamentos pode estar relacionada tanto à exposição do pequi a
altas temperaturas e tempo quanto pela baixa atividade de água do pequi seco até
peso constante (Rodriguez-Amaya, 1993b).
Outro fato observado foi que a secagem a 40ºC resultou em um óleo
com maior acidez do que a 60ºC e ao sol, resultado não esperado, pois, com o
aumento da temperatura, o teor de ácidos graxos livres tende a aumentar, como
foi observado no trabalho de Adeeko & Ajibola (1990) para o óleo de amendoim
extraído por prensagem ao secar a amostra a 70
o
C, 90
o
C, 115
o
C, 135
o
C e 160ºC
por 15, 25, 35 e 45 minutos.
61
Segundo Ajiwe et al. (1995), para aumentar a vida de prateleira do óleo
seria necessário um processo de refino, muito utilizado nas indústrias.
Outros resultados na literatura mostraram que a temperatura não teve
efeito sobre a acidez. Guarte et al. (1996), na secagem do fruto da palma
utilizando várias temperaturas (40
o
C, 50
o
C, 60
o
C, 70
o
C, 80
o
C, 90
o
C e 100ºC),
não verificaram diferença significativa para o teor de óleo e acidez, concordando
com os resultados obtidos por Ghaly & Sutherland (1983) e Ghaly & Sutherland
(1984), ao analisarem a influência da secagem em diferentes temperaturas
(40
o
C-80ºC), por 4 horas, da soja e para as sementes de girassol, de açafroa e de
canola.
O índice de peróxido revelou o estado de oxidação do óleo. Este fato foi
perceptível ao analisar os resultados encontrados na Tabela 2, de tal forma que
os menores valores para este índice foram obtidos na temperatura de 40ºC,
indiferente do tempo utilizado, e a 60ºC por 4 horas. No caso de secagem a
60ºC, o tempo influenciou na qualidade do óleo. Já para a secagem ao sol, pode-
se dizer que os altos valores encontrados estão relacionados com a exposição aos
raios ultravioleta, aumentando a oxidação do óleo.
Convém salientar que valores acima de 20 meq
O
2
/kg não podem ser
utilizados para o consumo humano (ANVISA, 2005) e, neste caso, o óleo bruto
obtido por meio da secagem da polpa de pequi a 60ºC, por 16 horas e ao sol
pode ser considerado de má qualidade.
Adeeko & Ajibola (1990) observaram que o índice de peróxido do óleo
de amendoim aumentou com a temperatura e o tempo de secagem, para as
condições utilizadas: 70
o
C, 90
o
C, 115
o
C, 135
o
C e 160ºC, por 15, 25, 35 e 45
minutos.
Ghaly & Sutherland (1983), no estudo da secagem da soja, verificaram
que o índice de peróxido do óleo bruto aumentou a temperaturas acima de 50ºC.
Contudo, na secagem a 55
o
C, 60
o
C e 65ºC. Para as sementes de girassol, açafroa
62
e canola, os mesmos autores (Ghaly & Sutherland, 1984) não observaram
diferença significativa deste índice (80 meq
O
2
/kg para sementes de girassol, 40
meq
O
2
/kg para açafroa e 70 meq
O
2
/kg para a semente de canola).
Os resultados do índice de refração revelaram que não houve diferença
significativa para os diferentes tratamentos, podendo-se concluir que a variação
da temperatura e do tempo de secagem, nas condições deste experimento não
interferiu no índice de refração do óleo extraído após a secagem.
Este resultado já era esperado, pois esse índice identifica apenas grandes
alterações durante o processamento. Resultados similares foram obtidos no
experimento realizado por Elleuch et al. (2006), ao analisarem as características
fisico-químicas (índice de refração, índice de iodo e composição de ácidos
graxos) da fração do óleo da semente de sesamo.
Com relação ao teor de carotenóides nos frutos de pequi, Lima (2006) e
Silva et al. (1993) referiram-se à quantidade significante deste composto. Os
valores obtidos neste experimento indicaram que ocorreram perdas de
carotenóides entre os diferentes tratamentos feitos para a polpa de pequi.
O tratamento de secagem a 40ºC, independente do tempo de secagem,
resultou nos maiores teores de carotenóides do óleo de pequi, como visto na
Tabela 2. Esses valores estão próximos ao encontrado por Ramos et al. (2001)
para a polpa de pequi crua (231,09 µg/g). Assim, observou-se que o tempo de
secagem não influenciou no teor de carotenóides a baixas temperaturas, mas, na
temperatura de 60ºC, o efeito do tempo foi verificado, ou seja, quanto maior o
tempo, maior a perda de carotenóides.
Na secagem ao sol, foram obtidos valores menores de carotenóides,
independente do tempo de secagem. Isso é devido ao possível efeito dos raios
ultravioleta e à presença do oxigênio na degradação dos carotenóides.
Com relação à secagem em estufa na faixa de temperatura estudada, o
aumento da temperatura, principalmente quando a secagem ocorreu até peso
63
constante, indicou diminuição do teor de carotenóides. De forma semelhante,
Ramos (1987) verificou maior perda de carotenóides totais no pequi com o
aumento da temperatura de secagem. Mariano et al. (2006) observaram perdas
de beta-caroteno (30,83%, 32,00% e 43,90%) em pequi, com o aumento da
temperatura, ao desidratá-lo nas temperaturas de 60
o
C, 70
o
C e 105ºC,
respectivamente. Ao estudarem o teor de carotenóides pró-vitamínicos A do
fruto do bacuri em natura e seco em estufa a 60ºC por dois dias, Hiane et al.
(2003) verificaram diminuição de 31%.
Segundo Ramos (1987), a perda de carotenóides é mais afetada na
presença de oxigênio do que na temperatura de secagem. Esse fato foi
confirmado nos resultados deste experimento, que revelaram menores teores de
carotenóides ao pequi seco ao sol, onde está exposto a maiores quantidades de
oxigênio.
64
6 CONCLUSÃO
De acordo com as condições operacionais empregadas neste
experimento, concluiu-se que a secagem da polpa de pequi em estufa a 40ºC foi
o melhor método de preservação das características do fruto, devido à maior
retenção de carotenóides durante o pré-tratamento da polpa de pequi e menor
índice de peróxido do óleo extraído com hexano. Além disso, como o maior
rendimento de óleo se deu com o maior tempo de secagem, definiu-se que o
tempo de 19 horas para a secagem da polpa de pequi é o mais viável.
65
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Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.
CAPÍTULO 4
ESTUDO DA EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE PEQUI POR VÁRIOS
SOLVENTES E SUAS MISTURAS
70
1 RESUMO
AQUINO, Ludmila Pereira. Estudo da extração do óleo de pequi por vários
solventes e suas misturas. In: ______.
Extração do óleo da polpa de pequi
(Caryocar brasiliense):
influência das variáveis operacionais. 2007. Cap. 4,
p.69-95. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos)-Universidade
Federal de Lavras, Lavras, MG.
*
A ampliação do emprego do óleo de pequi em diversos produtos está
relacionada com o estudo de processos alternativos de extração em relação ao
processo artesanal utilizado atualmente. Dessa forma, estudou-se o processo de
extração da polpa de pequi empregando diferentes solventes (hexano, acetona e
álcool etílico) e suas misturas. Utilizou-se o delineamento experimental
inteiramente casualizado, com seis repetições, sendo os tratamentos gerados
pela regra da mistura empregando-se um planejamento simplex centróide para
os três solventes. A extração foi realizada na temperatura de 50ºC, sob agitação
(22Hz) e tempo de 16 horas. A razão sólido-líquido utilizada foi de 1:10 (p/p).
As variáveis respostas foram rendimento da extração, análises físico-químicas,
composição em ácidos graxos e teor de carotenóides do extrato. Para o
rendimento, os maiores valores foram para a extração com acetona e hexano,
principalmente suas misturas com álcool. Os índices de iodo, saponificação e
refração não diferiram significativamente entre os tratamentos. A acidez
apresentou o maior valor para o extrato obtido com álcool etílico. Os maiores
teores de carotenóides no extrato foram obtidos com o emprego de acetona e
álcool etílico como solventes puros. O perfil de ácidos graxos na fração oleosa
dos extratos não variou com os diferentes tipos de solventes e suas misturas.
*
Comitê orientador: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Orientador), Soraia Vilela
Borges (Co-orientador) – UFLA
71
2 ABSTRACT
AQUINO, Ludmila Pereira. Study of pequi oil extraction by several solvents and
their mixtures. In: ______.
Extraction of pequi pulp oil (Caryocar
brasiliense):
influence of the operational variables. 2007. Cap. 4, p.69-95.
Dissertation (Master in Food Science)-Federal Univeristy of Lavras, Lavras,
MG.
*
The widening of the use of pequi oil in several products is related to the study
of alternative processes of extraction in relation to handmade process utilized at
present. In that way, the process of extraction of pulp pequi employing
different solvents (hexane, acetone and ethylic alcohol) and their mixtures was
investigated. The experimental completely randomized design with six
replicates was utilized, the treatments being generated by the mixture rule, by
employing a simplex centroid design for the three solvents. Extraction was
performed at the temperature of 50ºC, under stirring (22Hz) and time of 16
hours. The solid: liquid ratio utilized was of 1:10 (p/p). The variables responses
were extraction yield, physicochemical analyses, composition in fatty acids and
carotenoid content of the extract. Regards yield, the highest values were for the
extraction with acetone and hexane, mainly their mixtures with alcohol. The
indices of iodine, saponification and refraction did not differ significantly
among the treatments. Acidity presented the highest value to the extract
obtained with ethylic acid. The highest contents of carotenoids in the extract
were obtained with the use of acetone and ethylic alcohol as pure solvents. The
profile of fatty acid in the oil fraction of the extracts did not range with the
different sorts of solvents and their mixtures.
*
Guidance Comitee: Fabiana Queiroz Ferrua – UFLA (Adviser), Soraia Vilela
Borges (Co-adviser) – UFLA
72
3 INTRODUÇÃO
O óleo da polpa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.), apesar de ser
pouco explorado industrialmente, possui inúmeras aplicações, como nos
setores alimentício (como tempero e para curtir pimenta), farmacêutico (contra
gripes, bronquites e até no controle de tumores, problemas oftalmológicos
relacionados à deficiência de vitamina A e em casos de reumatismo) e de
cosmético (fabricação de cremes para a pele e sabonetes) (Araújo, 1994;
Marques, 2001; Silva, 1994; Ribeiro, 1996; Pozo, 1997; Almeida et al., 1998;
Brandão et al., 2002).
Uma das técnicas largamente empregadas para a extração de óleo
(extração sólido-líquido ou lixiviação) utiliza solventes orgânicos, permitidos
pelo Commitee on Food Chemicals Codex (1996), tais como a acetona, o etanol
e o hexano, sendo necessário sua eliminação na etapa final.
A água pode ser utilizada na extração do óleo de pequi, como é feito no
processo artesanal (Pozo, 1997). Entretanto, o rendimento é baixo, conforme
resultados obtidos na extração do óleo de soja, além do alto potencial de
contaminação microbiológica (Wilcox, 1987; Lawhon et al., 1981; Johnson &
Lusas, 1983).
O hexano é o solvente mais utilizado nos processos de extração sólido-
líquido, principalmente na indústria de óleo vegetal. Porém, outros solventes,
principalmente solventes polares, têm sido estudados com o objetivo de
substituir o hexano, por ser derivado do petróleo e apresentar possível efeito
cancerígeno (Johnson & Lusas, 1983). Pesquisas sobre o efeito da extração de
diferentes solventes e suas misturas sobre o rendimento e a qualidade do óleo
têm sido realizadas por diversos autores (Abu-Arabi et al., 2000; Dunford &
Zhang, 2003 e Kim & Yoon, 1990).
73
Com relação à polaridade do solvente, dois grupos de solventes foram
examinados por Dunford & Zhang (2003), para avaliar o efeito sobre a
eficiência da extração do óleo de germe de trigo. O primeiro grupo era composto
por solventes orgânicos polares (etanol, isopropanol, e acetona) e o segundo, por
solventes apolares (n-hexano, hexano de alta pureza e isohexano). Os extratos
obtidos do primeiro grupo são de interesse devido às suas propriedades
antioxidantes. Os resultados mostraram que foram extraídos maiores
quantidades quando comparados aos do segundo grupo. Abu-Arabi et al. (2000)
verificaram que a quantidade de óleo extraído depende do tipo de solvente (polar
ou apolar) utilizado no processo.
O objetivo da realização deste trabalho foi avaliar o extrato de pequi na
extração utilizando diferentes tipos de solventes (hexano, acetona e álcool
etílico) e suas misturas sobre o rendimento de óleo, as análises fisico-químicas
(índices de iodo, de saponificação, a acidez e índice de refração), a composição
em ácidos graxos e o teor de carotenóides totais.
74
4 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Laboratório de Microestrutura e
Engenharia de Alimentos, no Departamento de Ciência dos Alimentos, da
Universidade Federal de Lavras. As análises fisico-químicas, tais como índice
de iodo, índice de saponificação e acidez, além do teor de carotenóides do óleo
e da composição em ácidos graxos, foram realizadas no Laboratório de Óleos e
Gorduras da Embrapa Agroindústria de Alimentos, no Rio de Janeiro.
4.1 Preparo das amostras
A polpa de pequi congelada foi seca em estufa da marca Fanem, a
40ºC, por 19 horas (conforme resultado do capítulo III). Em seguida, foi
triturada em multiprocessador Britânia, por 1 minuto, tendo sido determinada a
granulometria em peneiras (marca Granutest) de Tyler 9 (2,00 mm), 20 (0,85
mm) e 60 (0,25 mm), por 10 minutos. Foram utilizadas amostras com
granulometria de Tyler entre 9 e 20.
4.2 Delineamento experimental
Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com
seis repetições. Os tratamentos foram gerados pela regra da mistura
empregando-se um planejamento simplex centróide para três componentes
(Barros Neto et al., 2003). Os tratamentos estão especificados na Tabela 1.
75
TABELA 1. Planejamento estatístico das misturas com os níveis das variáveis
empregadas no planejamento simplex centróide.
Proporção
Ensaio
X
1
X
2
X
3
T1 1 0 0
T2 0 1 0
T3 0 0 1
T4 1/2 1/2 0
T5 1/2 0 1/2
T6 0 1/2 1/2
T7 1/3 1/3 1/3
X
1
: fração mássica do hexano; X
2
: fração mássica da acetona; X
3
: fração mássica do
álcool etílico
Os extratos obtidos dos diferentes tratamentos foram comparados com
uma amostra padrão, obtida no mercado municipal de Belo Horizonte e
submetida às análises físico-químicas (índice de iodo, índice de saponificação,
acidez e índice de refração) e do teor de carotenóides totais e da composição em
ácidos graxos. A extração do óleo da amostra controle foi feita utilizando água
como solvente.
4.3 Extração do óleo
A extração foi realizada numa incubadora refrigeradora – shaker – da
marca Marconi (MA830/A). Em um balão de 250 ml da Pyrex® (N:4100J24/40)
com tampa esmerilhada e previamente tarado, foram colocados a amostra
(pequi) e o solvente. As variáveis controladas durante o processo de extração
foram temperatura (50ºC), agitação (22Hz), tempo (16 horas) e razão sólido-
líquido de 1:10 (p/p).
A temperatura usada para o processo de extração de óleo de pequi foi
escolhida considerando o ponto de ebulição dos solventes (acetona, hexano e
álcool etílico) utilizados nesta etapa. Embora elevadas temperaturas reduzam a
viscosidade do óleo e aumentem a difusão, a pressão de vapor do hexano,
76
segundo O’ Brien (2004), limita a operação da temperatura do extrator para,
aproximadamente, 50
o
C a 55ºC. De acordo com Perry & Green (1997), a
menor temperatura de ebulição é da acetona: 56,5ºC. Sendo assim, para todos
os tratamentos, foi utilizada a temperatura de 50ºC.
Após a extração a solução foi filtrada a vácuo (bomba de vácuo Primar,
modelo 141, n
o
284, Tipo 2 vc e deslocamento de ar de 37 L/min) e o extrato
coletado em béquer de 250 ml da Pyrex®, previamente tarado, foi levado à
estufa a 65ºC, até que o solvente fosse evaporado. A massa de soluto (óleo) foi
determinada pelo método gravimético e o rendimento foi calculado pela razão
entre a quantidade de extrato obtido e a amostra colocada no extrator
inicialmente.
4.4 Análises físico-químicas
Os extratos foram analisados quanto ao índice de iodo (II), segundo o
método do Amercian Oil Chemists’ Society, AOCS Cd 1c-85 (1997), índice de
saponificação (IS) segundo AOCS Cd 3a-94 (1997), acidez segundo
metodologia do AOCS Ca 5a 40 (1997) e índice de refração (IR) realizado em
refratômetro de Abbé, de acordo com o método AOCS Cc 7-25 (AOCS, 1993).
4.5 Análise da composição em ácidos graxos
Para a composição em ácidos graxos, os ésteres metílicos foram
preparados de acordo com Hartman & Lago (1973) e analisados por
cromatografia gasosa de alta resolução, em aparelho HP 5890, utilizando-se
coluna capilar de sílica fundida de filme de cianopropilsiloxano (60m x 0,32mm
x 0,25µm), com programação de temperatura de 150ºC a 200ºC e 1,3ºC/min. A
identificação foi realizada por comparação entre os tempos de retenção com os
padrões da Nuchek Inc. (Elysian, IL.) e a quantificação foi realizada por
normalização interna.
77
4.6 Teor de carotenóides
A análise do teor de carotenóides totais foi realizada por meio da leitura
das amostras, no espectro visível a 452 nm, utilizando hexano, grau
espectrofotométrico, como solvente. Os cálculos de carotenóides totais foram
feitos com valor de extinção de 2.500, sugerido por Davies (1976).
4.7 Análise estatística
As variáveis respostas - rendimento de óleo, índice de iodo (II), índice
de saponificação (IS), acidez, índice de refração (IR) e teor de carotenóides - de
todos os experimentos, foram analisadas utilizando-se o programa Statistica
(Statsoft. Inc, 1999) por análise da regra da mistura, empregando-se um
planejamento simplex – centróide. A análise de variância foi aplicada para testar
a adequação dos modelos. Foi observada a significância da regressão e da falta
de ajuste com relação a 95% de confiança e pelo coeficiente de determinação R
2
,
que estabelece que quanto mais próximo de 1, melhor terá sido o ajuste do
modelo. Para determinar o efeito das variáveis independentes nas respostas
avaliadas, foram construídos gráficos de curva de nível definido na região
experimental delimitada.
78
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 2 apresenta os valores dos coeficientes da equação
quadrática, Q, (rendimento, índice de iodo, acidez, índice de refração e teor de
carotenóides) e cúbica, C, (índice de saponificação) dos resultados
experimentais para o planejamento simplex-centróide da regra da mistura
ajustados ao modelo que obteve o melhor ajuste.
TABELA 2. Resultados dos modelos ajustados para as variáveis respostas
rendimento, índice de iodo (II), acidez, índice de refração (IR),
índice de saponificação (IS) e teor de carotenóides.
Rendimento II IS Acidez IR
Teor de
carotenóides
Modelo Q Q C Q Q Q
R
2
(%) 69,41 62,27 46,59 67,19 29,23 66,42
Efeito S NS NS S NS S
β
1
60,17 49,19 197,49 1,54 1,4576 199,50
β
2
61,07 50,15 197,20 1,75 1,4586 300,50
β
3
39,78 51,34 197,22 4,00 1,4566 296,10
β
12
-29,98 0,39 1,03 4,00 -0,0034 50,20
β
13
47,28 -2,01 0,16 -0,77 -0,0014 50,50
β
23
53,74 -5,41 1,15 -3,17 -0,0034 -151,80
β
123
- - -21,78 - - -
Q: modelo quadrático; C: modelo cúbico
S: significativo; NS: não significativo
β
1
, β
2
, β
3
, β
12
, β
13
, β
23
, β
123
são os coeficientes da equação
79
O modelo da equação é dado por:
y = β
1
X
1
+ β
2
X
2
+ β
3
X
3
+ β
12
X
1
X
2
+ β
13
X
1
X
3
+ β
23
X
2
X
3
+ β
123
X
1
X
2
X
3
,
onde Y representa a variável resposta para cada tipo de tratamento, X
1,
a fração
mássica do solvente hexano, X
2
, da acetona e X
3
do álcool etílico.
A análise estatística para o rendimento do extrato para os diferentes
tratamentos está representada na Figura 1. O modelo que melhor se ajustou aos
dados, com um coeficiente de regressão de 69,41%, foi o quadrático.
y = 60,17x
1
+61,07x
2
+39,78x
3
-29,98x
1
x
2
+47,28x
1
x
3
+53,74x
2
x
3.
(R
2
=69,41%)
y representa o rendimento e os termos x
1
(Hexano); x
2
(Acetona) e x
3
(Álcool).
FIGURA 1. Curva de nível para o rendimento do extrato de pequi (% bs), para
os diferentes tratamentos.
Pela equação do modelo observou-se efeito sinérgico com maiores
rendimentos para as proporções 1:1 de hexano-álcool etílico (61,80%) e
acetona-álcool etílico (63,86%), sendo os resultados expressos em base seca.
80
Nos tratamentos T1 (hexano) e T2 (acetona), de acordo com a equação,
também foram observados bons rendimentos, 60,17% e 61,07%,
respectivamente. O resultado obtido por Segall (2004), 48,73%, na extração do
óleo de pequi com hexano utilizando um liquidificador foi menor que o obtido
neste experimento utilizando o mesmo solvente.
Abu-Arabi et al. (2000), ao estudarem a extração sólido-líquido do óleo
de jojoba por diferentes solventes (hexano, benzeno, tolueno, éter de petróleo,
clorofórmio e isopropanol), observaram que o processo de extração está
relacionado com a semelhança da estrutura dos grupos funcionais do óleo e do
solvente, em que se aplica o princípio “semelhante dissolve semelhante”. Dessa
forma, pode-se explicar o maior rendimento de extrato utilizando acetona-
álcool etílico e hexano-álcool etílico como solvente, pois eles apresentam
diferentes polaridades e, assim, extraem-se componentes de diferentes
polaridades. O extrato obtido com acetona e hexano também apresentou bons
rendimentos. O menor rendimento do extrato foi obtido com o emprego do
álcool etílico como solvente (39,78%), o que revela que o extrato oleoso do
pequi é composto em sua maior parte por grupos funcionais apolares.
O rendimento do extrato do pequi com etanol poderia ser elevado
operando a temperaturas próximas ao ponto de ebulição (78,4ºC). Segundo
O’Brien (2004) e Treybal (1981), a solubilidade de óleos em solvente aumenta
com o aumento da temperatura e, para o etanol absoluto à temperatura de
ebulição, os óleos vegetais são praticamente solúveis. Porém, na extração do
óleo de amendoim com álcool etílico em ebulição, Baruffaldi et al. (1980) não
obtiveram rendimento satisfatório comparável ao hexano. Este fato pode estar
relacionado a outros fatores, pois a solubilidade, além de estar em função da
temperatura, pode variar também com a composição da matéria-prima e a
metodologia do estudo (Erick, 1980; Hron & Koltun, 1984).
81
Mesmo resultando em rendimentos mais baixos neste experimento, o
extrato de álcool etílico apresentou valores superiores ao encontrado por alguns
autores na extração do óleo de outros cultivares, mostrando que o pequi é um
fruto com grande potencial de extração de óleo. D’Arce & Lima (1987), ao
estudarem o emprego do álcool etílico na extração de óleo de sementes de
girassol utilizando um extrator especial, encontraram valores de 1,038% e
1,658%, para duas espécies de girassol. Já para o hexano, os valores foram de
0,800% e 1,090%. Szpiz et al. (1987) encontraram valores que variaram de
2,4% a 28,1%, para óleos provenientes de diferentes tipos de cultivares de
abacate, extraídos em aparelho Soxhlet com éter de petróleo.
As análises fisico-químicas (II, IS, acidez e IR) dos extratos para os
diferentes tratamentos foram realizadas através do ajuste do modelo
matemático aos dados experimentais.
O índice de iodo (II) é uma importante análise em óleos e gorduras
porque mede a quantidade de insaturação presente no óleo. A análise deste
índice mostrou que o modelo quadrático proposto
(y=49,19X
1
+50,15X
2
+51,34X
3
+0,39X
1
X
2
-2,01X
1
X
3
-5,41X
2
X
3
) apresentou um
coeficiente de regressão de 62,27%. Este modelo foi aceitável devido à baixa
variação entre as respostas. Com isso, pode-se afirmar que o II não foi afetado
pelo uso de diferentes solventes (polar e apolar).
Esse resultado já era esperado, pois esta análise compara apenas a
fração glicerídica presente nos diferentes extratos e esta apresenta a mesma
composição, independente do solvente utilizado.
Neste experimento, o índice de iodo apresentou valores que estão entre
49,19 g I
2
/100g de amostra e 51,34 g I
2
/100g de amostra. O valor deste índice
para a amostra controle foi de 50,69 g I
2
/100g de amostra. A literatura relata
valores mais altos para o II do óleo: 52,95 g I
2
/100g de amostra, nos trabalhos
de Silva (1994) e 56-58 g I
2
/100g de amostra, para Handro & Barradas (1971).
82
O índice de saponificação (IS) revelou a quantidade relativa de ácidos
graxos de alto e baixo peso molecular. Este índice é inversamente proporcional
ao peso molecular dos ácidos graxos presentes nos triacilgliceróis.
O modelo proposto para este índice
(y=197,49X
1
+197,20X
2
+197,22X
3
+1,03X
1
X
2
+0,16X
1
X
3
+1,15X
2
X
3
-
21,78X
1
X
2
X
3
) apresentou baixa variação entre as respostas dos ensaios dados
pelos vários tipos de solvente e suas misturas, de modo que o ajuste quadrático
foi baixo. Esse fato foi notório pelo valor do coeficiente de regressão (46,59%).
Para a amostra controle, o índice de saponificação apresentou valor de
197,23 mg de KOH/g de amostra. Resultados semelhantes foram encontrados
por Silva (1994), 198,10 mg de KOH/g de amostra e por Handro & Barradas
(1971), 195-204 mg de KOH/g de amostra.
A acidez é uma determinação analítica muito importante, pois revela o
estado de conservação do óleo. É uma variável que está relacionada com a
natureza e a qualidade da matéria-prima, a qualidade e o grau de pureza do
óleo, as condições de conservação deste e, também, com o processamento da
extração (Moretto et al., 2002).
Para os diferentes tipos de tratamento, observa-se, por meio da Figura
2, que o modelo linear ajustado apresentou R
2
de 67,19%. A acidez apresentou
significativa variação da resposta do ensaio utilizando álcool etílico e este fato
é perceptível pelas estimativas dos parâmetros da equação.
83
y = 1,54x
1
+1,75x
2
+4,00
x3
+4,00x
1
x
2
-0,77x
1
x
3
-3,17x
2
x
3.
(R
2
=67,19%)
y representa a resposta para a acidez e os termos
x
1
(Hexano); x
2
(Acetona) e x
3
(Álcool).
FIGURA 2. Curva de nível para a acidez (expresso em % de ácido oléico) para
os diferentes tratamentos.
No tratamento com álcool etílico, por meio da equação do modelo, o
extrato apresentou o maior valor para a acidez do pequi, 4,00% de ácido oléico.
Este fato pode estar relacionado com a dificuldade de separação da solução
óleo-solvente, pois a temperatura de ebulição do álcool é de 78,4ºC ou também
porque o etanol dissolve mais ácido graxo. A acidez para a amostra controle
(1,52% de ácido oléico) revelou que o extrato de pequi, extraído com água, não
afetou seu estado de conservação, assim como o extrato obtido do hexano
(1,54% de ácido oléico). Silva (1994) encontrou valor mais baixo (0,85% de
ácido oléico) para a acidez.
De forma comparativa, a análise do óleo de soja extraído utilizando
vários solventes (hexano, água e mistura de clorofórmio-metanol na proporção
84
2:1 v/v) mostrou que o índice de iodo (133-136 g I
2
/100g de amostra) e o
índice de saponificação (195-198 mg de KOH/g de amostra) não diferiram
significativamente. Já para a acidez, o valor mais alto foi o da mistura de
solvente, 1,3% de ácido oléico, em comparação com os solventes hexano e
água, 0,5% e 0,4% de ácido oléico, respectivamente (Kim & Yoon, 1990).
O índice de refração revelou que não houve diferença significativa para
os diferentes tipos de tratamento (baixa variação entre as respostas dos ensaios
dados pelos vários tipos de solvente e suas misturas), obtendo-se um valor
médio semelhante ao da amostra controle, 1,4575. Este índice pode ser alterado
não só em função dos ácidos graxos (que poderá variar de acordo com o tipo de
solvente), mas com a isomerização e a conjugação que ocorrem quando o óleo
sofre maus tratos (Elleuch, 2006). O resultado deste experimento pode ser
confirmado por meio do modelo proposto (y=1,4576X
1
+1,4586X
2
+1,4566X
3
-
0,0034X
1
X
2
-0,0014X
1
X
3
-0,0034X
2
X
3
), em que as estimativas dos parâmetros
dos componentes principais são semelhantes, e do baixo valor do coeficiente de
regressão (29,23%).
Silva (1994) encontrou valor semelhante de índice de refração para o
pequi, 1,4589, e Handro & Barradas (1971) encontraram o valor de 1,4671.
A composição em ácidos graxos do extrato de pequi, para os diferentes
tipos de tratamento, é apresentada na Tabela 3. Notou-se uma semelhança entre
os diferentes tipos de tratamento, tal como nos resultados de Dunford & Zhang
(2003), ao extrair óleo de germe de trigo com diferentes tipos de solventes:
grupo polar (etanol, iso-propanol e acetona) e apolar (n-hexano, hexano de alta
pureza e isohexano). Observa-se no extrato de pequi uma maior quantidade de
ácido óleico (ácido graxo insaturado), também verificado por Silva (1994),
seguido do ácido palmítico (ácido graxo saturado). Handro & Barradas (1971)
verificaram que o óleo de pequi é constituído, em sua maior parte, por ácidos
85
graxos insaturados, o que o carcateriza como sendo de excelente qualidade,
principalmente para o consumo.
TABELA 3. Composição, em ácidos graxos, dos óleos de pequi (%) para os diferentes tratamentos.
Ácidos graxos saturados
Caprílico Cáprico Láurico Mirístico Palmítico Margárico Esteárico Araquídico Behênico Lignocérico
C8:0 C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C17:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
T1 0,05 T T 0,09 41,55 0,11 2,52 0,19 t t
T2 0,04 Nd T 0,08 40,48 0,10 2,58 0,20 t t
T3 0,05 Nd 0,04 0,08 39,64 0,09 2,28 0,18 t t
T4 t Nd T 0,18 40,87 0,10 2,52 0,20 t t
T5 0,03 T T 0,08 40,75 0,10 2,50 0,20 t t
T6 0,05 T T 0,09 41,41 0,10 2,41 0,20 t T
T7 0,03 T T 0,09 41,50 0,50 2,44 0,20 t T
AC 0,04 T T 0,10 40,71 T 1,73 0,16 t T
Ácidos graxos insaturados
Palmitoléico Heptadecanóico Oléico Linoléico Linolênico Gadoléico
C16:1 C17:1 C18:1 C18:2 C18:3 C20:1
T1 1,11 0,10 52,90 1,10 0,24 0,15
T2 1,07 Nd 54,09 1,11 0,21 0,16
T3 1,09 0,10 54,79 1,32 0,29 0,17
T4 1,10 Nd 53,50 1,13 0,27 0,17
T5 1,05 0,09 53,69 1,13 0,23 0,16
T6 1,05 0,09 53,17 1,12 0,26 0,17
T7 1,08 0,09 52,97 1,11 0,26 0,16
AC 0,96 0,09 54,70 1,11 0,25 0,22
T= traços; Nd= não detectado; AC= amostra controle.
86
87
Na Tabela 4 comparam-se os diversos valores referentes à composição
em ácidos graxos, do óleo de pequi, encontrados na literatura. Os ácidos graxos
margárico, heptadecanóico, gadoléico, behênico e lignocérico não foram
citados. Observou-se que as concentrações citadas pelos autores estão muito
próximas das encontradas neste experimento.
TABELA 4. Composição dos ácidos graxos presentes no óleo da polpa de
pequi encontrada na literatura.
Ácidos graxos
saturados
Handro &
Barradas (1971)
Ramos Filho
(1987)
Silva (1994)
Capróico 0,8 Nd -
Caprílico 0,1 - -
Cáprico 0,1 T 0,5
Láurico 0,1 T 0,8
Mirístico 0,3 0,1 0,1
Palmítico 39,0 38,4 35,6
Esteárico 1,0 2,0 2,3
Araquídico - - 0,5
Ácidos graxos
insaturados
Palmitoléico 1,7 0,6 1,4
Oléico 52,9 57,6 57,0
Linoléico 2,8 1,4 1,8
Linolênico 1,1 -
Nd: não detectado; T: traços
Silva (1993) cita a presença de ácido oléico (52 a 54%), ácido palmítico
(39%), ácido linoléico (2%) e ácido esteárico (1%) no óleo de pequi. Segundo o
autor, esta composição é compatível com a emulsão epicutânea, o que justifica
seu uso em formulações cosméticas e farmacêuticas.
88
A composição dos ácidos graxos do óleo de pequi, segundo Lima &
Mancini Filho (2004), revelou a predominância dos ácidos oléico, linoléico,
palmítico e, em menor quantidade, os ácidos esteárico, linolênico, vacênico,
palmitoléico e araquídico. Os valores encontrados revelam alta discrepância com
outros trabalhos, o que levou o autor a concluir que o óleo era adulterado, por
exemplo, pela adição de óleo de soja.
Em relação ao teor de carotenóides, conforme as curvas de níveis
ilustradas na Figura 3 e obtidas por meio de um modelo quadrático com R
2
de
aproximadamente 66%, observaram-se os seguintes resultados:
y = 199,50x
1
+300,50x
2
+296,10x
3
+50,20x
1
x
2
+50,50x
1
x
3
-151,80x
2
x
3.
(R
2
=66,42%)
y representa a resposta para o teor de carotenóides e os termos
x
1
(Hexano); x
2
(Acetona) e x
3
(Álcool).
FIGURA 3. Curva de nível para o teor de carotenóides (µg/g), para os diferentes
tratamentos.
89
O efeito mais significativo, de acordo com a equação, foi o tratamento
utilizando acetona (T2) e álcool etílico (T3), no qual observam-se os maiores
valores, 300,50
µ
g/g e 298,59
µ
g/g, respectivamente. Para a amostra controle, o
teor de carotenóides foi de 202,72µg/g, sendo maior apenas que o hexano
(199,50µg/g).
Sachindra et al. (2005), ao estudarem a recuperação de carotenóides de
resíduos de camarão por vários solventes, observaram que o maior teor foi
obtido da mistura de isopropanol e hexano (1:1), 43,90µg/g de resíduo. Com
relação aos extratos obtidos a partir dos solventes (hexano, acetona e álcool
etílico), verificicou-se que, semelhante a este experimento, a acetona obteve o
maior valor (40,6µg/g), seguido do álcool etílico (31,9µg/g) e, por último, o
hexano (13,1µg/g). Para a mistura de hexano-acetona (1:1), o valor obtido foi
de 38,5µg/g. Com base nesses resultados, pode-se afirmar que o teor de
carotenóides foi menor quando se extraiu com solvente apolar, tal como o
hexano.
Delgado-Vargus et al. (2000) relataram as vantagens e as desvantagens
do uso de vários solventes orgânicos para a extração de carotenóides e
verificaram que, para amostras úmidas, não é recomendado o uso de solventes
apolares. Contudo, De Ritter & Purcell (1981) verificaram que a extração
completa deve ser realizada em amostras com baixo teor de umidade pelo uso
da mistura de solventes apolares e levemente polares. Este fato foi confirmado,
neste experimento, pelo rendimento obtido para as diferentes misturas, hexano-
acetona e hexano-álcool etílico.
O resultado obtido neste trabalho revela que a extração do óleo de pequi
com solvente tem grande potencial de aplicação ao apresentar alto rendimento.
O tipo de solvente a ser utilizado na extração do óleo de pequi depende do teor e
da composição do extrato e, conseqüentemente, da finalidade do mesmo.
90
Entretanto, alguns fatores são essenciais para a decisão sobre qual solvente
utilizar no processo de extração.
O extrato obtido com acetona e hexano apresentou os maiores
rendimentos, principalmente suas misturas com o álcool etílico. Com relação às
propriedades fisico-químicas analisadas, tais como índice de iodo, índice de
saponificação e índice de refração, não houve diferença entre os diferentes
tratamentos. A acidez revelou que o extrato obtido com álcool etílico
apresentou o valor mais alto e um processo de purificação deve ser feito para
aumentar a vida de prateleira do óleo quando extraído com este solvente. Outra
característica importante para a utilização do óleo é a composição em ácidos
graxos. Independente do solvente, o óleo de pequi se mostrou viável tanto para
o consumo (devido à grande composição em ácidos graxos insaturados) quanto
para o uso em formulações cosméticas e farmacêuticas. Houve menor perda de
carotenóides do extrato obtido com acetona e álcool. Este dado é importante,
pois, além da ação protetora dos carotenóides contra a oxidação, mostra o
potencial deste óleo como alimento funcional.
91
6 CONCLUSÃO
Pode-se concluir que os maiores rendimentos de óleo foram obtidos na
extração com acetona e hexano, principalmente suas misturas com álcool etílico.
Os diferentes tipos de solvente não influenciaram no índice de iodo, de
saponificação e de refração. A acidez apresentou o maior valor para o extrato
obtido com álcool etílico. Os maiores teores de carotenóides no extrato foram
obtidos com o emprego de acetona e álcool etílico como solventes puros. O
perfil de ácidos graxos na fração oleosa dos extratos não variou com os
diferentes tipos de solventes e suas misturas.
92
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