Avaliação da seletividade da extração com CO2 supercrítico das folhas de Eugenia involucrata (cerejeira-do-mato) da floresta ombrófila mista de Santa Catarina

Abstract

A Floresta Ombrófila Mista (FOM), também chamada Floresta com Araucárias, predominante no sul do Brasil, é uma formação florestal cuja biodiversidade é de extrema importância ambiental, econômica e cultural. A intensa e predatória exploração madeireira das araucárias provocou uma drástica redução da área originalmente ocupada pela espécie, levando-a a ser considerada como ameaçada de extinção e como criti-camente em perigo desde 2006. No ímpeto de amortecer os danos causados nessa formação florestal, a Fundação Grupo Boticário e a Fundação CERTI uniram-se em 2012 para dar início ao projeto Araucária+, cujo objetivo geral é de estruturar um ambiente de inovação para a conservação da FOM, com foco na valorização das cadeias produtivas do pinhão, da erva-mate e, por que não, de produtos de outras espécies presentes na FOM, como compostos bioativos de interesse farmacêutico, cosmético ou alimentício. Nesse contexto, o presente trabalho propõe o estudo do extrato das folhas da espécie Eugenia involucrata, conhecida como cerejeira-do-mato e nativa dessa formação florestal, com ênfase na utilização da tecnologia de extração com fluido supercrítico (ESC), um método promissor em termos de seletividade, eficiência, pureza do produto e compatibilidade ambiental. Devido ao caráter seletivo dessa técnica, acredita-se que seus extratos possam resultar em um maior teor dos compostos característicos dessa planta do que aqueles obtidos por técnicas convencionais, além de uma melhor qualidade do produto. Para confirmar essa hipótese, foram realizados experimentos de extração com as técnicas Soxhlet com hexano, hidro-destilação em aparato Clevenger e ESC com CO2 como solvente sob diversas condições operacionais (80-200 bar e 33-47 °C), submetendo todos os tipos de extrato à análise em cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa (GC/MS) e à avaliação de potencial antioxidante pelo método ß-caroteno/ácido linoleico. Seus desempenhos foram comparados também em relação ao rendimento. A técnica de ESC resul-tou em um rendimento mássico global intermediário entre Soxhlet (4%) e hidrodestilação (0,37%), sendo de cerca de 1% para diversas condições. As curvas de extração e o gráfico da variação do rendimento global com a densidade do CO2 supercrítico foram obtidos para tentar compreender os fenômenos envolvidos na transferência de massa do processo ESC e para determinar o tempo de extração para componentes específicos. Os compostos principais encontrados no óleo essencial e extratos hexânico e supercrítico das folhas de E. involucrata foram os sesquiterpenos ß-elemeno, biciclogermacreno, germacreno D e cariofileno, além de vitamina E para o caso dos extratos ESC. O método ESC se mostrou mais seletivo que o Soxhlet e tão seletivo quanto a hidrodestilação em relação ao teor de ß-elemeno e biciclogermacreno em conjunto; ainda, para um determinado momento da sua dinâmica de extração, a ESC demonstrou uma seletividade também superior à hidrodestilação, exibindo um teor de 100% de ß-elemeno + biciclogermacreno para a fração volátil do extrato no período entre 50 e 80 minutos de ESC. Os extratos ESC e Soxhlet resultaram em alta atividade antioxidante (>90%), enquanto o óleo essencial foi considerado inativo (<10%). Foi possível concluir que o extrato ESC combina os aspectos positivos dessas duas técnicas con-vencionais, como o alto teor de ß-elemeno e biciclogermacreno do óleo essencial e o alto potencial antioxidante do extrato hexânico.

Abstract : The Mixed Rain Forest (MRF), also known as Araucaria Forest, predominant in Southern Brazil, owns a very important biodiversity under environmental, economic and cultural aspects. An intense exploitation of Araucaria angustifolia by the wood sector has caused a dramatic decrease of the area originally occupied by this species, leading it to the status of extinction threatened species and critically endangered since 2006. In an attempt to repair the damages caused to this forest, the Fundação Grupo Boticário and the Fundação CERTI became partners in 2012 to initiate a project called Araucária+, aiming to create an innovation environment to the conservation of MRF. The focus of this project lays on the valorization of pinion and yerba mate production chains, and also in the development of new valuable products originated from other MRF native species, such as bioactive compounds with applications in pharma-ceutical, cosmetic or food industry. In this context, the current work proposes the evaluation of the extract from the leaves of Eugenia involucrata, known as ?cerejeira-do-mato?, exploring the supercritical fluid extraction (SFE) technology as the main route, which is a promising method with respect to selectivity, efficiency, purity and environmental compatibility. Owing to its selectivity, the supercritical extracts may result in a higher content of the plant?s main compounds and higher product quality compared to conventional techniques. To confirm this hypothesis, extraction experi-ments were performed using Soxhlet with hexane, hydrodistillation and SFE with CO2 as solvent under several operational conditions (80-200 bar and 33-47°C). All the extracts were proceeded to chemical profile analysis in GC/MS and to antioxidant activity evaluation using the ß-carotene/linoleic acid method. The performances were also compared with regard to the global yield of extract. The SFE yielded approximately 1% of extract under many conditions, which was lower than the Soxhlet yield (4%) but greater than the essential oil yield by hydrodistillation (0,37%). The extraction curves and a plot of global yield as a function of supercritical CO2 density were obtained in an attempt to elucidate the phenomena involved in the SFE mass transfer and to determine the extraction time of specific compo-nents. The major compounds identified in the essential oil, Soxhlet and SFE extracts were the sesquiterpenes ß-elemene, bicyclogermacrene, germacrene D and caryophyllene, besides vitamin E in the case of SFE extracts. The SFE method has shown to be more selective than Soxhlet and as selective as hydrodistillation regarding the ß-elemene and bicyclo-germacrene overall content; additionally, in a given moment of its extraction dynamics (50-80 minutes), the SFE has exhibited an even higher selectivity, with a ß-elemene + bicyclogermacrene content of 100% in the volatile fraction of the extract, which is superior than the hydrodistillation content of 65% for both components together. The Soxhlet and SFE extracts resulted in high antioxidant activity (>90%) while the essential oil was considered inactive (<10%). It was possible to conclude that the SFE extracts combines the positive aspects of both conventional techniques tested, such as the high ß-elemene + bicyclo-germacrene content in the essential oil and the high antioxidant potential of the Soxhlet extract.