COMPOSTOS BIOATIVOS

Campo da invenção:

[001] A invenção aqui descrita se insere no campo da química dos produtos naturais, mais especificamente no que se refere à obtenção de bioativos a partir da casca de maracujá, e faz referência a um processo de extração usando líquido pressurizado (PLE) para a obtenção de extrato fenólico, compreendendo os compostos orientina, isoorientina, vitexina, isovitexina e vicenina.

Fundamentos da invenção:

[002] Extratos vegetais ricos em compostos bioativos têm ganhado, nos últimos anos, uma significativa parcela do mercado. Paralelamente, há uma preocupação com o método aplicado para obtenção do extrato vegetal devido às questões ambientais e da qualidade do produto.

[003] Devido a estes fatos, processos de extração utilizando fluidos pressurizados são muito importantes e altamente desejáveis uma vez que consistem em técnicas de extração limpa e rápida, cujo extrato resultante é considerado seguro, sendo possível utilizá-lo nas indústrias de alimentos, fármacos, nutracêuticos e cosméticos.

[004] Os processos utilizados até o presente momento para recuperação do extrato da casca de maracujá são baseados em extrações estáticas e a baixa pressão (pressão atmosférica) .

[005] As técnicas até então usadas são conhecidas como técnicas convencionais e, em geral, possuem menor eficiência em termos do rendimento dos compostos extraídos, do tempo de extração ou razão entre massa (S) de solvente e massa (F) de matéria-prima (S/F), do escalonamento, e dos solventes utilizados .

[006] 0 estudo do artigo "Influence of Extraction condictio on antioxidant properties of Passion fruit (Passiflora edulis) pell", de Wong et al. (2014), se refere à extração em pressão ambiente e estática da casca de maracujá, em outras palavras, a matéria-prima foi mantida em contato com misturas de etanol/água (0-100 %), sob agitação (150 rpm) por 60 minutos, em temperaturas entre 25 e 60 °C, numa proporção S/F de 10, sendo que a melhor condição de extração foi identificada como 60% etanol e 30 °C. Diferentemente, a presente invenção propõe extração dinâmica, que consiste em estabelecer um fluxo de solvente através da matéria-prima, sob pressão de 10 MPa. Sendo as melhores condições de extração de 60 °C, 70% de etanol e S/F de 16.

[007] Em "Extração de compostos bioativos de sementes de maracujá-azedo (Passiflora edulis) utilizando líquidos pressurizados", de Barrales et al- (2014), houve a obtenção de compostos fenólicos a partir de bagaço de maracujá pela técnica de extração com líquidos pressurizados. Foram testadas as seguintes condições: temperatura entre 30 e 80 °C; percentual de etanol em água como solvente entre 0 e 100%, a pressão fixa de 10 Mpa, sendo que a melhor condição de operação é 55 °C e 100% de etanol. Não há referência à razão entre a massa de solvente e massa de amostra utilizada (S/F) , embora tenha sido reportado que o tempo de extração foi de 60 minutos, a vazão de solvente de 3 g/min e a massa de amostra em cada experimento de 5 g. [008] A presente invenção obtém compostos fenóiicos que são diferentes dos obtidos do bagaço. A partir da casca de maracujá, pela técnica de extração com líquidos pressurizados, foram obtidos os fenóiicos: isoorienta, orientina, isovitexina, vitexina e vicenina. Embora as condições de extração testadas sejam próximas às condições apresentadas no documento de anterioridade, as condições consideradas melhores são diferentes. Especial atenção deve ser dada ao S/F, a uma vazão de solvente de 2,4 g/min e 3 g de amostra, o S/F de 16 kg/kg é o suficiente para a obtenção dos compostos acima citados. Se esse valor de S/F fosse transformado para tempo, representaria um tempo de extração de 20 minutos, que é 3 vezes menor que o tempo usado na extração descrita no dito documento. Na indústria isso representa economia de solvente e maior produtividade de extrato, pois maior número de bateladas é obtido quando o tempo de extração é menor.

[009] Outro ponto importante é quanto à faixa de concentração de solvente. O processamento da casca precisou superar o desafio tecnológico da geleficação da casca para permitir a obtenção do extrato. Logo, a faixa de concentração de solvente estudada é a faixa em que o processo de extração pode ser realizado. Fora deste limite, a casca do maracujá gelifica e torna impossível o processo de extração por líquido pressurizado. Com base nestas peculiaridades do processo, não seria obvio para um técnico no assunto reproduzir a presente invenção e chegar às condições ótimas sem antes passar pelo criterioso estudo que é apresentado e explicado neste documento.

[010] O documento BR1020160149762 revela um processo sequencial de extração para obter quatro distintas frações de extrato a partir do bagaço de maracujá sendo que a quarta etapa apresentada no documento diz respeito a extração com liquido pressurizado para obter compostos fenólicos, tendo piceatanol como o principal deles, do bagaço de maracujá desengordurado por extração supercritica .

[011] A presente invenção obtém compostos fenólicos que são diferentes dos obtidos do bagaço. A partir da casca de maracujá, pela técnica de extração com líquidos pressurizados, foram obtidos os fenólicos: isoorienta, orientína, isovitexina, vitexina e vicenina. Embora as condições de extração testadas sejam próximas às condições apresentadas no documento de anterioridade, as condições consideradas melhores são diferentes. Conforme já esclarecido, especial atenção deve ser dada ao S/F, a uma vazão de solvente de 2,4 g/min e 3 g de amostra, o S/F de 16 kg/kg é o suficiente para a obtenção dos compostos acima citados. Se esse valor de S/F fosse transformado para tempo, representaria um tempo de extração de 20 minutos. Na indústria isso representa economia de solvente e maior produtividade de extrato, pois maior número de bateladas é obtido quando o tempo de extração é menor.

[012] Outro ponto importante é quanto à faixa de concentração de solvente. O processamento da casca precisou superar o desafio tecnológico da geleficação da casca para obter o extrato. Logo, a faixa de concentração de solvente estudada é a faixa em que o processo de extração pode ser realizado. Fora deste limite, a casca do maracujá gelifica e torna impossível o processo de extração por líquido pressurizado. Tal dificuldade não é encontrada no processamento do bagaço, pois o bagaço não contém pectina, que é o polissacarídeo gelificante. Com base nestas peculiaridades do processo, não seria óbvio reproduzir a invenção e chegar às condições ótiraas sem. antes passar pelo criterioso estudo que é apresentado e explicado neste documento .

[013] Acrescenta-se ainda outra importante informação, a composição da casca e do bagaço de maracujá são muito distintas. Ambas as matérias-primas têm como origem o fruto do maracujá. Para um leigo, seria óbvio esperar que as mesmas substâncias fossem obtidas a partir de ambas as matérias- primas, bem como nas mesmas condições de extração. Mas elas não são, substâncias distintas são obtidas em condições ótimas de extração também distintas. Mais uma vez, não seria óbvio reproduzir a tecnologia aplicada ao bagaço, na casca, e esperar os melhores resultados.

[014] A tecnologia desenvolvida é um método de extração continuo que permite que o solvente isento de soluto permeie os poros das partículas da matéria-prima intensificando a extração. Além disso, facilita o escalonamento do processo para a aplicação do extrato nas indústrias de alimentos, fármacos, nutracêuticos e cosméticos em larga escala.

Breve descrição da invenção:

[015] A invenção ora descrita se refere a um processo de extração que utiliza líquido pressurizado para obtenção de compostos químicos bioativos da casca de maracujá, e ao uso dos referidos compostos bioativos.

[016] O processo de extração compreende as etapas:

a) carregar a célula de extração com a casca de maracujá; b) estabelecer o fluxo de solvente etanol/água para o interior da célula com a válvula de bloqueio após a célula estancada; c) manter a pressão entre 5 e 40 Mpa, preferencialmente 10 Mpa, e a temperatura entre 30 e 100 °C, preferencialmente 60 °C;

d) iniciar a extraçao pelo estabelecimento de fluxo constante de solvente;

e) recuperar o extrato e o solvente após a válvula micrométrica de controle de fluxo em um recipiente de coleta; f) finalizar a extraçao quando atingido a fraçâo de S/F preferencial de 16 kg/kg.

Breve descrição das figuras:

[017] Para obter completa visualização do objeto desta invenção, são apresentadas as figuras às quais se faz referências, conforme se segue.

[018] A Figura 1 representa uma unidade de extraçao típica habilitada para PLE. A unidade de extraçao é composta por: R - reservatório de líquido; B - bomba; BA - banho de aquecimento; 1-1 - indicadores de pressão; I -2 - indicador de temperatura; VS - válvula de segurança; CE - célula de extraçao; V-1, V-2 - válvula de bloqueio; V-3 - válvula micrométrica; IC - controlador de temperatura.

[019] A Figura 2 representa graficamente a cinética de obtenção do Conteúdo de fenólicos totais (TPC) obtido pela PLE a 60 °C e 70% de etanol (v/v) .

Descrição detalhada da. invenção:

[020] A presente invenção trata-se de um processo de extraçao de compostos bioativos da casca do maracujá, usando extraçao com líquidos pressurizados (PLE) .

[021] O referido processo compreende as etapas de:

a) carregar a célula de extraçao com a casca de maracujá; b) estabelecer o fluxo de solvente etanol/água, sendo a concentração de 60 a 100 % m/m, preferencialmente 70% m/m, para o interior da célula com a válvula de bloqueio após a célula estancada;

c) manter a pressão entre 5 e 40 Mpa, preferencialmente 10 Mpa, e a temperatura entre 30 e 100 °C, preferencialmente 60 °C;

d) iniciar a extração pelo estabelecimento de fluxo constante de solvente;

e) recuperar o extrato e o solvente após a válvula micrométrica de controle de fluxo em um recipiente de coleta; f) finalizar a extração quando atingido a fração de S/F de preferencialmente 16 kg/kg.

[022] A matéria-prima utilizada no processo da invenção corresponde à casca de maracujá, resultante do processo de separação da polpa deste fruto. A casca pode ser usada in natura ou desidratada. No entanto, antes de submetida ao processo de extração, é importante que a casca seja triturada para diminuir o tamanho das partículas da matéria-prima. A diminuição do tamanho das partículas favorece a transferência de massa durante a extração. As partículas devem, preferencialmente, apresentar diâmetro inferior a 2 mm.

[023] 0 resultado deste processo de extração consiste na obtenção de extrato que apresenta compostos fenólicos tais como isooríenta, orientina, ísovitexina, vitexina e vicenina. 0 mencionado extrato apresenta atividade biológica e pode ser usado diretamente ou incorporado como ingrediente em indústria de alimentos, fármacos, nutracêuticos e cosméticos .

Exemplo de concretização: [024] Para chegar às condições ótimas de PLE, foi realizado um planejamento experimental para testar as variáveis temperatura (30-100 °C) e composição do solvente etanol em água (60-100%), totalizando 9 experimentos, conduzidos em duplicata.

[025] O equipamento usado nos processos de extraçao está representado no esquema da Figura 1. Um liquido ou uma mistura liquida de solventes foi armazenado no reservatório de liquido. 0 deslocamento e a pressurização do solvente foram realizados pela bomba. O fluido foi aquecido, e então atravessou a célula de extração que continha a matéria-prima . Solvente e soluto foram recolhidos em recipiente de coleta após a válvula micrométrica .

[026] Para estabelecer o método de extração, as variáveis temperatura e composição do solvente foram testadas. A temperatura foi avaliada na faixa de 30 a 100 °C. O solvente usado foi mistura de etanol e água, e foram testadas diferentes percentagens de etanol entre 60 e 100% (v/v) .

[027] Cada experimento foi conduzido da seguinte forma: pesou-se uma quantidade de matéria-prima (3 g) e colocou-se no extrator; fluxo de solvente foi bombeado para o interior da célula de extração e o solvente mantido em contato com a amostra por 10 minutos com a válvula de bloqueio anterior à válvula micromética estancada; após, tal válvula foi aberta e o processo de coleta de extrato iniciado; o processo foi interrompido quando a razão S/F (massa de solvente/massa de matéria-prima) atingiu o valor de 45. A vazão de solvente foi de 2.4 g/min e a pressão mantida em 10 MPa.

[028] Todos os extratos foram analisados quanto ao rendimento global, conteúdo de fenólicos totais, conteúdo de fenólicos e capacidade antioxidante. Os principais resultados destes experimentos estão sumarizados nas Tabelas 1, 2 e 3.

[029] Pode-se observar que a PLE foi comparada com outros métodos de extraçâo como Soxhlet e maceraçao. Com base nos resultados apresentados, pode-se visualizar que toda a faixa de temperatura e composição solvente estudada é capaz de obter extrato da casca de maracujá via PLE e que a condição de 60 °C e 70% de etanol (v/v) resultaram em maior rendimento global, maior conteúdo de fenólicos totais, maior conteúdo de compostos fenólicos ( isoorientina , orientina, isovitexina, vitexina e vicenina) e maior capacidade antioxidante. Também se pode observar que a PLE apresentou melhor desempenho do que os outros métodos de extração. O experimento que resultou em melhor desempenho de extração foi submetido ao estudo cinético, o qual mostrou que um S/F suficiente para extrair os compostos desejados não precisa ser maior que S/F = 16, como mostra a Figura 2.