Caracterização do óleo de sementes de maracujá doce (Passiflora alata Curtis) e de maracujá azedo (Passiflora edulis f. flavicarpa) obtido por diferentes métodos de extração

Orientadora : Prof. Dr. Marcos L. CorazzaCoorientadora : Profª Drª Agnes de Paula ScheerTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 25/08/2017Inclui referências : f. 98-118Resumo: No Brasil, parte da produção de maracujá cultivado sob o sistema orgânico é utilizado por algumas indústrias para a fabricação de sucos e geleias. Este processamento gera resíduos, como as sementes, que são subutilizadas. Devido ao interesse em identificar um melhor aproveitamento dessas sementes e da escassez de pesquisas sobre o uso do propano no estado subcrítico na extração de óleos de fontes vegetais, este estudo teve como objetivo avaliar o potencial da tecnologia subcrítica utilizando o propano comprimido na recuperação do óleo de sementes de maracujá doce (Passiflora alata Curtis) e de maracujá azedo (P. edulis f. flavicarpa) orgânicos e comparar os rendimentos e a qualidade dos óleos obtidos por essa tecnologia com as técnicas de extração em Soxhlet utilizando n-hexano e etanol como solventes e com a extração assistida por ultrassom utilizando etanol como solvente. A extração com propano comprimido foi realizada em escala piloto, nas seguintes combinações de pressão e temperatura: 2 MPa-30 °C, 2 MPa-60 °C e 8 MPa-30 °C, por 180 minutos. Testes preliminares foram feitos para identificar os parâmetros de processo que proporcionassem o maior rendimento para a extração assistida por ultrassom e os resultados indicaram a razão de semente:solvente (m/v) de 1:50 e a temperatura de 60 °C como sendo as melhores condições de processo. Foram obtidas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) das sementes antes e após os processos de extração. Foram realizadas análises para a caracterização físico-química, do perfil dos ácidos graxos, da estabilidade térmica, além da identificação de tocoferóis e da análise da atividade antioxidante e antimicrobiana dos óleos. Os maiores rendimentos foram de 28,33% e 26,12% para o óleo de sementes de maracujá doce e azedo orgânicos, respectivamente, utilizando a extração em Soxhlet com n-hexano. Entre as técnicas não convencionais, a extração com propano comprimido resultou nos maiores rendimentos, de 24,68% para o óleo de sementes de maracujá azedo orgânico obtido a 8 MPa e 30 °C e 23,68% para o óleo de sementes de maracujá doce orgânico obtido a 2 MPa e 60 °C. As imagens de MEV demonstraram o intenso efeito das extrações utilizando Soxhlet com n-hexano e com propano comprimido sobre as células oleosas das sementes, o que permitiu maior liberação de óleo dessas estruturas, resultando em alto rendimento de extração. As características físico-químicas dos óleos atendem a legislação vigente e são compatíveis com as de outros óleos vegetais comestíveis. Os óleos são ricos em ácidos graxos poli-insaturados, sendo o ácido linoleico predominante e presente em quantidade significativamente maior no maracujá doce (maior valor de 72,89%, obtido a 8 MPa-30 °C). As extrações com propano comprimido a 30 °C e pressão de 2 e 8 MPa proporcionaram porcentagens maiores de ácidos graxos poli-insaturados nos óleos em relação aos outros métodos. Foram identificados os homólogos ?-, ?- e ?-tocoferol em todos os óleos estudados. Os óleos apresentaram alta estabilidade térmica até 300 °C. Todos os óleos apresentaram atividade antioxidante bem como inibiram o crescimento dos microrganismos Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus e Bacillus cereus. Palavras-chave: Extração subcrítica. Propano comprimido. Extração assistida por ultrassom. Semente de maracujá. Passiflora alata Curtis. Cultivo orgânico.Abstract: In Brazil, part of the passion fruit cultivated under the organic system is used by some industries to manufacture juices and jellies. This processing generates residues, such as seeds, which are underutilized. Due to the interest in identify a better use of these seeds and the scarce researches on the use of compressed (subcritical) propane in the extraction of oils from vegetable sources, the aim of this study was to evaluate the potentialities of subcritical compressed propane technology to recover the oil from sweet (Passiflora alata Curtis) and yellow (P. edulis f. flavicarpa) passion fruit seeds and compare the results with Soxhlet extraction method using n-hexane and ethanol as solvents and ultrasound-assisted extraction using ethanol as solvent. The extraction with compressed propane was conducted in pilot scale in the following pressures and temperatures combination: 2 MPa-30 °C, 2 MPa-60 °C and 8 MPa-30 °C, for 180 minutes. Preliminary tests were done to identify process parameters that provided the highest yield for ultrasound-assisted extraction and the results indicated the ratio of 1:50 (seed:solvent; m/v) and the temperature of 60 °C as the best process conditions. Scanning electron microscopy (SEM) images were obtained from seeds before and after extraction processes. Analysis were carried out to identify the physico-chemical characterization, fatty acid profile, thermal stability, tocopherol content, antioxidant and antimicrobial activity of the oils. The higher extraction yields were of 28.33% and 26.12% to the oils of organic P. alata and P. edulis, respectively, using Soxhlet extraction method with n-hexane. Among the unconventional techniques, extraction with compressed propane resulted in the highest yields, with 24.68% at 8 MPa-30 °C (organic P. edulis seed oil) and 23.68% at 2 MPa-60 °C (organic P. alata Curtis seed oil). SEM images demonstrated the intense effect of extractions using Soxhlet with n-hexane and with compressed propane on the oil-bearing cells of the seeds, which allowed greater oil release from these structures, resulting in high extraction yield. Regarding the physico-chemical characteristics of the oils, the results comply with the current legislation and are compatible with those of edible vegetable oils. The oils are rich in polyunsaturated fatty acids, with linoleic acid being predominant and present in significantly greater amounts in sweet passion fruit seed oil (higher value of 72.88% obtained at 8 MPa and 30 °C). The extraction with compressed propane at 30 °C and 2 and 8 MPa provided higher percentage of unsaturated fatty acids than other methods. The homologues ?-, ?- and ?-tocopherol were identified in all the oils studied. The oils presented high thermal stability up to 300 °C. All the oils presented antioxidant activity as well as inhibited the growth of the microorganisms Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus and Bacillus cereus. Keywords: Subcritical fluid extraction. Compressed propane. Ultrasound-assisted extraction. Passion fruit seed. Passiflora alata Curtis. Organic farming