Supercritical extraction from oilseed plants : global yield, extraction kinetics, chemical composition and antioxidant activity

Resumo: Extratos brutos e princípios ativos extraídos de plantas nativas brasileiras possuem características altamente atrativas por serem capazes de prover, além da nutrição básica, benefícios à saúde ou medicinais como a prevenção e/ou tratamento de doenças. A extração com fluido supercrítico (SFE) caracteriza-se pela obtenção de extratos de elevada qualidade, sem os inconvenientes da presença de resíduos de solventes e da alteração das propriedades do extrato, associados aos processos de extração convencionais. Apesar dessa tecnologia já estar sendo estudada há muitos anos no Brasil, e da vasta disponibilidade de matéria-prima de alta qualidade e baixo custo no País, ainda não existe na América Latina nenhuma planta industrial. O objetivo deste trabalho foi identificar os parâmetros de processo da extração SFE, utilizando CO2 como solvente, para a maximização do rendimento de extratos de polpa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) e determinação dos rendimentos de extratos de sementes de café verde (Coffea arábica) em diferentes tamanhos de partículas. Compararam-se os extratos obtidos via SFE com os extratos comerciais existentes no mercado. Para a avaliação do processo, verificou-se o perfil fitoquímico dos extratos e suas atividades antioxidantes. A identificação dos compostos presentes nos extratos foi feita por CCD, espectrofotômetro-UV, CG-FID e HPLC-UV. A atividade antioxidante foi determinada através da reação acoplada de ácido linolênico e ß-caroteno. Extratos de café verde foram obtidos a 323 K e 30 MPa obtendose rendimentos globais em base seca iguais a 0,9 ± 0,2%, 4 ± 2% e 8 ± 1%, para sementes quebradas, partículas de mesh 16 e sementes moídas, respectivamente. Extratos de polpa de pequi foram obtidos no intervalo de pressão de 20 a 40 MPa nas temperaturas de 323 e 333 K. O maior rendimento obtido em base seca foi igual a 64,3 ± 0,3% a 333 K e 40 MPa. A quantidade de carotenóides totais (78 ± 26 mg Carotenóides totais/100g extrato) e de fenóis totais (1,6 g GAE/100g extrato) de extratos de pequi obtidas via SFE foram maiores que a do extrato comercial (31 ± 1 mg Carotenóides totais/100g extrato e 1,1 ± 0,3 g GAE/100g extrato, respectivamente). Os ácidos graxos majoritários em todos os extratos SFE foram o ácido palmítico e o ácido oléico. Entre os tocóis identificados, a-tocoferol e a-tocotrienol estavam presentes em todos os extratos analisados. Os extratos de pequi, SFE e comercial, tiveram atividade antioxidante inferior ao ß-caroteno conforme determinado pelo método da reação acoplada com ácido linolênicoAbstract: Crude extracts and active compounds extracted from Brazilian native plants have characteristics highly attractive since they are able to provide, in addition of the basic nutrition, benefits for health or medical as the prevention and/or treatment of diseases. Supercritical fluid extraction (SFE) is characterized by obtaining extracts of high quality, without the disadvantages of the presence of solvents residue and changing the extract´s properties, associated to conventional extraction processes. Although this technology is already being studied for many years in Brazil, and the wide availability of raw material of high quality and low cost in the country, yet there is no Latin American industrial unit. The objective of this study was to identify the parameters of the SFE process, using CO2 as solvent, for maximum yield of pequi pulp extracts (Caryocar brasiliense Camb.) and determination of yield in extract from green coffee bean (Coffea arabica ) using particles of different sizes. SFE extracts were compared with commercial extract. For the process evaluation, it was verified the extracts phytochemical profile and their antioxidant properties. The identification of the compounds present in the extracts was made using TLC, Spectrophotometer-UV, GC-FID and HPLC-UV. The antioxidant activity was determined using the coupled reaction of ß-carotene and linolenic acid. Green coffee beans extracts were obtained at 323 K and 30 MPa. The globals yields on dry basis were 0.9 ± 0.2%, 4 ± 2% and 8 ± 1% for broken seeds, particles of mesh 16 and ground seeds, respectively. Pequi pulp extracts were obtained for pressures of 20 to 40 MPa at temperatures of 323 and 333 K. The largest global yield on dry basis was 64.3 ± 0.3% at 333 K and 40MPa. The total carotenoids (78 ± 26 mg total carotenoids /100g extract) and total phenols (1.6 g GAE/100g extract) from pequi extracts obtained by SFE were higher than that of the commercial extract (31 ± 1 mg total carotenoids /100g extract and 1.1 ± 0.3 g GAE/100g extract, respectively). The main components detected in the SFE extracts were oleic acid and palmitic acid. Among the identified tocois, a-tocopherol and a-tocotrienol were present in all extracts analyzed. The pequi extracts, SFE and commercial, exhibited antioxidant activity smaller than that of the control (ß-carotene) as measure by the coupled reaction with linolenic aci