Extração líquido-líquido de carotenoides do óleo de pequi (Caryocar brasiliense)

Abstract

O óleo de pequi é um produto obtido a partir da polpa e amêndoa do pequi, um fruto nativo do cerrado brasileiro, ainda pouco explorado economicamente. É um produto rico em compostos bioativos, tais como carotenóides, ácidos graxos e vitaminas do tipo A, C e E, biocompostos de uso nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. Dentre estes, os carotenoides do óleo de pequi podem aumentar a disponibilidade de pigmentos naturais no mercado e agregar valor à cadeia produtiva do pequi. Neste contexto, a extração líquido-líquido é uma operação unitária adequada à separação desses pigmentos, pois pode ser realizada em temperatura ambiente, o que auxilia na preservação dos carotenoides que são compostos termossensíveis. Contudo, dados relacionados a separação de pigmentos de óleos vegetais e outras matrizes graxas ainda são escassos em literatura, o que dificulta a otimização do processo. Neste contexto, este trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de processos de separação de pigmentos e outros biocompostos, através de dados obtidos com a extração líquido-líquido de carotenoides do óleo de pequi utilizando solventes de baixa toxicidade em diferentes condições operacionais. Assim sendo, após a caracterização físico-química e reológica do óleo, foram determinados dados de equilíbrio líquido-líquido para os sistemas pseudobinários compostos por Óleo de pequi + ácido acético, Óleo de pequi + DMSO e Óleo de pequi + etanol, nas temperaturas 25°C, 35°C e 45°C, utilizando as proporções solvente-óleo 50/50, 60/40, 65/35 e 70/30. Dessa forma, tendo em vista que o maior coeficiente de partição foi alcançado a 35°C utilizando ácido acético numa proporção solvente-óleo 65/35, executou-se nas mesmas condições a extração em múltiplos estágios, a qual possibilitou uma recuperação de 61,52% do total de carotenoides inicialmente presentes no óleo, valor que excede em 50,44% do total recuperado nas mesmas condições utilizando um único estágio. Além disso, foram realizas extrações utilizando misturas dos solventes ácido acético-DMSO e ácido acético-acetona bem como a determinação dos dados de equilíbrio para esses sistemas. A correlação dos dados experimentais para construção da curva binodal foi feita utilizando a metodologia de Merchuk, Andrews e Asenjo (1998), e o melhor desempenho de extração foi obtido pelo sistema óleo de pequi + ácido acético + acetona, demonstrando que o uso da acetona como co-solvente contribui para eficiência da extração de pigmentos naturais em matrizes graxas. Ademais, para todos os sistemas pseubinários e pseudoternários avaliados neste estudo foi visto que o aumento da temperatura promove uma diminuição da região bifásica, na qual é possível realizar a separação de carotenoides e outros compostos presentes no óleo, utilizando-se o método de extração líquido- líquido. Palavras-Chave: Caryocar brasiliense. Vitamina A. Extração líquido-líquido. Dados de Equilíbrio.

Pequi oil is a product obtained from the pulp and almond of the pequi, a native fruit of the Brazilian cerrado, still little explored economically. It is a product rich in bioactive compounds, such as carotenoids, fatty acids and vitamins of type A, C and E, biocompounds used in the food, cosmetic and pharmaceutical industries. Among these, pequi oil carotenoids can increase the availability of natural pigments in the market and add value to the pequi production chain. In this context, liquid-liquid extraction is a suitable unit operation for separating these pigments, as it can be performed at room temperature, which helps preserve carotenoids, which are thermosensitive compounds. However, data related to the separation of pigments from vegetable oils and other fatty matrices are still scarce in the literature, which makes it difficult to optimize the process. In this context, this work aims to contribute to the development of separation processes for pigments and other biocompounds, through data obtained from the liquid-liquid extraction of carotenoids from pequi oil using low toxicity solvents under different operational conditions. Therefore, after the physical- chemical and rheological characterization of the oil, liquid-liquid equilibrium data were determined for the pseudobinary systems composed of Pequi oil + acetic acid, Pequi oil + DMSO and Pequi oil + ethanol, at temperatures 25 °C, 35°C and 45°C, using solvent-oil proportions 50/50, 60/40, 65/35 and 70/30. Thus, bearing in mind that the highest partition coefficient was reached at 35°C using acetic acid in a solvent-oil ratio 65/35, the multistage extraction was carried out under the same conditions, which allowed a recovery of 61, 52% of the total carotenoids initially present in the oil, a value that exceeds 50.44% of the total recovered under the same conditions using a single stage. In addition, extractions were performed using mixtures of acetic acid-DMSO and acetic acid-acetone solvents, as well as the determination of equilibrium data for these systems. The correlation of the experimental data for the construction of the binodal curve was carried out using the methodology of Merchuk, Andrews and Asenjo (1998), and the best extraction performance was obtained by the pequi oil + acetic acid + acetone system, demonstrating that the use of acetone as a co-solvent it contributes to the efficiency of the extraction of natural pigments in fatty matrices. Furthermore, for all pseudoternary and pseudoternary systems evaluated in this study, it was seen that the increase in temperature promotes a decrease in the biphasic region, in which it is possible to perform the separation of carotenoids and other compounds present in the oil, using the liquid-liquid extraction method. Keywords: Caryocar brasiliense. Vitamin A. Liquid-liquid extraction. Equilibrium Data.