MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – ICS CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DO ÓLEO DA CASTANHA-DO-BRASIL

(Bertholletia excelsa H. B. K.) OBTIDO POR ULTRASSOM

JÉSSICA IARA SCHONS

SINOP-MT 2017/1

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – ICS CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DO ÓLEO DA CASTANHA-DO-BRASIL

(Bertholletia excelsa H. B. K.) OBTIDO POR ULTRASSOM

JÉSSICA IARA SCHONS

Trabalho de Curso apresentado ao Curso de Farmácia da Universidade Federal de Mato Grosso – UFMT, campus de Sinop para obtenção do título de Bacharel em Farmácia, sob a orientação da Professora Dra. Dênia Mendes de Sousa Valladão.

SINOP-MT

2017/1

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – ICS CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA

“Dedico este trabalho a minha mãe, Sonia, e as minhas irmãs, Cristiane, Solange e Katia, pelo apoio, compreensão e paciência. Por me incentivarem na educação, na busca ao conhecimento e nas responsabilidades da vida, servindo de exemplos de superação e força de vontade.”

AGRADECIMENTOS

Agradeço em primeiro lugar a Deus, pela força e coragem durante toda essa longa caminhada.

Agradeço a minha família, minha mãe Sonia pelo exemplo de mulher batalhadora, que nunca mediu esforços para nos dar tudo o que era ao seu alcance. Minhas irmãs, Cristiane, Solange e Katia, que sempre me incentivaram na busca ao conhecimento. Agradeço pelo apoio, amor e dedicação por todos esses anos.

Agradeço a minha orientadora, Prof. Dra. Dênia Mendes de Sousa Valladão, pela paciência, ensinamentos e incentivo para a conclusão deste trabalho. Agradeço também ao Prof. Dr. Elton Brito Ribeiro e a Prof. Dra. Carla Regina Andrighetti, por todo o conhecimento transmitido, pelo trabalho em conjunto no laboratório, por toda a atenção e confiança. Agradeço também a todos os professores que me acompanharam durante minha graduação, que tiveram grande influência na minha formação profissional.

Agradeço aos meus amigos do laboratório, Aléxia Lorenzi Raiser, Marcia Regina Marcílio, Maycon de Paula, pelo auxílio nas atividades de pesquisa realizadas, além da grande amizade.

Agradeço aos meus amigos, Thannata Barbosa da Costa, Tediane de Paula, Karol Patel Fiori, Laryza dos Santos Avelar, Marcelo de Ávila e Silva, Vinícius de Souza Ferreira, Elen Cristina Benfica e Patricia Taglieber de Araújo pela parceria acadêmica, pelos momentos de risada, de alegrias e tristezas, pela oportunidade dessa incrível amizade que irei levar para o resto da vida.

Agradeço a todos que estiveram envolvido em toda a minha formação profissional e caminhada acadêmica, fazendo desta vida valer cada vez mais a pena.

RESUMO

SCHONS, J. I. Caracterização físico-química do óleo da castanha-do-brasil (Bertholletia

excelsa H. B. K.) obtido por ultrassom. 2017. Nº pág. 42. Trabalho de Curso de Farmácia – Universidade Federal de Mato Grosso, Campus de Sinop. Palavras-chaves: Castanha-do-brasil, Extração, Ultrassom.

A castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) é um dos diversos frutos oleaginosos presentes na Floresta Amazônica e na região Norte do país. É muito utilizada em indústrias alimentícias, de cosméticos, medicamentos, entre outros. No óleo são encontrados os ácidos palmítico, esteárico, oleico e linoleico, além de vitaminas. Os métodos comumente utilizados para extração do óleo são a prensagem (extração a frio) e a extração com solventes (à quente). A extração com ultrassom não é comumente usada para extração de óleos, entretanto já existem relatos na literatura de seu uso devido à simplicidade do equipamento. Dentro deste contexto, objetivou-se extrair o óleo da castanha-do-brasil por ultrassom, bem como caracterizá-lo. O óleo foi extraído por ultrassom, utilizando-se como solvente o hexano. durante 2 horas com frequência de 45 KHz a uma temperatura média de 35ºC. Após esta etapa, o óleo/solvente foi filtrado, evaporado em evaporador rotativo e pesado em balança analítica. A caracterização físico-química do óleo foi realizada seguindo metodologia oficial para análise de óleos, onde os parâmetros analisados foram: cinzas, umidade, acidez total, índice de peróxido, índice de saponificação, índice de refração, ácido oleico, densidade, índice de iodo, determinação de fenóis e cromatografia gasosa. O rendimento do óleo foi de 37,38%, cinzas de 0,086%, umidade de 0,30%, acidez 2,57 mgKOH/g de óleo, índice de peróxido 5,74 meqKI/KG de amostra, índice de saponificação 191,62 mgKOH/g de óleo, índice de refração 1,46, ácido oleico 1,29%, densidade 0,9165 gcm3, índice de iodo 85,8 gI2/100g. Na cromatografia gasosa verificou-se que o óleo extraído é constituído em sua maior parte por ácidos graxos insaturados (68,72%), já na determinação de fenóis foi encontrado 0,185 mg EAG g-1. A partir dos resultados foi possível verificar que a extração com ultrassom apresentou resultados concordantes com outros autores, além de ser um método simples, de baixo custo, possibilitando a utilização de diferentes solventes, além de diminuir o tempo necessário para extração.

Sumário

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 8

2. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................... 9

2.1. Origem e distribuição ............................................................................................ 9

2.2. Características e valor nutricional do fruto.......................................................... 10

2.3. Características do óleo de castanha-do-brasil ...................................................... 10

2.4. Extração de óleos ................................................................................................. 11

3. ARTIGO ..................................................................................................................... 13

4. REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 33

5. ANEXO A - NORMAS DA REVISTA INTERCIENCIA ........................................ 40

8

1. INTRODUÇÃO

A castanha-do-brasil, de nome científico Bertholletia excelsa H. B. K, família

Lecithydaceae, é uma das diversas frutas oleaginosas presentes na Floresta Amazônica e na

região Norte do país (FERBERG et al., 2002; SANTOS, CORREA, LANNES, 2011). A

castanha-do-brasil pode ser encontrada em diversos estados, como Mato Grosso, Maranhão,

Roraima, Amazonas, Acre, Amapá, Pará, Rondônia, e em alguns outros países, como as

Guianas, Venezuela, Colômbia, Bolívia e Peru (FERREIRA et al. 2006; LIMA, 2009;

MARTINS, SILVA, SILVEIRA, 2008; PACHECO, 2007).

A castanha-do-brasil é muito utilizada em indústrias alimentícias, de cosméticos, de

medicamentos, entre outros. A produção da castanha é extrativista, e ocorre no período de

chuvas, compreendendo o período de dezembro a junho (LIMA, 2009; MARTINS, SILVA,

SILVEIRA, 2008).

Da castanha-do-brasil pode-se extrair o óleo, o qual possui um elevado teor de

lipídios, cerca de 70%, e de proteínas, cerca de 20%, além de vitaminas e minerais. As

principais substâncias encontradas no óleo são os ácidos palmítico, esteárico, oleico e

linoleico, sendo este último em maior quantidade cerca de 45,2% (FREITAS et al., 2007;

SILVA, ASCHERI, SOUZA, 2010).

Para extração de óleos, os métodos tradicionais envolvem a prensagem, a extração

artesanal e a extração com aparelho de Soxhlet ou a combinação de ambos (MORETTO,

FETT, 1998; ROBBERRS, SPEEDIE, TULER, 1997).

A extração com ultrassom não é comumente usada para extração de óleos vegetais,

entretanto já existem relatos na literatura de seu uso (THOE, ASPINWALL, WISE, 1998). As

vantagens do ultrassom estão na simplicidade do equipamento, na economia do custo inicial,

na possibilidade de usar diferentes solventes para a extração, bem como diminuir o tempo

necessário para realizá-las, além de apresentar uma boa reprodutibilidade (BARBALHO et

al., 2012; BENEDITO et al., 2002; THOE, ASPINWALL, WISE, 1998). Dentro desse

contexto, este trabalho teve como objetivo a extração de óleo da castanha-do-brasil por

ultrassom, bem como a avaliação da qualidade físico-química do mesmo.

9

2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Origem e distribuição

Na Floresta Amazônica podemos encontrar diversas espécies frutíferas, as quais

possuem inúmeras propriedades utilizadas tanto para tratamentos de saúde alternativos quanto

para o consumo em geral. Apesar da grande quantidade de espécies já encontradas e

documentadas, muitas ainda não foram descobertas e/ou possuem substâncias e funções ainda

desconhecidas (NETO et al., 2009; SANTOS, SENA, ROCHA, 2009).

A castanheira é classificada como Angiosperma, classe das Dicotiledôneas, ordem

Myrtiflorae, família Lecythidaceae, gênero Bertholletia, espécie excelsa (CAMARGO, 2010;

FERBERG et al., 2002; PACHECO, 2007; SANTOS, CORREA, LANNES, 2011). A

castanha-do-brasil possui diversos nomes, como amendoeira-da-América, castanheiro,

castanha verdadeira, castanha-do-Maranhão e castanha-do-Pará (MARTINS, SILVA,

SILVEIRA, 2008; NOGUEIRA et al., 2014; SANTOS et al., 2015). A árvore é encontrada em

regiões de solos pobres, desestruturados, drenados e argilosos, e em clima quente e úmido

(CAMARGO, 2010; MARTINS, SILVA, SILVEIRA, 2008).

É uma árvore de grande porte, com uma altura variando de 50 a 60m, com caule

cilíndrico e liso, desprovido de ramos até a copa (PACHECO, 2007). Seu fruto, chamado de

ouriço, com floração entre os meses de agosto e outubro, possui uma casca lenhosa e dura,

onde pode abrigar de 15 a 24 sementes (LIMA et al., 2014; NOGUEIRA et al., 2014;

OLIVEIRA, 2011). As sementes, chamadas de castanhas, possui uma casca também dura e

rugosa, contendo dentro uma amêndoa, parte utilizada para consumo (FREITAS et al., 2007;

MASSI et al., 2014). Encontrada nos estados do Pará, Acre, Mato Grosso, Maranhão,

Roraima, Amazonas, Amapá, e Rondônia, assim como em alguns países da América do Sul,

como as Guianas, Venezuela, Colômbia, Bolívia e Peru (CAMARGO, 2010; FERREIRA et

al., 2006; LIMA, 2009; MARTINS, SILVA, SILVEIRA, 2008; NOGUEIRA et al., 2014;

PACHECO, 2007).

A castanha-do-brasil é uma árvore ligada a cultura das populações da região

Amazônica, com grande valor social e econômico (CAMARGO, 2010; SILVA et al., 2010).

Muitas famílias sobrevivem de sua extração e venda, que além da finalidade alimentícia, tem

sido utilizado no desenvolvimento de novos produtos de origem medicamentosa e cosmética.

Já houve várias tentativas de domesticar a castanha-do-brasil pelos habitantes da Amazônia,

10

porém não deram certo, sendo então sua única fonte viável, as florestas (MASSI et al., 2014;

OLIVEIRA, 2011; RIBEIRO et al., 2014).

O Brasil é o maior produtor e exportador dessa castanha, sendo que os estados do

Pará, Acre e Amazonas são responsáveis por 80,7% da produção nacional (MARTINS,

SILVA, SILVEIRA, 2008; OLIVEIRA, 2011; SILVA, MATAVELLI, ARRUDA, 2014).

2.2. Características e valor nutricional do fruto

Estão presentes no fruto da castanha-do-brasil lipídios, proteínas, carboidratos e fibras,

caracterizando um alimento com alto nível energético (FREITAS et al., 2007; PACHECO,

2007). Também são encontradas vitaminas (A, E, B1, B2 e B3), e sais minerais, como cálcio,

sódio, ferro, potássio, magnésio e selênio, entre outros. Das vitaminas presentes, a vitamina E

está em maior quantidade, o que pode estar relacionado ao seu teor de α-tocoferol, substância

que, quando associada aos compostos fenólicos podem agir como compostos funcionais com

efeito preventivo contra o câncer e doenças coronarianas (CARVALHO et al., 2012;

NOGUEIRA et al., 2014; PACHECO, 2007). Ainda, a presença do selênio possui destaque

devido a suas qualidades antioxidantes, o que reduz a produção de radicais livres

(CARVALHO et al.¸ 2012; LIMA et al., 2014; SANTOS, CORREA, LANNES, 2011;

SILVA et al., 2013).

A presença de grande quantidade de óleo é uma importante fonte de energia e de

ácidos graxos essenciais (principalmente o ácido linoleico – Ômega 6), além de colaborar no

funcionamento do organismo humano, como veículos no transporte de vitaminas

lipossolúveis (CHUNHIENG et al., 2008; PENEDO et al., 1997; REDA, CARNEIRO, 2007;

SANTOS et al., 2015).

2.3. Características do óleo de castanha-do-brasil

Muitas plantas apresentam sementes oleaginosas, como pequi, abacate, palma, babaçu,

canola, soja, etc., porém, as que são comercializadas, em função da sua produção anual são os

óleos de canola, milho, amendoim, soja e girassol (CAVALCANTE, SOUSA, HAMAWAKI,

2011; EMBRAPA, 2008).

O óleo da castanha-do-brasil se destaca pela riqueza dos ácidos graxos presentes. É

constituído pelos ácidos graxos: palmítico (13,8%), esteárico (8,7%), oleico (31,4%) e

linoleico (45,2%). Em menor quantidade encontra-se o ácido mirístico e palmitoléico

11

(CAMARGO, 2010; CARVALHO et al., 2012; CHUNHIENG et al., 2008; FREITAS et al.,

2007).

É utilizado na fabricação de diversos produtos farmacêuticos e cosméticos, como

cremes, condicionadores, óleos para massagem, sabonetes, loções, entre outros, devido a sua

emoliência, e também como óleo fino na mesa (CHUNHIENG et al., 2008; FERBERG et al.,

2002; FREITAS et al., 2007; SANTOS et al., 2015). A presença de vitaminas lipossolúveis no

óleo, como a vitamina A e a vitamina E (α-tocoferol), colaboram na ação antioxidante por

atuarem contra o envelhecimento, aparecimento de rugas e flacidez na pele. Outros elementos

encontrados no óleo são os fitoesteróis, usados topicamente em processos de cicatrização

(CHUNHIENG et al., 2008; LIMA, 2009).

2.4. Extração de óleos

Para extração do óleo muitos métodos são utilizados, sendo os mais comuns a extração

à frio e a extração com solvente.

A extração à frio pode ser realizada de duas formas. A primeira consiste em colocar as

amostras (frutos) inteiros em uma prensa hidráulica, onde será coletado o suco e óleo presente

na amostra. Em seguida, o óleo é separado da emulsão formada com a água através da

decantação, centrifugação ou destilação fracionada (SIMÕES et al., 2007). A segunda é a

extração artesanal, onde submete-se o fruto a um cozimento intensivo com água, ocorrendo a

separação do óleo sobrenadante. Após isso, o óleo é seco em fogo baixo, num recipiente

metálico, até que o óleo perca sua opacidade devido à umidade. Após este procedimento o

óleo obtido é filtrado em papel de filtro de uso caseiro (FACIOLLI, GONÇALVES, 1998).

Na extração com solventes pode ser utilizado um ou mais solventes e o método mais

utilizado é a extração por Soxhlet. Este extrator foi desenvolvido por Franz Von Soxhlet em

1879, desenvolvido originalmente para a extração de lipídeos em materiais sólidos (RAMOS,

OLIVEIRA, 2010). Nesse tipo de extração, as amostras são extraídas com solventes apolares

com ponto de ebulição de até 70°C. O aumento desta temperatura pode ser responsável pela

formação de ácidos graxos livres, devido à quebra de ligações entre ácidos graxos e glicerol

(CASTANHEIRAS, 2005; CAVALCANTE, SOUSA, HAMAWAKI, 2011; FREITAS et al.,

2007; MORETTO, FETT, 1998; ROBBERRS, SPEEDIE, TULER, 1997; SILVEIRA et al.,

2012).

Dos métodos recentemente utilizados tem-se a extração com fluído supercrítico no

qual o princípio seguido é a solubilidade dos compostos orgânicos em fluídos supercríticos,

12

relacionado à solubilidade dos mesmos em fluídos na fase vapor (BIASI, DESCHAMPS,

2009; FREITAS et al., 2007; PENEDO et al., 1997; SANTOS et al., 2013; SILVEIRA et al.,

2012).

A extração de óleos vegetais pelo método de ultrassom já possui relatos na literatura,

mesmo não sendo utilizada habitualmente (THOE, ASPINWALL, WISE, 1998). Ela é

considerada uma extração “ecológica”, e consiste na utilização de energia de ondas sonoras,

as quais são geradas em uma frequência superior a capacidade auditiva do ser humano. Essas

ondas sonoras resultam na cavitação, ou seja, formação de cavidades (“bolhas”) que são

comprimidas, resultando, em condições de aumento de pressão e temperatura, no colapso das

mesmas (FREITAS et al., 2015; GOULA, 2013; SIQUEIRA et al., 2015; TABARAKI,

HEIDARIZADI, BENVIDI, 2012; TIAN et al., 2013). O método de ultrassom apresenta

como vantagens a economia de custo inicial e a simplicidade do equipamento, além da

possibilidade do uso de diferentes solventes e diminuição do tempo gasto na extração,

contribuindo para uma boa reprodutibilidade do procedimento (BENEDITO et al., 2002;

CARDOSO et al., 2014; FREITAS et al., 2007; THOE, ASPINWALL, WISE, 1998). Nesse

método, pode-se obter também um aumento do rendimento e maior seletividade na extração

(BARBALHO, 2012).

No presente trabalho buscou-se caracterizar o óleo da castanha-do-brasil extraído pelo

método de ultrassom bem como avaliar a sua qualidade físico-química e compará-lo ao

método de prensagem a frio.

13

3. ARTIGO

O artigo foi elaborado de acordo com as normas da Revista Interciencia (Anexo A), à qual foi submetido.

14

Schons JI, Fiori KP, Ribeiro EB, Andrighetti CR, Nogueira R, Valladao DMS*

Jessica Iara Schons – Acadêmica da Universidade Federal de Mato Grosso, Curso de

Farmácia. Email: jeh.iara94@gmail.com

Karol Patel Fiori – Acadêmica da Universidade Federal de Mato Grosso, Curso de Farmácia.

Email: fiori_karol@hotmail.com

Elton Brito Ribeiro – Doutor em Nanociência- Professor da Universidade Federal de Mato

Grosso. Email: eltonbr8@hotmail.com

Carla Regina Andrighetti – Doutora em Química- Professora da Universidade Federal de

Mato Grosso. Email: crandrei20@yahoo.com.br

Roberta Nogueira – Doutora em Engenharia Agrícola- Professora da Universidade Federal de

Mato Grosso. Email: robertamnogueira@gmail.com

*Dênia Mendes de Sousa Valladão – Doutora em Química- Professora da Universidade

Federal de Mato Grosso, Email: deniavalladao@gmail.com *Autor para correspondência

15

EXTRAÇÃO ASSISTIDA POR ULTRASSOM E CARACTERIZAÇÃO DO ÓLEO DA

CASTANHA-DO-BRASIL (Bertholletia excelsa H. B. K.)

Resumo: A castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) é um fruto característico da

região norte do Brasil, rico em ácidos graxos insaturados com aplicações na área cosmética e

alimentícia. O objetivo deste estudo foi obter e verificar a qualidade do óleo extraído por

ultrassom. O óleo foi extraído com hexano em ultrassom, por duas horas à 45 kHz. Foram

avaliados os parâmetros umidade, cinzas, índice de refração, acidez total, índice de

saponificação, índice de peróxido, ácido oleico, densidade e índice de iodo. O perfil de ácidos

graxos foi determinado por cromatografia gasosa e os compostos fenólicos totais por

espectrofotometria UV-VIS. O rendimento foi de 37,38% e os resultados dos parâmetros

avaliados mostraram boa qualidade do óleo obtido. Quanto à composição de ácidos graxos

evidenciou-se maior percentual de ácidos graxos insaturados, aproximadamente 68,72%. O

óleo apresentou ainda quantidade relevante de compostos fenólicos totais. Os resultados

obtidos foram comparáveis aos obtidos por prensagem e Soxlhet demonstrando a eficiência da

extração, além de utilizar quantidades reduzidas de reagentes. Assim, o método proposto para

obtenção de óleo de castanha-do-brasil utilizando extração assistida por ultrassom mostrou-se

simples, rápido e de baixo custo.

Palavras-chave: castanha-do-brasil, Extração, Ultrassom.

16

ULTRASOUND-ASSISTED EXTRACTION AND CHARACTERIZATION OF OIL

FROM BRAZIL NUT (Bertholletia excelsa H. B. K.)

Abstract: Brazil nut (Bertholletia excelsa H. B. K.) is a characteristic fruit of the northern

region of Brazil, rich in unsaturated fatty acids with applications in the cosmetic and

alimentary area. The aim of this study was to obtain and verify the quality of the oil extracted

by ultrasound. The oil was extracted with hexane on ultrasound for two hours at 45 kHz. This

work evaluated humidity, ashes, refractive index, acidity, saponification index, peroxide

index, oleic acid, density and iodine index. The fatty acid profile was analysed by gas

chromatography and the total phenolic compounds by spectrophotometry. The extraction

yield was of 37,38% and the results of the evaluated parameters showed good quality of the

obtained oil. As for the fatty acid chemical composition, it was observed a high percentage of

unsaturated fatty acid approximately 68,72%. Also the oil showed a relevant total phenolic

compound content. The results obtained were comparable to those obtained by pressing and

Soxlhet demonstrating the extraction efficiency, besides using reduced amounts of reagents.

Thus, the proposed method for obtaining Brazil nut oil using ultrasonic assisted extraction

was simple, fast and inexpensive.

Keywords: Brazil nut; Extraction, Ultrasound

17

EXTRACCIÓN ASISTIDA POR ULTRASONIDO Y CARACTERIZACIÓN DE

ACEITE DE NUEZ DE BRASIL (Bertholletia excelsa H. B. K.)

Resumen: La nuez de Brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) es un fruto característico de la

región norte de Brasil, rico en ácidos grasos insaturados con aplicaciones en la industria

cosmética y alimentaria. El objetivo de este estudio fue obtener y verificar la calidad del

aceite extraído por ultrasonido. El aceite se extrajo con hexano en un baño ultrasónico durante

dos horas a 45 kHz. Parámetros se evaluaron humedad, cenizas, índice de refracción, índice

de acidez, el índice de saponificación, índice de peróxidos, ácido oleico, índice de yodo y la

densidad. El perfil de ácidos grasos se determinó por cromatografía de gases y fenoles totales

por UV-VIS. El rendimiento fue de 37,38% y los resultados de los parámetros evaluados

mostró una buena calidad del aceite obtenido. En cuanto a la composición de ácidos grasos

mostró un mayor porcentaje de ácidos grasos insaturados, aproximadamente 68,72%. El

aceite también presenta gran cantidad de fenoles totales. Los resultados obtenidos fueron

comparables a los obtenidos por prensado y Soxlhet que demuestra la eficacia de la

extracción, además de utilizar pequeñas cantidades de reactivos. Por lo tanto, el método

propuesto para la obtención de la extracción de aceite de nuez de Brasil utilizando asistida por

ultrasonido demostrado ser simple, rápido y barato.

Palabras clave: Nuez de Brasil, extracción, ultrasonido

18

Introdução

A castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) é uma das diversas frutas

oleaginosas presentes na Amazônia e na região norte do Brasil (Ferberg, et al., 2002; Santos,

et al., 2011).

Estão presentes no fruto da castanha-do-brasil lipídios, proteínas, carboidratos e fibras,

caracterizando-o como um alimento de nível energético elevado (Pacheco, 2007; Freitas, et

al., 2007). Também são encontradas vitaminas (A, E, B1, B2 e B3), e sais minerais, como

cálcio, sódio, ferro, potássio, magnésio e selênio, entre outros. Das vitaminas presentes, a

vitamina E está em maior quantidade, o que pode estar relacionado ao seu teor de α-tocoferol,

substância que, quando associada aos compostos fenólicos podem agir como compostos

funcionais com efeito preventivo contra o câncer e doenças coronarianas (Pacheco, 2007;

Carvalho, et al., 2012; Nogueira, et al., 2014). A presença do selênio ganha destaque devido a

suas qualidades antioxidantes, contribuindo na redução da geração de radicais livres (Santos,

et al., 2011; Carvalho, et al.¸ 2012; Silva, et al., 2013; Lima, et al., 2014).

O óleo da castanha-do-brasil é constituído por diversos ácidos graxos, estando entre os

principais o ácido palmítico (13,8%), ácido esteárico (8,7%), ácido oleico (31,4%) e ácido

linoleico (45,2%). Em menor quantidade encontra-se o ácido mirístico e palmitoléico (Freitas,

et al., 2007; Chunhieng, et al., 2008; Camargo, 2010; Carvalho, et al., 2012). Ainda, a

presença destes ácidos graxos colabora no funcionamento do organismo humano, como

veículo no transporte de vitaminas lipossolúveis (Penedo e Coelho, 1997; Reda e Carneiro,

2007; Chunhieng, et al., 2008; Santos, et al., 2015). É muito utilizado na fabricação de

diversos produtos cosméticos, como cremes, condicionadores, óleos para massagem,

sabonetes, loções, entre outros, devido a sua emoliência (Ferberg, et al., 2002; Freitas, et al.,

2007; Chunhieng, et al., 2008; Santos, et al., 2015). A presença de vitaminas lipossolúveis no

óleo, ( vitamina A e E), colaboram na ação antioxidante por atuarem contra o envelhecimento,

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aparecimento de rugas e flacidez na pele. Outro elemento encontrado no óleo são os

fitoesteróis, usados topicamente em processos de cicatrização (Chunhieng, et al., 2008; Lima,

2009).

Para extração de óleos, os métodos tradicionais envolvem a prensagem e a extração

com solvente Soxlhet ou a combinação de ambos (Robbers, et al., 1997; Moretto E Fett, 1998,

Chigozie, et al., 2014). A extração com fluido supercrítico e por ultrassom vem sendo

utilizados na extração de óleos, como métodos alternativos, já que a qualidade do óleo vegetal

pode ser muito influenciada pela metodologia de extração utilizada.

A extração à frio consiste em colocar as amostras (frutos) inteiros em uma prensa

hidráulica, onde será coletado o suco e óleo presente na amostra. Em seguida, o óleo é

separado da emulsão formada com a água através da decantação, centrifugação ou destilação

fracionada (Simões, et al., 2007). Já para a extração com solventes pode ser utilizado um ou

mais solventes e o método mais utilizado é a extração por Soxhlet, no qual as amostras são

extraídas com solventes apolares com ponto de ebulição de até 70°C. O aumento desta

temperatura pode ser responsável pela formação de ácidos graxos livres, devido à quebra de

ligações entre ácidos graxos e glicerol (Robbers, et al., 1997; Moretto e Fett, 1998;

Castanheira, 2005; Freitas, et al., 2007; Cavalcante, et al., 2011; Silveira, et al., 2012).

A extração com fluido supercrítico é uma técnica relativamente nova, no qual o

solvente é empregado em condições de temperatura e pressão acima do ponto crítico,

propiciando alto poder de solvatação e coeficiente de difusão, baixa tensão superficial e

viscosidade (Penedo e Coelho, 1997; Freitas, et al., 2007; Silveira, et al., 2012; Tian, et al.,

2013; Santos, et al., 2013).

A extração assistida por ultrassom não é comumente usada para extração de óleos

vegetais, entretanto já existem relatos na literatura de seu uso (Thoe, et al., 1998). Baseia-se

na propagação das ondas ultrassônicas e das forças de cavitação resultantes, onde as bolhas

20

geradas podem se chocar de forma intensa e gerar pressão local causando a ruptura dos

tecidos, favorecendo a liberação de substâncias intracelulares no solvente (Knorr, et al., 2004;

Shalmashi, et al., 2009; Goula, 2013).

As vantagens do ultrassom estão na simplicidade do equipamento, na redução da

quantidade dos reagentes utilizados, na possibilidade de usar diferentes solventes para a

extração, bem como diminuir o tempo necessário para realizá-las (Thoe, et al., 1998; Mulet, et

al., 2002; Freitas, 2007; Cardoso, et al., 2014).

Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar um método alternativo de

obtenção de óleo de castanha-do-brasil, bem como avaliar sua qualidade.

Materiais e métodos Equipamentos e reagentes

Os equipamentos utilizados foram: balança analítica (Shimadzu®- ATX224), banho

ultrassom (Cristófoli®), bomba a vácuo (Logen Scientific®), chapa de aquecimento (Thelga®-

TD3040-A), cromatógrafo gasoso (CG) (Varian®-GC 3900), espectrofotômetro UV/VIS (PG

Instruments Ltda®/T80), estufa de secagem (Lucadema®), estufa de circulação forçada (Ethik

Technology®), liquidificador industrial (Arno), manta aquecedora (Hydrosan), Refratômetro

(Polax®), Evaporador rotativo (Fisatom®).

Os reagentes utilizados para realização do trabalho foram: ácido acético, ácido

clorídrico, água destilada, álcool, amido solúvel, bicarbonato de sódio, cloreto de cálcio

anidro, clorofórmio, éter etílico, hexano, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, iodeto de

potássio, iodo, metanol, tetracloreto de carbono, tiossulfato de sódio, todos de grau analítico,

da marca Synth, solução de Wijs (Splabor) e reagente de Folin–Ciocalteau (Vetec).

Local da coleta

21

Os frutos da castanha-do-brasil foram cedidos pela indústria Borello Alimentos do

município de Sinop, Mato Grosso, transportadas para o laboratório da Universidade Federal

de Mato Grosso, Campus de Sinop.

Preparo dos frutos para extração

As castanhas foram retiradas manualmente do fruto (ouriço) com o auxílio de um

martelo, e então trituradas em liquidificador industrial. Após trituração, as amostras foram

armazenadas em frascos âmbar.

Extração do óleo

O óleo foi extraído por ultrassom, utilizando-se como solvente, o hexano. A mistura

(castanha/solvente) foi colocada em um balão de fundo chato de 250 mililitros, na proporção

de 1:5, sendo em seguida levado para sonicar durante 2 horas com frequência de 45 KHz a

uma temperatura média de 35ºC. Após esta etapa, a mistura (óleo/solvente) foi filtrado e então

evaporado em evaporador rotativo a uma temperatura de 500C. Após a evaporação, obteve-se

o óleo bruto que foi pesado em balança analítica.

Caracterização físico-química do óleo

O conteúdo de água, cinzas, índice de refração, acidez total, índice de saponificação,

índice de peróxido, ácido oleico, densidade e índice de iodo foi determinado segundo

metodologias estabelecidas nas Normas do Instituto Adolfo Lutz (2008). Todas as análises

foram realizadas em triplicata.

A composição dos ácidos graxos foi determinada por cromatografia em fase gasosa,

sendo empregado um cromatógrafo da Varian, modelo 3900 com detector de ionização em

chama. Os compostos foram separados em coluna capilar de sílica fundida CP-Si 88 de 60 m

de comprimento, com diâmetro interno de 0,20 mm e espessura do filme de 0,20 µm. Foram

obedecidas as seguintes condições de operação: temperatura programada da coluna: 90 °C (4

min), taxa de aquecimento 100Cmin-1 até 190 °C (15 min); temperatura do injetor: 220 °C;

22

temperatura do detetor: 230 °C; gás de arraste: hidrogênio; fluxo do gás de arraste: 30 mL

min-1; razão de divisão da amostra: 1:30. O volume de injetado foi de 1,0 µL.

Determinação de fenóis

A extração dos compostos fenólicos foi realizada segundo Parry (2005) com

modificações. A 2g de óleo foi adicionado 5 mL de metanol 60% (v/v) e 2 mL de hexano, o

qual foi agitado em vortex durante 10 min. Após agitação, a mistura ficou em repouso por 10

min e em seguida foi submetida a centrifugação por 10 minutos à 3000 rpm. À fase

hidroalcóolica procedeu-se a determinação do teor de fenóis totais por meio da

espectrofotometria na região visível, utilizando o método adaptado de Folin-Ciocalteu

(Jayaprakasha, et al., 2001). A mistura permaneceu em repouso ao abrigo da luz por uma hora

e as absorbâncias foram medidas a 750 nm. Para elaboração da curva de calibração foi

utilizado o ácido gálico nas concentrações de 1 a 10 µg/mL e os valores de fenóis totais

expressos como equivalente de ácido gálico (micrograma de equivalentes de ácido gálico por

grama de óleo - µgEAG. g-1). O ensaio foi realizado em triplicata.

Resultados e discussões

A extração do óleo da castanha-do-brasil realizado pelo método de ultrassom forneceu

um rendimento de 37,38% de óleo, apresentando um melhor rendimento em relação aos

outros métodos de extração (Robbers, et al., 1997; Moretto e Fett,1998, Torres, et al., 2012),

porém, foi inferior a Freitas (2007), que efetuou a extração por Soxhlet usando éter de

petróleo durante 12 horas. Sabe-se que a metodologia escolhida para a extração de óleos pode

afetar a quantidade extraída e neste estudo, o óleo extraído apresentou rendimento semelhante

a outros estudos com a vantagem de ser obtido num tempo relativamente menor, de 2 horas.

O óleo foi analisado de acordo com sua acidez, cinzas, densidade, índice de iodo,

índice de peróxido, índice de refração, índice de saponificação e umidade de acordo com

23

metodologia estabelecida (Lutz, 2008). Estas determinações permitiram avaliar a qualidade do

produto e os resultados encontram-se na Tabela 1.

Tabela I

O valor de umidade encontrado foi de 0,30%, caracterizando uma vantagem, uma vez

que valores altos de umidade favorecem a oxidação hidrolítica. O percentual de cinzas de

0,086% ± 0,01 mostrou que a amostra quando queimada a 550± 25°C tem destruição

praticamente completa da matéria orgânica.

O índice de refração de 1,460 e a densidade de 0,9165 g.ml-1 foram concordantes com

outros autores (Ferreira, et al., 2006; Queiroga Neto, et al., 2009).

O índice de acidez não deve ultrapassar o limite máximo de 4,0 mgNaOH/g segundo a

Resolução RDC nº 270, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária, (Brasil, 2005). O óleo

obtido por ultrassom apresentou valor inferior ao limite preconizado (2,57 mgNaOH/g), o que

caracteriza uma vantagem, já que altos índices de acidez indicam uma amostra de baixa

qualidade, que possam ter sofrido tratamento e armazenamento impróprios, afetando assim a

sua qualidade (Moreto e Feet, 1998; Pereira, 2007; Thode Filho, et al., 2014; Santos, et al.,

2015). O percentual de ácido oleico encontrado foi de 1,29%. Este valor foi superior ao

encontrado por Ferreira, et al. (2006) e Queiroga Neto, et al. (2009), que encontraram valores

de 0,104 e 0,71%.

O índice de peróxido visa verificar uma possível deterioração oxidativa do óleo e o

valor máximo estabelecido pela legislação brasileira (Brasil, 2005) é de 15 meq/Kg. O valor

encontrado foi de 5,74 meq/Kg, sugerindo o bom estado de conservação e qualidade do óleo

sem processos de purificação.

24

O índice de saponificação é inversamente proporcional ao peso molecular médio dos

ácidos graxos dos glicerídeos presentes em amostras de óleos e gorduras, e, o valor

encontrado foi de 191,62 mg KOH/g. O valor encontrado foi ligeiramente inferior ao

encontrado por Ferreira, et al. (2006) e superior a Araújo (2008). Já para o índice de iodo, foi

encontrado o valor de 85,8 g I2/100g. Índices elevados de iodo sugerem presença de

quantidades significativas de ácidos graxos insaturados. Queiroga Neto et al. (2009) em seu

estudo, utilizando extração por prensagem obteve índice de iodo no valor de 97,8 g I2/100g e

Araújo (2008) encontrou o valor de 93,5 g I2/100g. O fato de o método ter apresentado valor

inferior a outros métodos de extração sugere que algumas insaturações foram degradadas,

diminuindo os valores de absorção de iodo.

A Tabela II mostra os resultados da composição de ácidos graxos do óleo de castanha

obtido por ultrassom através da cromatografia gasosa (CG). Os ácidos oleico e linoleico são

os predominantes e os valores encontrados são concordantes com dados da literatura obtidos

por prensagem e Soxhlet (Ferreira, et al., 2006; Freitas, 2007; Araújo, 2008; Queiroga Neto,

et al., 2009; Castelo Branco, et al., 2016).

Tabela II

A cromatografia gasosa permitiu verificar que o óleo extraído é constituído em sua

maior parte por ácidos graxos insaturados (68,72%), o que o caracteriza como sendo de

excelente qualidade. Ainda, o resultado está de acordo com o índice de saponificação e iodo

calculado para o óleo de castanha.

Na determinação de compostos fenólicos foi encontrado 0,185 mg EAG g-1. O teor de

fenóis totais depende de fatores como clima, solo, grau de maturidade do fruto durante a

colheita. O solvente utilizado também apresenta papel importante no processo extrativo de

25

fenóis totais, uma vez que a polaridade do solvente interfere no tipo de composto extraído, ou

seja, quanto maior a polaridade do solvente de extração, maior a quantidade de compostos

fenólicos totais extraídos. Em estudos semelhantes com óleo de castanha-do-brasil,

Miraliakbari e Alasalvar (2008) obtiveram valores próximos ao resultado obtido neste estudo,

sendo 0,153 mg EAG g-1 com extração com hexano e 0,429 mg EAG g-1 na extração com

clorofórmio/metanol. Ainda, segundo Alasalvar e Shahidi (2009) e John e Shahidi (2010),

variações nos teores de fenóis em castanha-do-brasil devem-se a presença ou não de sua

casca, que influencia na quantidade de antioxidantes.

Assim, o método proposto de extração assistida por ultrassom para obtenção do óleo

de castanha-do-brasil mostrou-se ser uma boa opção de processo extrativo, além de ser

simples e possibilitar a utilização de diferentes solventes para extração num curto período de

tempo.

Conclusões

O método proposto para obtenção de óleo de castanha-do-brasil utilizando extração

assistida por ultrassom mostrou-se simples, rápido e de baixo custo. Os resultados obtidos

foram comparáveis aos obtidos por prensagem e Soxlhet demostrando a eficiência da

extração, além de utilizar quantidades reduzidas de reagentes.

Agradecimentos

À Borello Alimentos Ltda que forneceu a castanha-do-brasil.

À Universidade Federal de Mato Grosso – UFMT pelo auxílio à pesquisa

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Tabela I: Parâmetros físico-químicos do óleo de extraído de castanha-do-brasil (Bertholletia

excelsa) pelo método de ultrassom.

Parâmetros avaliados Óleo obtido por ultrassom

Acidez total (mgNaOH/g) 2,57

Ácido oleico (%) 1,29

Cinzas (% m/m) 0,086

Densidade (g.ml-1) 0,9165

Índice de iodo (g I2/100g) 85,8

Índice de peróxido (meq/Kg) 5,74

Índice de refração 1,46

Índice de saponificação (mg KOH/g) 191,62

Umidade (%) 0,30

Tabela II. Composição dos ácidos graxos do óleo de castanha obtido por ultrassom

Ácido Graxo Porcentagem por peso*

Palmitico C16:0 15,3 ± 0,09

Esteárico C18:0 12,1 ± 0,07

Oleico C18:1 32,1 ± 0,12

Linoleico C18:2 36,5 ± 0,08

Linolenico C 18:3 0,12 ± 0,16

Araquídico C 20:0 0,20 ± 0,11

*Os valores na tabela representam a média

33

4. REFERÊNCIAS ALASALVAR, C.; SHAHIDI, F. Natural antioxidants in tree nuts. European Journal of Lipid Science and Technology, v. 111,n. 11, p. 1056-1062, 2009. ARÚJO, L.A. Estudo das propriedades físicas, química e termofísicas de óleos regionais e suas misturas. Belém – PA, 2008. Originalmente apresentada como dissertação, Universidade Federal do Pará. Brasil, ANVISA. Resolução. RDC nº 270, de 22 de Setembro de 2005: Aprova o Regulamento Técnico para óleos vegetais, gorduras vegetais e creme vegetal. Diário Oficial, Brasília – DF, 2005. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/documents/33880/2568070/RDC_270_2005.pdf/c27660a1-b6ac-4a38-aadc-956929c80b7b. Acesso em: 20 jun. 2016. BARBALHO, T. C. S. Estudo da Extração do Óleo de Pequi (Caryocar Brasilienses Camb.) Assistida por Ultrassom. Mossoró – RN, 2012. Originalmente apresentada como monografia, Universidade Federal Rural do Semi-Árido. CAMARGO, F. F. Etnoconhecimento e variabilidade morfológica de castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa Bonpl.: Lecythidaceae) em área da Amazônia Matogrossense. Cuiabá-MT, 2010. Originalmente apresentada como dissertação, Universidade Federal de Mato Grosso. CAMARGO, F. F.; COSTA, R. B.; RESENDE, M. D. V.; ROA, R. A. R.; RODRIGUES, N. B.; SANTOS, L. V.; FREITAS, A. C. A. Variabilidade genética para caracteres morfométricos de matrizes de castanha-do-brasil da Amazônia Mato-grossense. Acta Amazônica, v. 40, n.4, p. 705-710, 2010. CARDOSO, W. A.; ALMEIDA, W. B.; GEREMIAS, R.; PUCKOSKI, A. G.; ANGIOLLETO, E. Comparação entre métodos de extração de óleo de microalgas. Revista Iniciação Científica, v. 12, n. 1, p. 1-12, 2014. CARVALHO, I. M. M.; QUEIROZ, J. H.; BRITO, L. F.; TOLEDO, R. C. L.; SOUZA, A. L. O consumo de castanhas pode reduzir o risco de processos inflamatórios e doenças crônicas. Enciclopédia Biosfera, v. 8, n. 15, p. 1977-1996, 2012. CASTANHEIRA, L. S. Extração de óleo da polpa de pequi utilizando prensa mecânica. Goiânia – GO, 2005. Originalmente apresentado como monografia, Universidade Católica de Goiás.

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5. ANEXO A - NORMAS DA REVISTA INTERCIENCIA

GUÍA PARA LOS AUTORES

INTERCIENCIA es una revista multidisciplinaria cuyos temas prioritarios son Agronomía y Bosques Tropicales, Alimentos y Nutrición, Ciencias del Mar y de la Tierra, Educación Científica, Ecología y Problemas Ambientales, Energía, Estudio y Sociología de la Ciencia, Política Científica, Recursos Renovables y No Renovables, Salud y Demografía, Tierras Áridas, Transferencia de Tecnología.

INTERCIENCIA publica Artículos, Ensayos y Comunicaciones originales, preferentemente en las áreas prioritarias de la revista y con interés para el desarrollo regional, escritos en idioma español, inglés o portugués, También podrán publicarse Cartas al Director que traten temas de interés o comenten trabajos de números ya publicados.

El contenido de las contribuciones es de la entera responsabilidad de los autores, y de ninguna manera de la revista o de las entidades para las cuales trabajan los autores. Se entiende que el material enviado a INTERCIENCIA no ha sido publicado ni enviado a otros órganos de difusión cualquiera sea su tipo.

Artículos Son trabajos originales de investigación, experimental o teórica, o revisiones de un tema prioritario de la revista, no previamente publicados y dirigidos a una audiencia culta pero no especializada, y su extensión tendrá un máximo de 25 cuartillas. Deberá incluirse un resumen de hasta una página a doble espacio (250 palabras), así como un breve curriculum vitae de hasta 8 líneas de cada uno de los autores.

Ensayos Tratarán preferiblemente sobre un tema prioritario de la revista. Podrán tener una extensión de hasta 25 cuartillas. Deberá incluirse un resumen y curricula vitarum de los autores, con características similares a los de los artículos.

Comunicaciones Son reportes de resultados originales de investigaciones en cualquier campo de las ciencias básicas o aplicadas, dirigidas a una audiencia especializada. Podrán ser de hasta 15 cuartillas y escritas en idioma inglés, español o portugués, aunque se recomienda el uso del primero para facilitar la difusión de los resultados. Deberá incluirse un resumen de aproximadamente media cuartilla (125 palabras). En todos los casos, tanto el título del trabajo como el resumen deberá ser enviado en los tres idiomas de la revista, de ser posible, y se incluirán hasta cinco palabras clave. Todas las páginas, tamaño carta, deberán estar escritas a doble espacio, con fuente 12, y numeradas consecutivamente.

Tablas y figuras: Deberán ser numeradas en romanos y arábigos, respectivamente, ser legibles, concisas y claras, y enviadas en hojas separadas. Los textos correspondientes se incluirán al final del trabajo.

Citas bibliográficas: Las citas deberán hacerse señalando en el texto el apellido del primer autor seguido por el del segundo autor o por et al. si fueran más de dos autores, y el año de

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publicación. Por ejemplo: (Pérez, 1992), (Da Silva y González, 1993), (Smith et al., 1994). Las referencias serán listadas al final del artículo en orden alfabético, e incluirán autores (así: Rojas ER, Davis B, Gómez JC), año de publicación en paréntesis, título de la obra o trabajo citado, en itálicas el nombre y volumen de la publicación, y páginas. Las comunicaciones personales irán sólo en el texto, sin otra indicación que el nombre completo del comunicador. Las notas al texto, si las hubiere, irán al final del trabajo, antes de las referencias.

Aporte por página: Debido a los altos costos de producción INTERCIENCIA solicitará a los autores agenciar a través de sus subvenciones de investigación o ante las instituciones donde prestan sus servicios, un aporte por página publicada. Tal contribución no condicionará de ninguna manera la aceptación y publicación del trabajo, lo cual estará dado por los méritos del mismo. En los casos de textos con extensión excesiva, figuras o tablas de tamaño excepcional, o reproducciones a color, se establecerá un monto a pagar.

Todos los artículos y comunicaciones serán enviados a árbitros externos para ser evaluados. Para facilitar el arbitraje, los autores deberán enviar una lista de seis posibles árbitros con sus respectivas direcciones y, de ser posible, dirección de correo electrónico.

Los manuscritos deberán ser enviados preparados en Word para Windows al correo: electrónico interciencia@gmail.com

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