métodos de extração de óleos essenciais

ÓLEOS ESSENCIAIS
Aspectos gerais da extração
Fonte: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V51_D392_Ancient_still_for_extraction_of_essential_oils_and_perfumes.png
Fonte: http://www.thehealings.com/2011/information-about-pure-essential-oils.html
Pelotas, novembro de 2011
INTRODUÇÃO
Uso de OE remonta a antiguidade;
Egito banhos, perfumaria e embalsamamentos;
Olíbano, mirra, sândalo e canela;
Fonte: http://aromastonemassage.com/aroma_oils_history.html
Roma e Grécia banhos aromáticos;
Árabes na idade média redescobrem a destilação;
INTRODUÇÃO
Cruzados reportam conhecimentos árabes (1097-1270);
França banhos aromáticos = ‘quintessência’;
Mascarar o mal odor da falta de higiene;
Fonte: http://pediupraparar.blogspot.com/2007_11_01_archive.html
Século XVIII primeiros controles contra falsificação;
Em 1775, Demanchy descreve destilação com vapor d’água;
INTRODUÇÃO
Meados séc XIX:
Primeiras análises químicas;
Primeiras produções comerciais de óleos essenciais;
1837, Codex Medicamentarius francês: 44 OE descritos;
1949, apenas 10 OE efeito da indústria de síntese;
Fonte: http://www.essentialoils.co.za/solvent.htm
DEFINIÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL
Ponto de vista químico;
Ponto de vista botânico;
Ponto de vista industrial;
Óleo essencial ou essência é...
“...parte do metabolismo de uma planta,
composto geralmente por terpenos, que estão
associados ou não a outros componentes, a
maioria voláteis e que geram em conjunto o odor
desse vegetal.”
...parte do metabolismo de uma planta,
Exemplo: cafeína alcalóide piridínico...
Produto puro, quimicamente definido, fórmula característica...
Óleo essencial composição complexa
Mistura de produtos, isolados em uma proporção e com composição
muito variável, conforme diversos fatores;
Método de obtenção (ex: essências de laranja...);
Partes da planta, estádio desenvolvimento, colheita, ambiente...
Combinação de metabólitos com particularidades em comum:
Volatilidade ou solubilidade ...
...parte do metabolismo de uma planta,
Baixa estabilidade, com mudanças permanentes...
...durante a formação na planta e após sua extração.
Três etapas da transformação:
Maturação,
Estabilidade ou vida útil (sem mudanças significativas);
Decomposição;
Ex1: Lavanda permanente maturação com notas
olfativas cada vez mais redondas e resinosas;
Ex2: Cítricos oxidação contínua, com notas olfativas
cada vez mais amargas ou gordurosas;
...composto geralmente por terpenos, que estão
associados ou não a outros componentes,
Mono e Sesquiterpenos +
Ésteres, álcoois, aldeídos, cetonas, fenóis, glicosídeos, alcalóides etc
Monoterpenos ( 10 carbonos)
Sesquiterpenos ( 15 carbonos)
farnesol
cariofileno
Compostos majoritários: proporção maior que 1,0% ou 0,5% da essência;
Compostos minoritários: até partes por bilhão
...porém, às vezes, as notas olfativas e efeitos biológicos são dados pelos
minoritários! Ex: rosas (perfumes) e jasmim (vermelhidão da face);
... a maioria voláteis ...
É a regra...mas sempre há exceções...
Presença de lipídios em essências florais uso de solventes apolares;
Terpenos+açúcares requer hidrólise para extração;
...e que geram em conjunto
o odor desse vegetal.
Fonte: http://thevividedge.com/essential-oil-green-products/
Porém, o odor de uma planta viva não é o mesmo da essência isolada;
Volatilidade, solubilidade (arraste a vapor hidrolato);
Metabolismo;
Localização das estruturas produtoras de essências;
MATÉRIAS-PRIMAS DA EXTRAÇÃO
Partes vegetais
Espécies
Pétalas florais
Flor de laranjeira, rosas, jasmim
Cascas de frutas¹
Bergamota, laranja, lima, limão, tangerina
Rizomas
Gengibre
Raízes
Vetiver
Folhas, galhos e pequenos frutos
Alecrim, eucalipto, petigrain²
Casca de árvore, lenho
Canela, sândalo
Resina da casca, goma
Mirra, olíbano
Sementes³
Cenoura, cominho
1 Denominados óleos essenciais cítricos;
2 Grão pequeno; óleo de frutos verdes de citros
3 Exceções, pois óleos de sementes em geral não são óleos essenciais, mas óleos graxos
Óleos essenciais x Óleos graxos
Propriedades
Óleo essencial
Função química
Álcool, cetona,
acetato, éster
Exemplo estrutura
molecular
Linalol
Óleo graxo
Ácido graxo monocarboxílico
Ácido esteárico
Sensação tátil
Não viscoso
Altamente viscoso e lubrificante
Sensação olfativa
Aromático
Odor característico de óleo
Volatilidade
Altamente volátil
Não volátil
Reação de
degradação
Resinificação
Rancificação
ESTRUTURAS CELULARES
Estruturas celulares
Famílias
Pelos glandulares
Labiatae, Verbanaceae, Geraniaceae
Cavidades equizógenas¹
Myrtaceae, Poaceae, Asteraceae
Canais lisígenos²
Gengibre
Canais resinosos
Coniferae
Canais gomosos
Cistaceae, Burseraceae
1 Células separadas umas das outras;
2 Espaços resultantes da dissolução celular;
OUTRA DEFINIÇÃO
Um óleo essencial é um produto volátil e, portanto, de uso
extemporâneo, de composição química extremamente complexa
e com uma enorme variabilidade no que se refere a sua
qualidade, propriedades e estabilidade.
(Bandoni, 2000)
Fonte: http://www.outramedicina.com/447/oleos-essenciais-para-aromaterapia
INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE
OS ÓLEOS ESSENCIAIS
Características:
Solúveis em solventes orgânicos;
Sabor ácido e picante (em geral);
Incolores/amarelados quando recém extraídos (exc. camomila);
Instáveis na presença de ar, luz, calor, umidade e metais;
Possuem índice de refração (identificação e qualidade);
Quimiotaxonomia:
Óleos voláteis são raros em gimnospermas;
Pouco em angiospermas monocotiledôneas
exc. gramíneas (Cymbopogon e Vetiveria) e zingiberáceas (Curcuma);
Abundantes em angiospermas dicotiledôneas;
Ex: Asteraceae, Apiaceae, Lamiaceae, Myrtaceae, Rutaceae etc.;
INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE
OS ÓLEOS ESSENCIAIS
INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE
OS ÓLEOS ESSENCIAIS
Fatores de variabilidade dos óleos essenciais:
Quimiotipos: botânica idêntica, porém diferentes quimicamente;
Ciclo vegetativo: estádio vegetativo apropriado para colheita;
Fatores ambientais:
Altitude e latitude; Temperatura; Umidade do ar e do solo;
Fotoperíodo; Ventos; Características físicas e químicas do solo;
Manejo da colheita, beneficiamento e método de extração.
“A CONSTÂNCIA DE RESPOSTAS E DE
CONCENTRAÇÕES DE UM METABÓLITO
SECUNDÁRIO É PRATICAMENTE UMA
EXCEÇÃO”.
Estudar, estudar ....
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Principais métodos de extração:
Destilação com água ou hidrodestilação;
Destilação por arraste a vapor;
Extração com CO2 (super e subcrítico);
Extrusão ou prensagem;
Extração por solventes;
Extração por óleo;
Enfleurage;
Fonte: http://ecohomeresource.com/2011/03/essential-oils-benefitting-you.html
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Destilação com água ou hidrodestilação;
Princípio:
Ebulir suspensão aquosa de material vegetal aromático,
condensando os vapores, recolhendo a solução
condensada e separando o óleo imiscível na água;
Fonte: http://www.allaboutaromatherapy.com/essential-oils-definition-and-distillation/essential-oils-distillation-chemistry-and-history/
Equipamento: aparelho de Clevenger modificado;
Aparelho para extração de
óleo essencial em bancada
Tipo Clevenger adaptado
(hidrodestilação)
Aparelho para extração de
óleo essencial em bancada
Tipo Clevenger adaptado
(hidrodestilação)
Fonte: http://www.sacredearth.com/ethnobotany/useful/essentialoils.php
Aparelho para extração de óleo essencial em bancada Clevenger adaptado (hidrodestilação)
Extrator artesanal – Pelotas, RS
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Destilação com água ou hidrodestilação;
Em geral os OE são de menor qualidade por esse método;
Desvantagens:
Alguns componentes sensíveis à hidrólise;
Compostos oxigenados (ex. fenóis) são solúveis em H2O;
Quanto maior tempo destilação, menor qualidade do OE;
Baixa eficiência energética;
Vantagens:
Baixo custo (?) e praticidade;
Fonte: http://www.laszlo.ind.br/oleos_essenciais/extracao.asp?pag=site
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Destilação com água ou hidrodestilação;
Tempo de destilação varia com a composição do OE;
Relação Tempo : Qualidade do OE;
Os primeiros componentes voláteis extraídos são os mais
solúveis em água;
É ‘tipo’ de destilação fracionada;
Fonte: http://terra-flor.com/aromaterapia/o_que_sao_oe
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Citronela
Alecrim-de-tabuleiro
Alecrim-pimenta
Capim-limão
Eucalipto
Sambacaita
Cipó-mil-homens
Fonte: Ehlert et al., 2006
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Fonte: Paula et al., 2004
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Destilação por arraste a vapor;
Princípio:
Vaporização a TºC inferiores as de ebulição dos
componentes voláteis do OE por efeito de uma corrente
direta de vapor d’água;
Equipamento: extrator industrial; ‘tipo’ alambiques;
Vantagens:
Processo econômico;
Não requer equipamentos sofisticados;
Não há superaquecimento do OE;
Fonte: Vitti e Brito, 2003
Fonte: Macanuda
Fonte: Battitini (Tecpon)
Aparelho para extração de
óleo essencial em bancada
A – gerador de vapor
B – frasco extrator
C – condensador
D – separador
E – recolhedor
Fonte: Matos, 2009
Mini-extrator por
arraste a vapor
(dorna com 2,6L)
Fonte: Linax
Hidrodestilação
Arraste a vapor
DIFERENÇAS ENTRE OS
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO
DE ÓLEOS ESSENCIAIS
MAIS UTILIZADOS
Destilação água-vapor
Fonte: http://store.scent-works.com/oilexme.html
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Extração com CO2 (super e subcrítico);
Princípio:
CO2 é liquefeito por compressão, ao retornar ao estado
gasoso, deixa o óleo volátil puro;
SuperC 490 atm à 60ºC; SubC 70 atm à 0ºC-10ºC
Desvantagem:
Alto custo e tecnologia requer maior conhecimento;
Pode direcionar a extração para certos compostos;
Vantagens:
Permite recuperar os aromas naturais de todos os óleos;
Pode direcionar a extração para certos compostos;
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Extração com CO2 (super e subcrítico);
Fonte: Coelho et al, 1997
Fonte: http://www.e-science.unicamp.br/lasefi/
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Extração com solventes;
Usa um solvente orgânico (ex: éter
ou hexano) para a extração;
O solvente e o OE não se separam;
Necessário evaporar o solvente;
Rotavapor;
Aparelho de Soxhlet para extração de
óleo essencial com solvente
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Extrusão ou prensagem
Princípio:
Frutas são espremidas sem aquecimento, na
temperatura ambiente;
O suco e o óleo são separados por centrifugação;
Fonte: http://oleosessenciaisnaturais.blogspot.com/2010/10/metodos-de-extracao-dos-oleos.html
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE
ÓLEOS ESSENCIAIS
Enfleurage (processo artesanal)
Princípio:
Pétalas de flores são colocadas sobre gordura animal ou vegetal;
Ocorre troca das pétalas diariamente, 30 ou 40 vezes;
Gordura saturada:
Uso para cremes, óleos de massagem etc.;
Ou separada com álcool de cereais;
Fonte: http://store.scent-works.com/oilexme.html
Fonte: http://esscentualalchemy.wordpress.com/tag/enfleurage/
PARÂMETROS DE QUALIDADE
DOS ÓLEOS ESSENCIAIS
Organolépticos:
Odor, cor, aparência;
Físicas:
Densidade; poder rotatório; índice de refração;
Miscibilidade em etanol;
Ponto de congelamento e de inflamação;
Faixa de destilação;
Índices químicos:
Acidez; éster; saponificação;
Acetil; fenóis;
PARÂMETROS DE QUALIDADE
DOS ÓLEOS ESSENCIAIS
Cromatográficos:
Perfil cromatográfico (CG);
Quantificação dos principais componentes;
Espectroscópicas:
Ultra-violeta visível; infravermelho;
Outras determinações:
Agrotóxicos;
Metais pesados;
TESTES RÁPIDOS PARA DETECÇÃO DE
FALSIFICAÇÕES E ADULTERAÇÕES GROSSEIRAS
Teste
Papel filtro
Avaliação
Verdadeiro
•Isento de manchas de
• pingar 1 a 3 gotas do OE “molhado”
•OE deve ter evaporado
em papel filtro (café) ou
gaurdanapo
•Pode permanecer leve
coloração
•Esperar 12 a 24 h
Falso
•Manchas de “molhado”
indicam presença de
carreadores não voláteis,
como óleo vegetal, óloeo
mineral, glicerol etc.
Solubilidade em água •Gotas permanecem sobre
•Gotas solubilizam;
a água;
•Adicionar lentamente
algumas gotas do OE
sobre água em um copo
de vidro
leitosa e
•Eventualmente precipitam •Solução
esbranquiçada.
(OE mais densos);
Fonte: Wolffenbüttel, 2010
MAIORES PROBLEMAS QUANTO
À MATÉRIA-PRIMA
Baixo teor de princípios ativos;
Contaminações microbiológicas;
Impurezas (terra, areia, pedras...);
Outras partes da plantas;
Metais pesados;
Resíduos de agrotóxicos;
PARÂMETROS DE QUALIDADE
DAS ESPÉCEIS AROMÁTICAS
Organolépticos:
Odor, cor, sabor;
Morfo-anatômicos:
Análise macroscópica, elementos estranhos;
Cortes histológicos, histoquímica, micrografia de poeiras;
Microbiológicos:
Microrganismos totais;
Enterobactérias
Escherichia coli, salmonelas.
PARÂMETROS DE QUALIDADE
DAS ESPÉCEIS AROMÁTICAS
Fisicoquímicos:
Qualitativos:
Reações de caracterização;
Análises cromatográficas;
Quantitativos:
Umidade; conteúdo de OE; outros constituintes;
Matéria extraída com diferentes solventes;
Cinzas totais; matais pesados; agrotóxicos;
Radioatividade residual;
Aspectos da Produção
Cultivo de citronela
Fonte: Verbhena
Aspectos da Produção
Cultivo de alecrim
Fonte: Verbhena
Aspectos da Produção
Cultivo de alecrim
Fonte: : Battitini (Tecpon)
Aspectos da Produção
Cultivo de manjericão
Fonte: : Battitini (Tecpon)
Para finalizar...
- Doutor, eu tenho uma dor de ouvido.
2000 a.C. – Tome aqui, coma essas raízes.
1000 d.C. – Raízes são pagãs, reze.
1850 d.C. – Rezas são superstição, beba essa poção.
1940 d.C. – Essa poção é inútil, tome essa pílula.
1985 d.C. – Essa pílula é inócua, tome esse antibiótico.
2000 d.C. – Antibiótico é artificial, coma essa raiz.
Muito obrigado
pela atenção!
Gustavo Schiedeck
[email protected]
Embrapa Clima Temperado
Estação Experimental Cascata