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https://tede.unioeste.br/handle/tede/5770
Tipo do documento: | Tese |
Title: | Extração de compostos bioativos das folhas de espinheira santa (Monteverdia aquifolia) via tecnologia supercrítica utilizando cossolventes e extração assistida por ultrassom |
Other Titles: | Extraction of bioactive compounds from espinehira santa leaves (Monteverdia aquifolia) by supercritical technology using co-solvents and ultrasound-assisted extraction |
Autor: | Alves, Tales Prado ![]() |
Primeiro orientador: | Klen, Márcia Regina Fagundes |
Primeiro coorientador: | Silva, Edson Antonio da |
Primeiro membro da banca: | Hoscheid, Jaqueline |
Segundo membro da banca: | Tones, Aline Raquel Muller |
Terceiro membro da banca: | Borba, Carlos Eduardo |
Quarto membro da banca: | Santos, Katia Andressa |
Resumo: | A espinheira santa (Monteverdia aquifolia) é uma planta medicinal, nativa da América do Sul, seus extratos apresentam em sua composição substâncias bioativas, coadjuvantes no tratamento de diversas moléstias. Geralmente, os métodos convencionais são aplicados para obtenção de seus extratos, os quais muitas vezes são onerosos e deletérios aos compostos bioativos. Dentro deste contexto, o presente projeto de pesquisa visa investigar os diferentes métodos de obtenção dos extratos das folhas de M. aquifolia, via extração Soxhlet, líquido pressurizado, assistido por ultrassom, supercrítica com CO2 e supercríticas com cossolventes, examinando o rendimento e a qualidade dos extratos obtidos, quanto ao teor de fenólicos, atividade antioxidante e composição química. As extrações com líquido pressurizado (30 min e 100 bar) e Soxhlet (360 min) foram realizadas nas temperaturas de 40, 50 e 60 °C e nas tempetaruras de ebulição dos solventes etanol, acetato de etila e n-hexano, respectivamente. Nas extrações com os solventes pressurizado os maiores rendimentos foram 5,29%, 3,13% e 2,05% com etanol, acetato de etila e n-hexano, nesta ordem, obtidos a 60 °C. A técnica convencional Soxhlet foi efetiva quando realizada com etanol, alcançando um rendimento de 8,30% em peso. Essas técnicas demonstraram a afinidade dos compostos das folhas por solventes polares e o aprimoramento da extração com a elevação da temperatura. A partir desses resultados, o etanol foi selecionado para seguir com as extrações assistidas por ultrassom, na qual, um planejamento Box-Behnken foi empregado para investigar as variáveis temperaturas (40, 50 e 60 °C), amplitude de sonicação (20, 50 e 80%) e razão solvente/ folha (10, 15 e 20 mL g-1) por um tempo total de 30 min. A combinação entre os parâmetros adotados (50 °C, 80% de amplitude e 20 mL g-1 razão solvente/folha) resultou em um rendimento máximo de 6,57% em peso, obtido em um tempo, temperatura e volume de solvente reduzidos, quando comparados as técnicas Soxhlet e com os solventes pressurizados. As extrações com CO2 supercrítico as variáveis investigadas foram pressão (200, 250 e 300 bar), temperatura (40, 50 e 60 °C) e vazão (2, 4 e 6 mL min-1), seguindo um planejamento Box-Behnken, em um tempo total de 100 min. O maior rendimento de 1,13% obtidos em extrato foi na condição de 50 °C, 300 bar e 6 mL min-1. Nessa condição, os efeitos da adição 1, 3 e 5% V V-1 dos cossolventes etanol e acetato de etila foram examinados, alcançando os maiores rendimentos na concentração de 5% de 1,13% e 1,06% em peso, respectivamente, não superando o maior rendimento obtido com CO2 puro. O ajuste do modelo de Sovová as curvas cinéticas de extração supercrítica mostraram um alto grau de acurácia. A estimativa do conteúdo fenólico total foi maior nos extratos etanólicos nas extrações assistida por ultrassom (402,33 mg EAG gext-1), seguida da extração pressurizada (325 mg EAG gext-1), Soxhlet (237,40 mg EAG gext-1) e SFE (18,21 mg EAG gext-1). A maior atividade antioxidante determinada pelo método DPPH foi observado no extrato etanólico obtido na extração com o solvente pressurizado (1014,01 μmol TEQ gext-1) e pelo método FRAP no extrato etanólicos obtido na extração assistida por ultrassom (4237,60 μmol Fe2+ gext-1). A caracterização da composição química realizada, revelou a presença de compostos de grande interesse, sendo os majoritários esqualeno, vitamina E, friedelina e friedelanol. A quantificação de vitamina E e friedelina foi maior nos extratos obtidos nas PLE com AcEt. De modo geral, os métodos não convencionais foram superiores em relação ao método convencional, apresentando uma composição química, conteúdo fenólico e atividade antioxidantes aprimoradas. |
Abstract: | Espinheira santa (Monteverdia aquifolia) is a medicinal plant, native from South America, and its extracts present in their composition bioactive substances, coadjuvants in the treatment of various diseases. Usually, conventional methods are applied to obtain its extracts, which most of the time are expensive and deleterious to the bioactive compounds. In this context, the present research project aims at investigating different methods of obtention of the M. aquifolia leaves extract through Soxhlet (SOX), pressurized-liquid (PLE), ultrasound-assisted (UAE), supercritical CO2 (SFE), and SFE with cosolvents extractions, evaluating the yield and the quality of the extracts obtained, regarding their chemical composition, total phenolics content (TPC), and antioxidant activity. The PLE (30 min and 100 bar) and SOX (360 min) were performed at temperatures 40, 50, and 60 °C and in the boiling temperatures of the solvent’s ethanol, ethyl acetate, and n-hexane, respectively. In the PLE, the highest yields were 5.29%, 3.13%, and 2.05% with ethanol, ethyl acetate, and n-hexane, respectively, obtained at 60 °C. SOX conventional technique was effective when performed with ethanol, reaching a yield of 8.30% in weight. These techniques evidenced the affinity of the compounds by polar solvents and improvement of the yields with temperature increase. From these data, ethanol was selected to continue with UAE, in which a Box-Behnken experimental design was used to investigate the variables temperature (40, 50, and 60 °C), sonication amplitude (20, 50, and 80%), and solvent/leaf ratio (10, 15, and 20 mL g-1) for a total period of 30 min. The combination of the adopted parameters (50 °C, amplitude 80%, and solvent/leaf ratio 20 mL g-1) resulted in a maximum yield of 6.57% in weight, obtained at a reduced time, temperature, and solvent volume when compared to SOX and PLE techniques. In the SFE-CO2, the variables investigated were pressure (200, 250, and 300 bar), temperature (40, 50, and 60 oC), and flow (2, 4, and 6 mL min-1), following a experimental design in a total time of 100 min. The highest yield of extract was 1.13%, obtained in the condition 50 °C, 300 bar, and 6 mL min-1. In this condition, the effects of the addition of 1, 3, and 5% V V-1 of the cosolvents ethanol and ethyl acetate were investigated, reaching the highest yields 1.13% and 1.06% in weight, respectively, in the concentration 5%, but not higher than the highest yield obtained with pure CO2. The adjustments of the Sovová model to the kinetics curves of SFE showed a high level of accuracy. The TPC estimate was higher in the ethanolic extracts in UAE (402.33 mg EAG gext-1), followed by PLE (325 mg EAG gext-1), SOX (237.40 mg EAG gext-1), and SFE (18.21 mg EAG gext-1). The highest antioxidant activity determined by the DPPH method was observed in the ethanolic extract obtained in the PLE (1014.01 μmol TEQ gext-1) and by the FRAP method the ethanol extract obtained by UAE (4237.60 μmol Fe2+ gext-1). The characterization of the chemical composition revealed the presence of compounds of great interest, being the majority squalene, vitamin E, friedelin, and friedelanol. The quantification of vitamin E and friedelin was higher in the extracts obtained in the PLE with ethyl acetate. Generally, the unconventional methods were superior to the conventional method, presenting improved chemical composition, TPC, and antioxidant activities. |
Keywords: | Monteverdia aquifolia Extração convencional Extração supercrítica Extração supercrítica cossolventes Extração com líquido pressurizado Extração assistida por ultrassom Rendimento Compostos bioativos Conteúdo fenólico Atividade antioxidante Composição química Conventional extraction Supercritical extraction Supercritical extraction with cosolvents Pressurized-liquid extraction Ultrasound-assisted extraction Yield Bioactive compounds Phenolic content Antioxidant activity Chemical composition |
CNPq areas: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Campun: | Toledo |
Citation: | ALVES, Tales Prado. Extração de compostos bioativos das folhas de espinheira santa (Monteverdia aquifolia) via tecnologia supercrítica utilizando cossolventes e extração assistida por ultrassom. 2021. 127 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2021. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | http://tede.unioeste.br/handle/tede/5770 |
Issue Date: | 10-Sep-2021 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Química (TOL) |
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