Utilização de enzimas para a obtenção de óleos essenciais e cumarinas da casca de Citrus latifolia Tanaka - Cassini, Juliane (My University, 2015)
Citrus latifolia Tanaka (Tahiti lime) essential oil has a high commercial value and a large application in different industries. The enzymatic extraction of vegetable oils increases yields extraction, energy efficient and cause minimal environmental impact, but few studies have evaluated its use for the extraction of essential oils from aromatic plants. As a result, this study aimed to contribute to the development of enzymatic technology for extraction of essential oil from peels of C. latifolia Tanaka, and assess the proportion of bioactive compounds such as coumarins, in wastes extraction processes. To do so, it was performed enzymatic pretreatment of the peels, through a complex composed primarily of cellulases, characterized in filter paper (FPA), and subsequent extraction of oil by hydrodistillation. In the first three experiments were evaluated the effect of enzyme loading (5, 7 and 12 FPA/g substrate), the effect of time of enzymatic pretreatment (1, 2 and 3 hours) and the effect of pretreatment on crushed peels, on yield and composition of essential oil obtained by 1 hour hydrodistillation. In another test, it was evaluated the possibility of reducing the time hydrodistillation by enzymatic pretreatment, using loads of 5, 7 and 12 FPA/g of crushed peels, calculating the oil yield during the hydrodistillation at different intervals time (10, 15, 20, 30, 40, 50 and 60 minutes). The coumarins were extracted from the liquid and solid wastes from hydrodistillations with hexane through liquid-liquid extraction and soxhlet, respectively. The analysis of the compounds of essential oils and coumarins were made by gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS). In the first three experiments described not statistical differences were found between the oil yields of enzymatically pretreated samples and controls, demonstrating that the enzymatic pretreatment did not affect the oil yield obtained by 1 hour hydrodistillation. However, the analysis of the oil components allowed to observe an increase in the proportions of some oxygenated compounds (p < 0,05), responsible for the quality of aroma. In the experiment where was evaluated the short-time hydrodistillation, it was found that pretreatment with a load of 5 FPA/g reached the maximum yield of about 30 minutes from the distillation process, while in the control the maximum yield was about 50 minutes. Using the load of 7 FPA/g, the maximum yield was reached in about 20 minutes, the same happened with the load of 12 FPA/g, while in the control was around 40 and 50 minutes, respectively. These results indicate that enzymatic pretreatment reduces the time hydrodistillation with advantages in terms of cost efficiency and integrity of the oil components, since the reduction in exposure time of the plant material at a temperature of boiling water, pointing out the foundation for a technological process that involves enzyme pretreatment associated with hydrodistillation to be employed in obtaining essential oil of C. latifolia Tanaka. For the coumarins, the results indicated that the percentage of most of these compounds was not altered when the samples were enzymatically pretreated. However, it is proposed that the waste generated by hydrodistillation can be recovered and used as a source of coumarins.
O óleo essencial de Citrus latifolia Tanaka (limão Tahiti) possui grande valor comercial e aplicações em diversos tipos de indústrias. A extração enzimática de óleos vegetais fixos aumenta o rendimento, consome pouca energia e causa um mínimo impacto ambiental, porém poucos estudos avaliaram o seu emprego para a extração de óleos essenciais de plantas aromáticas. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de uma tecnologia enzimática para a extração do óleo essencial de cascas de C. latifolia Tanaka, além de avaliar a percentagem de compostos bioativos, como cumarinas, nos resíduos dos processos de extração. Para tanto, foram realizados pré-tratamentos enzimáticos nas cascas, através de um complexo constituído principalmente por celulases, caracterizado em papel filtro (FPA), e posterior extração do óleo por hidrodestilação. Nos três primeiros experimentos foram avaliados o efeito da carga enzimática (5, 7 e 12 FPA/g de substrato), o efeito do tempo de pré-tratamento enzimático (1, 2 e 3 horas) e o efeito do pré-tratamento em cascas trituradas sobre o rendimento e a composição do óleo essencial obtido por 1 hora de hidrodestilação. Em outro experimento foi avaliada a possibilidade de redução no tempo de hidrodestilação através do pré-tratamento enzimático, utilizando-se cargas de 5, 7 e 12 FPA/g em cascas trituradas, calculando-se o rendimento em óleo durante a hidrodestilação em diferentes intervalos de tempo (10, 15, 20, 30, 40, 50 e 60 minutos). As cumarinas foram extraídas com hexano dos resíduos líquidos e sólidos das hidrodestilações através de extração líquido-líquido e soxhlet, respectivamente. As análises dos compostos dos óleos essenciais e das cumarinas foram feitas por cromatografia gasosa (GC) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS). Nos três primeiros experimentos descritos não foram verificadas diferenças estatísticas entre os rendimentos em óleo das amostras pré-tratadas enzimaticamente e os controles, demonstrando que o pré-tratamento enzimático não alterou o rendimento em óleo obtido por 1 hora de hidrodestilação. Porém, a análise dos componentes dos óleos permitiu observar um aumento nas proporções de alguns compostos oxigenados (p<0,05), responsáveis pela qualidade do aroma. No experimento onde foi avaliada a diminuição do tempo de hidrodestilação, verificou-se que o pré-tratamento com carga de 5 FPA/g atingiu o rendimento máximo em torno de 30 minutos do processo de destilação, enquanto que no controle o rendimento máximo foi em torno de 50 minutos. Utilizando-se a carga de 7 FPA/g, o rendimento máximo foi atingido em torno de 20 minutos, o mesmo ocorrendo com a carga de 12 FPA/g, enquanto que no controle foi em torno de 40 e 50 minutos, respectivamente. Estes resultados indicam que o pré-tratamento enzimático reduz o tempo de hidrodestilação apresentando vantagens do ponto de vista de custo energético e de integridade dos componentes do óleo, visto a redução do tempo de exposição do material vegetal à temperatura de ebulição da água, preconizando as bases para um processo tecnológico que envolve pré-tratamento enzimático associado à hidrodestilação para ser empregado na obtenção de óleo essencial de C. latifolia Tanaka. Em relação às cumarinas, os resultados obtidos indicaram que a percentagem da maioria desses compostos não foi alterada quando as amostras sofreram pré-tratamento enzimático. Entretanto, propõe-se que os resíduos gerados pela hidrodestilação podem ser aproveitados e utilizados como fonte de cumarinas.
Keywords: Biotecnologia; Essências e óleos essenciais; Plantas aromáticas; Limão Tahiti; Biotechnology; Essences and essential oils; Aromatic plants; Persian lime