EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL DA CASCA DE LARANJA ‘PERA’ (Citrus sinensis L. Osbeck) POR HIDRODESTILAÇÃO: AVALIAÇÃO DE RENDIMENTO E ATIVIDADE ANTIOXIDANTE

Capítulo de livro publicado no livro do II Congresso Brasileiro de Produção Animal e Vegetal: “Produção Animal e Vegetal: Inovações e Atualidades – Vol. 2“. Para acessá-lo clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062039-60

Este trabalho foi escrito por:

Fernanda Gubert de Souza^*; Gabriela Avello Crepaldi; Isac Gonçalves de Oliveira; Pamela Haissa Oliveira Sampaio; Rayssa Ferreira Rosso; Caroline Costa Moraes; Andressa Carolina Jacques

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Resumo: O óleo essencial é um composto volátil de substâncias lipofílicas, líquidas e odoríferas, o qual possui aroma, cor e sabor únicos. Um dos principais métodos de extração utilizado é o de hidrodestilação, sendo que este processo varia conforme o objetivo de extração e a matéria prima utilizada. A laranja ‘Pera’ faz parte do grupo de laranjas comuns e se destaca como uma importante variedade entre citros no Brasil, apresentando uma ótima atividade antioxidante e propriedades anti-inflamatórias e antitumorais. Devido à alta produção da fruta no Brasil, tem-se uma grande quantidade de resíduos industriais gerados, provenientes principalmente da indústria de suco e entre esses, destaca-se a casca. Diante do exposto, este trabalho tem por objetivo realizar a extração do óleo essencial da casca da laranja por hidrodestilação, avaliando seu rendimento e atividade antioxidante. A extração foi realizada por hidrodestilação utilizando o aparelho Clevenger e o rendimento foi determinado através da relação entre a massa de fruta utilizada e a massa de óleo obtido. A atividade antioxidante foi analisada pela capacidade da amostra em sequestrar o radical DPPH. O rendimento do óleo essencial obtido foi de 1,9% m/m e a atividade antioxidante foi de 2,59%. Conclui-se que o óleo essencial da casca da laranja ‘Pera’ apresentou rendimento satisfatório, porém, há necessidade de avaliar a atividade antioxidante de uma quantidade maior de amostra do que avaliado no presente estudo.

Palavras–chave: reaproveitamento; conservante natural; resíduo; clevenger; DPPH.

Abstract: The essential oil is a volatile compound of lipophilic, liquid and odoriferous substances, which has unique aroma, color and flavor. One of the main extraction methods used is hydrodistillation, and this process varies according to the extraction objective and the raw material used. The Pera orange is part of the common orange group and stands out as an important variety among citrus fruits in Brazil, presenting an excellent antioxidant activity and anti-inflammatory and anti-tumor properties. Due to the high production of this fruit in Brazil, there is a large amount of industrial waste generated, mainly from the juice industry and, among these, the peel stands out. In view of the above, this work aims to perform the extraction of essential oil from orange peel by hydrodistillation, evaluating its yield and antioxidant activity. The extraction was performed by hydrodistillation using a Clevenger apparatus and the yield was determined by the ratio between the mass of fruit used and the mass of oil obtained. The antioxidant activity was analyzed by the capacity of the sample to sequester the DPPH radical. The yield of the essential oil obtained was 1.9% and the antioxidant activity was 2.59%. It is concluded that the essential oil from the ‘Pera’ orange peel presented satisfactory yield, however, there is a need to evaluate the antioxidant activity of a larger amount of sample than evaluated in this study.

Key Word: reuse; natural preservative; waste; clevenger; DPPH.

INTRODUÇÃO

O óleo essencial é definido, segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), como um composto volátil obtido por partes de plantas aromáticas principalmente através da destilação por arraste a vapor d’água (1). São misturas complexas de substâncias lipofílicas, líquidas e odoríferas, possuindo aroma, cor e sabor únicos, assim como inúmeras características biológicas e físico-químicas (2). Além de suas funções ecológicas, que englobam a proteção contra predadores durante a germinação, a atração de polinizadores e a proteção contra a perda de água, os óleos essenciais são utilizados como matéria-prima em várias áreas industriais, como cosmética, farmacêutica, alimentícia e de materiais de limpeza (3). Segundo Lupe (2) os métodos de extração variam de acordo com a localização do óleo na planta, entre os mais utilizados estão: enfleurage; arraste por vapor d’água; extração com solventes orgânicos; prensagem; extração com dióxido de carbono supercrítico.

Dentre as espécies de plantas aromáticas, ricas em óleos essenciais, tem-se que a laranja (Citrus sinensis L. Osbeck), que está entre as frutas mais consumidas da população brasileira. Além de ter baixo custo, possui nutrientes como vitaminas C, A e B, minerais, fibras e compostos antioxidantes (4). O Brasil lidera como maior produtor de laranja do mundo e no ano de 2020, a produção chegou a 12.955.120 milhões de toneladas de laranja. O estado de São Paulo, região destinada à produção de sucos, corresponde a cerca de 80% da produção nacional (5).

O consumo de laranja apresenta benefícios para saúde como prevenção de inflamações, hidratação, controle da glicemia, benefícios para o intestino, entre outros (6). A alta produção de laranja no país também promove uma elevada geração de resíduo, proveniente das indústrias de suco, que geralmente é utilizado como ração animal ou descartado e acumulado no solo, agravando problemas ao meio ambiente (7). Os resíduos da laranja correspondem a cerca de 50% do peso do fruto, contendo na casca uma composição rica em carboidratos solúveis e insolúveis que a tornam uma matéria-prima com alto valor agregado (8). Algumas das alternativas para o aproveitamento destes subprodutos é a utilização dos mesmos como substrato para produção de proteínas microbianas, enzimas e materiais adsorventes, assim como em novos processos como produção de produtos orgânicos, fertilizantes, pectina, biocombustível e óleos essenciais (9). 

O método de extração de óleos essenciais por hidrodestilação é muito efetivo e amplamente utilizado comercialmente no Brasil. A extração consiste na imersão da planta aromática com a água fervente, podendo essa estar flutuando ou imersa. Através do contato da matéria vegetal com a água em ebulição, as paredes celulares do fruto se abrem e o óleo que está entre as células evapora devido ao vapor. O óleo evaporado é arrastado junto com a água, e vai para o condensador, onde é resfriado e separado devido a diferença de densidade (10). O aparelho utilizado na hidrodestilação é o Clevenger, que consiste em três partes: um balão de fundo redondo, onde é adicionado o material a ser extraído e água; um separador, onde o óleo é separado do destilado em um tubo graduado, auxiliando na leitura da quantidade de óleo; e um condensador. A hidrodestilação deve ser conduzida em um ritmo lento, para evitar a saída de vapores no condensador e perda do óleo essencial (11).

Sabe-se que compostos antioxidantes, como os presentes em óleos essenciais, auxiliam na prevenção ou diminuição de danos oxidativos, reagindo com radicais livres e restringindo efeitos negativos ao organismo. Nas frutas cítricas, as substâncias antioxidantes ajudam a diminuir doenças cardiovasculares e inflamações, assim como a retardar o envelhecimento precoce. A vitamina C e os flavonóides são os principais compostos antioxidantes presentes em frutas cítricas, como a laranja (12). Nesse contexto, são variadas as possíveis aplicações para o óleo essencial da casca da laranja, que a partir do reaproveitamento de um resíduo industrial, tem potencial para contribuir com diversos benefícios à saúde do consumidor.

Portanto, o presente trabalho tem como objetivo realizar a extração do óleo essencial da casca da laranja por hidrodestilação, avaliando rendimento e atividade antioxidante. Para executar o objetivo geral, os seguintes objetivos específicos foram definidos:

• Realizar extração do óleo essencial da casca da laranja ‘Pera’ por hidrodestilação utilizando Clevenger;
• Determinar o rendimento de óleo obtido, em razão mássica;
• Avaliar a atividade antioxidante do óleo essencial obtido por DPPH.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizados os resíduos de laranja obtidos através do processamento de suco de uma rede de supermercados da cidade de Bagé – RS. As frutas foram cultivadas em Santa Margarida do Sul, no Rio Grande do Sul, e colhidas em julho de 2022. O resíduo consiste nas laranjas cortadas ao meio, com o suco da fruta já extraído, restando apenas o epicarpo (casca) e mesocarpo. O resíduo foi conduzido para o Laboratório de Desenvolvimento Tecnológico de Inovação Aplicados aos Olivais da Região da Campanha, localizado na Universidade Federal do Pampa – Campus Bagé, onde foi feito o descascamento da laranja, separando o epicarpo e mesocarpo, a fim de se obter apenas as cascas (epicarpo) da fruta. As cascas foram selecionadas, higienizadas com água destilada e armazenadas sob refrigeração (4 °C) até o momento da extração.

O óleo essencial da laranja foi obtido através do método de hidrodestilação, utilizando-se o aparelho Clevenger, como apresentado pela figura 1. As cascas da laranja foram moídas em moinho analítico (marca IKA A11) com velocidade de 28000rpm, e 80 g desse material foram adicionadas a um balão de fundo redondo de 1 L, com 800 mL de água destilada. A hidrodestilação ocorreu em temperatura constante, à 100°C, por 3 horas. Após, o óleo obtido foi pesado e congelado a -20ºC.

O rendimento do óleo essencial de laranja foi determinado através da relação entre a massa de casca utilizada (m1) e a massa de óleo obtido (m2), conforme Dannenberg et al. (13). O cálculo foi realizado através da Equação 1.

A capacidade antioxidante do óleo essencial foi determinada em triplicata através da capacidade dos compostos presentes nas amostras em sequestrar o radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazila), segundo Brand-Williams, Cuvelier e Berset (14). Para a extração dos compostos com atividade antioxidante, pesou-se 0,5 g de amostra em um tubo Falcon de 50 mL, e diluiu-se com 1,7 mL de metanol PA. A solução foi homogeneizada até consistência uniforme. Após, armazenada por 24 horas em temperaturas de 3 a 4°C, seguido de centrifugação por 15 minutos. As alíquotas da solução de óleo foram transferidas para um tubo de ensaio e adicionado 1 mL da solução de DPPH. Os tubos foram mantidos por 60 minutos no escuro. O consumo do DPPH foi analisado a 517 nm em espectrofotômetro calibrado com metanol. O resultado foi expresso em porcentual de inibição de acordo com a Equação 2.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados obtidos após a extração do óleo essencial de laranja ‘Pera’ estão na Tabela 1.

O rendimento do óleo essencial da casca da laranja (Citrus sinensis L. Osbeck) foi de 1,9%. Levando-se em consideração a quantidade de matéria prima utilizada, o rendimento foi superior quando comparado ao apresentado por Simas et al (15), que para 150 g de casca de laranja, o óleo extraído apresentou rendimento de 2,03%. Esta diferença pode ser devido à purificação que o autor utilizou após a extração, eliminando a possibilidade da presença de água proveniente da extração. Muitos trabalhos com frutos cítricos têm apresentado bom rendimento na extração de óleos essenciais, como o apresentado por Filho (16), onde a extração do óleo essencial de limões verdes e maduros, apresentou rendimento de 2,63 e 3,4%, respectivamente.

A hidrodestilação é um método de extração muito utilizado em plantas frescas, como cascas e folhas de frutos (2). A fragmentação da matéria prima colabora para um maior rendimento do óleo essencial, como apresentado por Fernandes (18), que realizou a extração do óleo essencial da casca da laranja com a amostra inteira e triturada e seu melhor rendimento, igual a 2,62%, foi obtido quando o autor utilizou 1 kg do flavedo da fruta triturado.

Deste modo, observa-se que o método de hidrodestilação proporciona um produto de alta qualidade, devido a não utilização de solventes na sua extração, não havendo grandes perdas na sua composição química. Portanto, com o controle da temperatura durante a extração e a realização da fragmentação da matéria prima, esse método apresenta resultados positivos para aplicação industrial.

A atividade antioxidante observada através do método DPPH, se dá devido ao declínio da coloração dessa solução, que indica a redução do DPPH pela substância antioxidante da amostra utilizada, por conta da alta habilidade de doação de hidrogênio pelos compostos antioxidantes (12). A atividade antioxidante do óleo essencial da casca da laranja se dá por parte da sua composição não volátil, composta principalmente por carotenóides e flavonóides, e por conta das classes terpenóides, aromáticas e alifáticas presentes (3).

As amostras de óleo essencial de laranja ‘Pera’ apresentaram uma baixa atividade antioxidante. E, este resultado possivelmente ocorreu em razão da baixa concentração de óleo utilizado na realização das análises, como observado também por Filho (16), onde não foi encontrada ação antioxidante nas concentrações inferiores a 5 mg.mL-1. O óleo essencial é um composto extremamente volátil, sendo sensível às condições de armazenamento, como a presença de luz e a influência da temperatura, parâmetros que podem ter influenciado também no resultado obtido.

Dados apresentados por Santos (17), para a atividade antioxidante de óleo essencial de laranja doce (Citrus aurantium var. dulcis) foram baixos quando comparados ao presente estudo, sendo apenas de 0,64%. Devido as diferentes diluições utilizadas para as amostras nas análises antioxidantes, se torna mais difícil a comparação dos resultados, pois cada amostra apresentará um potencial antioxidante diferente (12). 

CONCLUSÕES

O óleo essencial da casca da laranja apresentou um rendimento satisfatório e esperado, de 1,9% m/m. Além disso, apresentou uma capacidade antioxidante de 2,59%, resultado esperado devido a quantidade de óleo essencial que foi utilizada. A obtenção do óleo essencial da casca da laranja a partir do reaproveitamento de resíduos torna-se uma ótima possibilidade para utilização deste subproduto proveniente da indústria de suco. Para trabalhos futuros, é importante levar em consideração os parâmetros de armazenamento do óleo essencial para evitar perdas na sua composição e qualidade, assim como realizar a avaliação da capacidade antioxidante com uma quantidade maior de óleo essencial. 

AGRADECIMENTOS

Nosso agradecimento vai para Universidade Federal do Pampa, pelo auxílio e incentivo à pesquisa, e ao Laboratório de Desenvolvimento Tecnológico de Inovação Aplicados aos Olivais da Região da Campanha, onde as análises foram realizadas.

REFERÊNCIAS

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