Extração de compostos fenólicos da casca de
maracujá
Operações Unitárias
Licenciatura em Biotecnologia
Docente: Prof. Inês Seabra
Anna Karamysheva 20150211
Henrique Duarte 20150260
Marcelo Filipe 20150232
2017 / 2018
Introdução O maracujá é um fruto tropical que tem vindo a ganhar destaque na alimentação
dos portugueses. Maracujá é o nome dado ao fruto das plantas do género Passiflora, que
teve origem nas zonas tropicais e subtropicais da América. O maracujazeiro pertence ao
reino Plantae, divisão Magnoliophyta, classe Magnoliopsida, ordem Malpighiales,
família Passifloraceae, género Passiflora. Este género é considerado o maior desta
família botânica, compreendo cerca de 530 espécies, dos quais apenas os frutos de 20
variedades são comestíveis e destinados ao cultivo. É caracterizado por ser uma trepadeira
herbácea, sublenhosa, com crescimento vigoroso e por possuir sistema radicular pouco
profundo, com folhas lobadas e verdes. As flores são bissexuais ou unissexuais e
começam a sua floração aos quatro - cinco meses de vida (Dhawan et al., 2004; Schotsmans
& Fischer, 2011).
O maracujá está incluído na categoria comercial de frutos tropicais secundários,
cujo mercado cresceu rapidamente nos últimos anos.
Este é produzido a nível mundial, destacando-se como principal produtor o Brasil
com 694.539 toneladas em 2015 (Embrapa, 2016) seguido do Peru, Venezuela, África do
Sul, Sri Lanka e Austrália (Schotsmans & Fischer, 2011).
Em Portugal, a produção de maracujá esteve, durante muito tempo, associada a
produção familiar. Atualmente, as produções são nos Açores e Madeira, com uma
produção de 30 toneladas e 103 toneladas respetivamente (INE, 2016). Em Portugal, ao
contrário de outros países, como o Brasil, Peru e outros, produz-se apenas maracujá roxo.
A nível mundial apenas três tipos de maracujá (Figura 2) são produzidos, sendo
estes o maracujá amarelo (Passiflora edulis Sims flavicarpa), o mais produzido por causa
do elevado rendimento para sumo, bem como por causa da sua resistência contra pragas,
seguido do maracujá doce (Passiflora alata Curtis) com teor de vitaminas e potencial
fármaco elevado (Jung et al., 2007), e o maracujá roxo (Passiflora alata Cutis) com
propriedades antioxidantes.
O maracujá possui várias aplicações enquanto agente aromatizante em
preparações de bolos, sorvetes e geleias (Bhat & Paliyath, 2016 ; Schotsmans & Fischer, 2011),
ração para bovinos e aves, sumo, tratamento da ansiedade, insónia, asma, bronquite,
infeções do trato urinário (Zibadi et al., 2007) , como sedativo suave, no tratamento de asma
Figura 1-Mapa mundo com Sri Lanka, Peru, Austrália, Brasil, Africa Sul assinalado
bronquial, menopausa (Schotsmans & Fischer, 2011), em chás de infusão (Silva et al., 2013)
e polpas congeladas(Zaraik et al., 2010).
Neste trabalho, iremos trabalhar com o maracuja roxo. As sementes são uma boa
fonte de óleo, hidratos de carbono, proteínas e sais minerais (Silva & Bottoli, 2015) e
representam uma quantidade enorme de resíduo industrial, sendo maioritariamente
aplicadas para ração animal. A polpa do maracujá é basicamente constituída por água,
hidratos de carbono e açúcares, tendo assim um elevado valor nutritivo. Apresenta,
também, um elevado teor de potássio e vitaminas A, B6, C e E (Silva et al., 2014)
A casca deste tipo de maracujá representa
aproximadamente 53% da sua composição física e é
considerada um subproduto de grande relevância na
indústria de sumo e polpas. É constituída basicamente
por água, hidratos de carbono e proteína e é
considerada uma boa fonte de pectina e fibras
solúveis, pelo que é um importante agente na
prevenção de doenças cardiovasculares,
gastrointestinais diabetes e obesidade (Liew et al.,
2014). Além disso, a casca é, ainda, um importante
indicador do seu grau de maturação na casca
(Estabilidade et al., 2007). Em 1997, identificaram os
teores de antocianinas através de técnicas de
espectrometria e cromatografia na casca.
Antocianinas (Figura 3 e 4) são pigmentos
hidrossolúveis responsáveis pela cor vermelha, azul e
violeta, e estão presentes em vários frutos e flores (Kidoy,
1997).
Figura 3-Exemplos de produtos com Antocianinas. https://www.pinterest.pt/pin/327425835386201226/?lp=true
Figura 4-Estrutura geral das antocianinas. http://www.abq.org.br/simpequi/2013/trabalhos/2092-12945.html
Figura 2 - Maracujá Amarelo, Maracujá Doce, Maracujá Roxo respetivamente. https://jornalagricola.wordpress.com/2013/03/08/cultura-do-maracuja/
As antocianinas pertencem ao grupo dos
flavonoides (Figura 5), que são metabolitos secundários.
Por sua vez, os flavonoides pertencem aos compostos
fenólicos, sendo deste modo o maior grupo dos mesmos.
Os compostos fenólicos são antioxidantes que
contêm um anel aromático contendo um ou mais
substituintes hidroxilos, podendo ser substâncias simples
bem como substâncias mais complexas. Estes desempenham
um papel fundamental no crescimento da planta e na sua
proteção, quer contra ameaças ambientais, como os raios
ultravioleta quer contra organismos patogénicos. Os compostos fenólicos podem ser
classificados em diferentes grupos de acordo com o número de anéis fenólicos. (Seabra.I,
2017)
As classes de compostos fenólicos existentes estão descritas na tabela 1
Tabela 1-Varias classes dos compostos fenólicos e as suas estruturas (Seabra.I, 2017)
Classe Estrutura
Fenólicos simples, benzoquinonas C6
Ácidos hidroxibenzoicos C6-C1
Acetofenonas, ácidos fenilacéticos C6-C2
Ácidos hidroxicinâmicos, fenilpropanóides C6-C3
Naftoquinonas C6-C4
Xantonas C6-C1-C6
Estilbenos, antraquinonas C6-C2-C6
Flavonóides, isoflavonóides C6-C3-C6
Lignanas, neolignanas (C6-C3)2
Biflavonóides (C6-C3-C6)2
Ligninas (C6-C3)n
Taninos condensados (C6-C3-C6)n
Os compostos fenólicos são importantes pois possuem atividades antioxidantes,
anti-inflamatórias, anti-cancerigenas, anti-doenças cardiovasculares, anti
envelhecimento, entre outras (Seabra.I, 2017).
O processo de oxidação (contrariado pelas propriedades antioxidantes) é um
processo metabólico que leva à produção de energia necessária para as atividades vitais
das células. Um dos exemplos de oxidação é o metabolismo do oxigénio nas células vivas,
que leva à produção de radicais livres (Roesler et al., 2007). Ao longo dos últimos anos,
tem havido um crescimento substancial de evidências em que se sugere que os radicais
livres exercem grande importância no aparecimento de doenças degenerativas como o
cancro, doenças cardiovasculares, catarata e disfunção cerebral e também é sabido que
estes radicais causam danos no DNA podendo oxidar lípidos e proteínas (Sousa et al.,
2007).
Deste modo, produtos que possuam propriedades antioxidantes, são muito
importantes no nosso dia a dia pois elas têm a capacidade de anular os radicais livres e,
Figura 3-Estrutura geral dos Flavonoides. http://www.abq.org.br/simpequi/2013/trabalhos/2092-12945.html
assim, atenuar o envelhecimento da pele, por exemplo, ou aparecimento de outras
doenças.
Uma vez comprovado que a casca
de maracujá apresenta compostos
fenólicos, o objetivo do presente trabalho
foi extrair e quantificar o teor dos
fenólicos totais e atividade antioxidante
nos extratos da casca de maracujá. Numa
extração, as quantidades de extrato variam
longo do tempo, a variação ocorre
conforme ilustrado na figura 4.
Inicialmente obtém-se extratos mais
acessíveis ao solvente, que, por norma,
estão localizados no exterior da membrana
celular. Esta fase é caracterizada por
demorar um tempo curto e por ter uma velocidade de extração rápida.
Posteriormente numa fase mais lenta haverá quebra de ligações entre compostos e a
matriz vegetal.
Por fim obtém-se apenas compostos que estão na parte mais interior da matriz. A
velocidade baixa é consequência do facto de o solvente ter de penetrar na matriz,
solubilizar os compostos e estes deslocarem-se para o exterior.
Na escolha do solvente deve-se ter em conta a sua solubilidade, a facilidade de o remover
após extração, viscosidade, não ser tóxico e inflamável e ser estável. Estas carateristicas
são importantes pois influenciam a velocidade e tempo de extração, bem como o produto
a ser extraído.
O objetivo desta actividade é determinar o teor de compostos fenólicos presentes
na casca do maracujá roxo.
Figura 4-Variação da quantidade de extrato obtido em função do tempo
Materiais e Métodos
Os protocolos executados nas aulas práticas encontram-se em anexo, nestes
protocolos foram feitas as seguintes alterações.
Protocolo 1: As placas de petri permaneceram na estufa a 103°c, não durante 30 minutos
como eram as indicacões do procedimento, mas sim a noite inteira.
Protocolo 2: Ao invés de utilizarmos o balão e o condensador, colocamos o gobeles em
banho maria e utilizou-se como tampo as caixas de petri, para evitar a evaporação do
solvente.
Protocolo 3: A solução de ácido gálico preparada pela docente, apresentava uma
concentração de 3,07 mg de acido gálico/ 3 ml de ETOH.
Discussão de resultados
Através da figura 7 verifica-se que, quando t=15 minutos, o rendimento da extração
é de 34,2% com um poder antioxidante de 40%, quando t=30 minutos, o rendimento da
extraçao é 32.6% e poder antioxidante aproximadamente 36% e em t=45 minutos o
rendimento de extraçao é inferior, no entanto o poder antioxidante é maior. Deste modo
vemos que ao longo do tempo, o rendimento da extração diminui, e não devia acontecer.
Assim verificamos falta de rigor na execução do procedimento, porque os composto
fenólico, nomeadamente, o rendimento da extracão apresenta correlação direta com a
atividade antioxidante, o que não é verificado.
Uma justificação plausível para os valores apresentados de rendimento de t=30 a
t=45 min é a extração de outras substancias que não fenóis explicando-se assim o aumento
de rendimento.
Neste caso, 15 minutos de extração seriam suficientes uma vez que é atingido o máximo
de extracção. Como a extracção continuou até a t=45 minutos gastamos extrato.
34,232,6
21,5
5,4 5,4 7,1
40,354 35,531
56,443
0
10
20
30
40
50
60
15 30 45
%
TEMPO(MIN)
Rendimento Fenólicos Actividade antioxidante
Figura 7 -Gráfico que traduz percentagem de rendimento, teor de fenóis e atividade antioxidante em função do tempo
Ao visualizarmos a figura 8, conseguimos verificar que quando utilizamos uma
concentração de ETOH de 25% e 50% temos um bom rendimento de extração com uma
atividade antioxidante boa, já quando utilizamos ETOH com concentração de 75%
verificamos que apesar de obtermos uma atividade antioxidante grande, temos uma
descida pouca significativa do rendimento.
Figura 9 -Gráfico que traduz percentagem de rendimento, teor de fenóis e atividade antioxidante em função só facto solido/solvente
A partir da figura 9 verificamos que ao usar mais solvente (no caso 1:30) o rendimento
é maior, e em termos de atividade antioxidante também se verificou um aumento quando
a razão sólido/solvente passa de 1:20 para 1:30, quer isto dizer que é benéfico utilizar
mais solvente para efetuar a extracção baseado nestes dados laboratoriais. Contudo, seria
32,6
58,5
5,4 3,6
35,531
76,978
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1:20 1:30
%
SOLIDO/SOLVENTE
Rendimento Fenólicos Actividade antioxidante
30,932,6
29,3
5,7 5,4 6,2
35,5 35,5
47,1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
25:75 50:50 75:25
%
ETOH:H2O
Rendimento Fenólicos Actividade antioxidante
Figura 8 -Gráfico que traduz percentagem de rendimento, teor de fenóis e atividade antioxidante em função da concentração de ETOH:H20
necessário fazer mais experimentações a fim de averiguar a viabilidade do aumento do
volume de solvente.
Conclusão
Em suma podemos afirmar que utilizando apenas 15 minutos de extração é
suficiente pois conseguimos o máximo de extração, devemos utilizar uma concentração
de ETOH de 50% pois o rendimento de extração e atividade antioxidante é maior, e mais
solvente que soluto pois assim é mais benéfico.
Apesar de verificarmos alguns erros através dos resultados, erros no protocolo,
erros de medição, o objetivo principal foi atingido, verificando-se que a casca do maracujá
possui fenóis com atividade antioxidante.
Para eliminar os erros, mais alguns ensaios deveriam ser feitos, e, esses ensaios
deveriam ser feitos novamente com o mesmo equipamento e material e mesma equipa. Já
as medições deveriam ser feitas pelo mesmo utilizador, para assim o erro diminuir.
Anexos
Figura 10 -Protocolo para determinar o teor de humidade da amostra
Figura 11 -Protocolo Extração sólido-líquido pagina 1
Figura 12 -Protocolo Extração solido-liquido pagina 2
Figura 13 -Protocolo Determinação do teor de compostos fenólicos nos extratos pagina 1
Figura 14 -Protocolo Determinação do teor de compostos fenólicos nos extratos pagina 2
Figura 15 -Protocolo Determinação do teor de compostos fenólicos nos extratos pagina 3
Figura 16 -Protocolo de Determinação da atividade antioxidante usando o radical DPPH pagina 1
Figura 17 -Protocolo de Determinação da atividade antioxidante usando o radical DPPH pagina 2
Bibliografia
Bhat, R., & Paliyath, G. (2016). Fruits of Tropical Climates: Dietary Importance and Health Benefits. Encyclopedia of Food and Health. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-384947-2.00338-X
Da Silva, L. M. R., De Figueiredo, E. A. T., Ricardo, N. M. P. S., Vieira, I. G. P., De Figueiredo, R. W., Brasil, I. M., & Gomes, C. L. (2014). Quantification of bioactive compounds in pulps and by-products of tropical fruits from Brazil. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.08.001
Dhawan, K., Dhawan, S., & Sharma, A. (2004). Passiflora: A review update. Journal of Ethnopharmacology. https://doi.org/10.1016/j.jep.2004.02.023
Estabilidade, E. E. D. A., Lopes, T. J., Xavier, M. F., Gabriela, M., Quadri, N., & Quadri, M. B. (2007). Antocianinas: Uma Breve Revisão Das Características Estruturais E Da Estabilidade. Revista Brasileira Agrociência.
Embrapa.TABELA -Produção brasileira de maracujá em 2015. (2016), 1–4.
INE. (2016). Estatísticas agrícolas. INE - Instituto Nacional de Estatistica. https://doi.org/0079-4139
Jung, M. S., Vieira, E. A., Brancker, A., & Nodari, R. O. (2007). Capacidade geral e específica de combinação de caracteres do fruto do maracujazeiro doce (Passiflora alata Curtis). Ciência Rural, 37(4), 963–969. https://doi.org/10.1590/S0103-84782007000400007
Kidoy, L. (1997). Anthocyanins in Fruits of Passiflora edulis and P. suberosa. Journal of Food Composition and Anaysis. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)84657-9
Liew, S. Q., Chin, N. L., & Yusof, Y. A. (2014). Extraction and Characterization of Pectin from Passion Fruit Peels. Agriculture and Agricultural Science Procedia. https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2014.11.033
Roesler, R., Malta, L. G., Carrasco, L. C., Holanda, R. B., Sousa, C. A. S., & Pastore, G. M. (2007). Atividade antioxidante de frutas do cerrado. Ciência E Tecnologia de Alimentos, 27(1), 53–60. https://doi.org/10.1590/S0101-20612007000100010
Schotsmans, W. C., & Fischer, G. (2011). 7 – Passion fruit (Passiflora edulis Sim.). In Postharvest Biology and Technology of Tropical and Subtropical Fruits. https://doi.org/10.1533/9780857092618.125
Seabra Ines. (2017)-Diapositivos das aulas
Silva, G. C., & Bottoli, C. B. G. (2015). Analyses of Passiflora Compounds by Chromatographic and Electrophoretic Techniques. Critical Reviews in Analytical Chemistry. https://doi.org/10.1080/10408347.2014.886937
Silva, J. K., Cazarin, C. B. B., Colomeu, T. C., Batista, Â. G., Meletti, L. M. M., Paschoal, J. A. R., … de Lima Zollner, R. (2013). Antioxidant activity of aqueous extract of passion fruit (Passiflora edulis) leaves: In vitro and in vivo study. Food Research International. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2012.12.043
Sousa, C. M. D. M., Silva, H. R. E., Vieira, G. M., Ayres, M. C. C., Da Costa, C. L. S., Araújo, D. S., … Chaves, M. H. (2007). Fenóis totais e atividade antioxidante de cinco plantas medicinais. Quimica Nova, 30(2), 351–355. https://doi.org/10.1590/S0100-
40422007000200021
Zaraik, Maria Luiza; A.M. Pereira, Cintia; G.Zuin, Vânia; H.Yariwake, J. (2010). Universidade de São Paulo Maracujá: um alimento funcional? Revista Brasileira de Farmacognosia.
Zibadi, S., Farid, R., Moriguchi, S., Lu, Y., Foo, L. Y., Tehrani, P. M., … Watson, R. R. (2007). Oral administration of purple passion fruit peel extract attenuates blood pressure in female spontaneously hypertensive rats and humans. Nutrition Research. https://doi.org/10.1016/j.nutres.2007.05.004