Modelagem da extração de óleos essenciais empregando coeficiente de difusão variável

Óleos essenciais são compostos químicos voláteis, característicos por sua fragrância e frequentes atividades antimicrobianas e antioxidantes. São extraídos dos tricomas de plantas aromáticas a partir de diversos métodos diferentes de extração. As indústrias dão preferência à extração por arraste a vapor (destilação a vapor), por ser um processo tradicional, de simples operação e baixo custo. A modelagem matemática deste processo é um passo inevitável para projetar plantas industriais de extração de óleo essencial visando a boas condições operacionais. O modelo empregado neste trabalho é baseado na difusão do óleo no interior da folha. Apresentam-se o procedimento de discretização deste modelo por método de diferenças finitas e a validação deste por comparação com a solução analítica. Dados da literatura de perfis de rendimento por tempo de extração foram empregados para a estimação do coeficiente de difusão. Propôs-se a melhoria do modelo por meio da estimação de parâmetros de equações empíricas para a descrição do coeficiente de difusão como função da concentração de óleo. A partir desta modificação, o modelo não possui mais solução analítica, o que justifica o procedimento numérico adotado. O modelo foi validado através de um conjunto de dados disponíveis na literatura.

Potencial alelopático de Myrcia guianensis

O uso do fogo e de roçadeira para controle de plantas daninhas em pastagens tem se mostrado pouco efetivo. Já o uso de herbicidas sintéticos, embora mais eficaz no controle de plantas daninhas, tem sido questionado quanto ao impacto ambiental. Portanto, a busca de compostos naturais para possível utilização como herbicida é de fundamental importância. Esses fatos motivaram o presente estudo, que teve como objetivos isolar, identificar e caracterizar a atividade alelopática potencial de substâncias químicas produzidas por Myrcia guianensis (pedra-ume-caá). Foram analisados os efeitos potenciais alelopáticos de extratos brutos, partições, óleo essencial e das substâncias químicas isoladas (ácido gálico e ácido protocatecuico) sobre a germinação e o desenvolvimento da radícula e do hipocótilo das plantas daninhas Mimosa pudica (malícia) e Senna obtusifolia (mata-pasto) em pastagens. Os extratos brutos e as partições foram analisados em concentração de 1%; o óleo essencial, em concentrações de 1, 5, 10, 15 e 20 ppm; e as substâncias isoladas, em concentrações de 15, 30, 45 e 60 ppm. A espécie malícia se mostrou mais sensível aos efeitos alelopáticos dos extratos brutos e das partições. O óleo essencial inibiu a germinação da malícia e estimulou a germinação no mata-pasto. A atividade alelopática das substâncias químicas isoladas esteve associada à concentração, e a atividade mais intensa foi em 60 ppm.

Desenvolvimento reprodutivo de Hyptis suaveolens (L.) Poit.: relação entre fotoperíodo, densidade celular meristemática e padrão de expressão de um ortólogo putativo do gene LEAFY de arabidopsis

Hyptis suaveolens (L.) Poit. é uma planta da família Lamiaceae, considerada uma espécie tipicamente invasora. Entretanto, é produtora de óleo essencial, ao qual várias atividades biológicas são atribuídas. Informações sobre o desenvolvimento reprodutivo nesta espécie seriam úteis à elucidação de mecanismos adaptativos relacionados à indução floral em espécies invasoras, e ao incremento na produção de óleo essencial, devido sua preponderância nas flores. Assim, aqui caracterizamos alguns aspectos do desenvolvimento reprodutivo em Hyptis suaveolens. Plantas de H. suaveolens foram submetidas a dois tratamentos fotoperiódicos (fotoperíodo natural de Alfenas e fotoperíodo mínimo de 16 h) para amostragem de ápices aéreos vegetativos e florais em cinco datas. Nestes materiais botânicos foram realizadas análises anatômicas, ensaios de hibridização in situ para detecção dos transcritos de um ortólogo putativo de LEAFY e microscopia eletrônica de varredura. Hyptis suaveolens é uma planta de dias curtos, com fotoperíodo crítico em torno de 13 h. A atividade meristemática vegetativa ou floral pôde ser evidenciada pela densidade celular. O ortólogo putativo de LEAFY em H. suaveolens exibiu o padrão de expressão clássico descrito em Antirrhinum e Arabidopsis, mas também foi expresso em ápices vegetativos de plantas cultivadas sob fotoperíodo natural, independente da época de amostragem. Entretanto, não foi expresso em meristemas vegetativos de plantas cultivadas em fotoperíodo mínimo de 16 h. Estes resultados sugerem uma expressão basal de LEAFY em meristemas vegetativos de H. suaveolens, que é fortemente reduzida sob fotoperíodo mínimo de 16 h ou incrementada em fotoperíodos inferiores a 13 h, atingindo níveis satisfatórios à determinação floral.

Produção de óleos essenciais em plantas de Mentha x piperita L. var. piperita (Lamiaceae) submetidas a diferentes níveis de luz e nutrição do substrato

Mentha x piperita L. var. piperita (hortelã-pimenta) é bastante utilizada devido à presença de óleos essenciais, principalmente pelo componente mentol, produzidos nos tricomas glandulares. Foi avaliada a influência da intensidade de luz e da adubação do substrato na quantidade e qualidade do óleo essencial. As intensidades de luz utilizadas foram 100%, 70% e 50% da luz solar total e dois níveis de nutrição do substrato aplicados, solo de mata e solo de mata com adição de adubo orgânico. A alta intensidade de luz e a adubação favoreceram o crescimento em biomassa, influenciando no rendimento do óleo essencial por planta. A intensidade de luz e a adubação influenciaram na qualidade do óleo essencial, apresentando as plantas sob luz solar plena e adubadas apresentaram maior concentração relativa de mentol que plantas sombreadas ou sem adubo. O mentol foi o componente majoritário encontrado no óleo essencial.

Óleos essenciais de cascas e folhas de canela (Cinnamomum verum Presl) cultivada no Paraná

Os óleos essenciais de cascas e folhas de canela do Ceilão (Cinnamomum verum Presl, sin. C. zeylanicum Bl.) cultivada na Estação Experimental de Morretes do IAPAR foram analisados por CGAR e CGAR-EM. As cascas e folhas foram provenientes de 12 árvores submetidas à adubação apenas com matéria orgânica (MO) ou associada com adubo químico (C). Análises do "headspace" foram utilizadas na caracterização das amostras individuais e no agrupamento para fins de extração por arraste a vapor e coobação. O rendimento médio de óleo essencial foi de 0,2% nas cascas e 2,0% nas folhas. O teor de aldeído cinâmico nos óleos essenciais das cascas foi de 54,7% (MO) e 58,4% (C). Os óleos essenciais de folhas apresentaram 94,1% (5 árvores - MO) e 95,1% (5 árvores - C) de eugenol. Entretanto, a composição dos óleos essenciais das folhas de duas árvores distintas, uma de cada tipo de tratamento, foi diferente da maioria das árvores estudadas, apresentando 58,7% (MO) e 55,1% (C) de eugenol, com teor elevado de safrol (29,6% e 39,5%, respectivamente). Não foram observadas diferenças na composição ou nos teores dos componentes em função do tipo de adubação.

NOVAS APLICAÇÕES DE SISTEMAS SFE "HOME-MADE".: IV. QUALIDADE DOS ALIMENTOS

São apresentadas algumas aplicações de um sistema "Home-Made" para Extração com Fluido Supercrítico (EFS) na análise de resíduos de pesticidas e de óleos essenciais em alimentos. Foram desenvolvidos diversos estudos com os parâmetros: temperatura, pressão, escolha e concentração de modificadores. Os resultados são apresentados para amostras de maracujá (resíduos de pesticidas organofosforados e piretróides), mel (resíduos de pesticidas organoclorados) e laranja (óleo essencial).

ESTUDO DO PROCESSO DA EXTRAÇÃOSUPERCRÍTICA DE ÓLEOS ESSENCIAIS DE PRODUTOS NATURAIS

A desterpenação do óleo essencial de laranja é uma preocupação da indústria cítrica. Esta consiste em concentrar os componentes oxigenados do óleo, que são os maiores responsáveis pelo sabor e aroma deste, reduzindo a fração terpênica que se degrada facilmente promovendo a formação de compostos com sabores e aroma indesejáveis. Esta fração oleosa rica em compostos oxigenados pode ser empregada em bebidas e outros alimentos como aromatizante mais agradável. Um dos métodos em estudo para a concentração dos compostos oxigenados do óleo essencial de laranja é a adsorção na sílica gel, seguida da dessorção fracionada com dióxido de carbono pressurizado. Este processo permite a obtenção de frações oleosas mais concentradas em compostos oxigenados que outros métodos convencionais. Neste trabalho foi utilizado o modelo de difusão em sólido aplicado em leito fixo, empregando a solução analítica proposta por Rosen em 1952, para o estudo do modelamento do processo de dessorção do óleo essencial de laranja com dióxido de carbono supercrítico.

Perfil sensorial e aceitação de suco de laranja pasteurizado minimamente processado

Onze provadores selecionados e treinados avaliaram a aparência, aroma e sabor de amostras de suco de laranja natural processado em nove diferentes condições de temperatura de pasteurização - tempo de retenção, e compararam com amostras do suco de laranja natural não processado, utilizando a Análise Descritiva Quantitativa (ADQ). Teste de aceitação pelo consumidor foi conduzido em laboratório, com cinqüenta provadores não treinados, utilizando as escalas: hedônica, intensidade de odor e sabor natural, e intenção de compra. Tanto os provadores, como os consumidores, receberam as amostras em cabines individuais iluminadas com luz vermelha, exceto para os testes de aparência, que foram conduzidos sob a luz branca do dia. As amostras foram apresentadas segundo delineamento experimental de blocos completos casualizados com duas repetições e os resultados foram analisados aplicando a Análise de Variância (ANOVA). A ADQ mostrou que houve diferenças significativas em relação à presença de partículas, aroma e sabor natural de laranja, diminuindo a intensidade com o aumento do tempo de retenção. Entretanto, não houve diferenças significativas entre as amostras do suco não processado e do suco processado, em relação a cor amarela, viscosidade percebida visualmente, odor e sabor fermentado, e sabor de óleo essencial. O teste de consumidor indicou que o suco de laranja natural processado sob a condição mais severa (87,0°C/58,55s) foi melhor aceito, apresentou maior intensidade de aroma e sabor de laranja natural e revelou maior intenção de compra em relação a um suco de laranja pasteurizado de marca comercial.

Composição química dos frutos de Campomanesia adamantium (Cambessédes) O.Berg

Frutos de C. adamantium (Myrtaceae), coletados em diferentes estádios de amadurecimento na Floresta Estadual de Assis - São Paulo -, foram avaliados quanto à composição nutricional, perfil de óleo volátil e presença de elementos inorgânicos. O fruto apresentou alto teor de água (75,9%), baixo pH (4,3) e elevada acidez (1,2 g em ácido cítrico). Além disso, destacou-se como excelente fonte de vitamina C (234 mg 100 g-1). No óleo volátil, foi possível identificar 40 componentes que corresponderam a 93,3% dos compostos presentes. Como componentes majoritários do óleo, destacaram-se o alfa-pineno (10,6%), limoneno (10,1%) e o beta-(z)-ocimeno (9,2%). Entre os minerais (16), os principais constituintes foram o K (1304 mg kg-1), Ca, P e Mg na concentração compreendida entre 165 e 175 mg kg-1 e, como micro elementos, o Fe (11,3 mg kg-1) e o Al (15,9 mg kg-1). O valor energético do fruto (66,3 kcal 100 g-1) deveu-se quase que exclusivamente aos carboidratos totais (11,6%).

Composição química dos frutos de Campomanesia xanthocarpa Berg-Myrtaceae

Frutos in natura de C. xanthocarpa (Myrtaceae), coletados em diferentes estádios de amadurecimento na Floresta Estadual de Assis, município de Assis - SP, foram avaliados por meio de métodos tradicionais de análise, técnicas cromatográficas e de espectrometria de massas e de emissão ótica quanto à composição nutricional, ao perfil químico do óleo volátil e ao teor de elementos inorgânicos. Os resultados mostraram alto teor de água (81,4%); lipídios (1,9%); carboidratos totais (8,9%); fibra alimentar (6,3%); além de quantidades razoáveis de ácido ascórbico (17,8 mg.100 g-1); e traços de riboflavina (0,09 mg.100 g-1). No óleo volátil (0,2%), pôde-se identificar 62 componentes, correspondendo a 100% dos constituintes do óleo, destacando-se dentre eles os monoterpenos α-pineno (15%), o-cimeno (10,8%), β-pineno (10,5%). Entre os minerais (16), os principais elementos foram o K (2084 mg.kg-1), P (149 mg.kg-1), Mg (135 mg.kg-1) e, como microelementos, o Fe (6,4 mg.kg-1), Cu (93,3 mg.100 g-1) e Pb (1,3 mg.kg-1). O valor energético do fruto (57,3 kcal.100 g-1) deve-se quase que exclusivamente aos teores de carboidratos totais (8,9%).

The inclusion of forage mixtures in the diet of growing dairy heifers: impacts on digestion, energy utilisation, and methane emissions

Intensive farming focusing on monoculture grass species to maximise forage production has led to a reduction in the extent and diversity of species-rich grasslands. However, plant communities with higher species number (richness) are a potential strategy for more sustainable production and mitigation of greenhouse gas (GHG) emissions. Research has indicated the need to understand opportunities that forage mixtures can offer sustainable ruminant production systems. The objective of the two experiments reported here were to evaluate multiple species forage mixtures in comparison to ryegrass-dominant pasture, when conserved or grazed, on digestion, energy utilisation, N excretion, and methane emissions by growing 10–15 month old heifers. Experiment 1 was a 4 × 4 Latin square design with five week periods. Four forage treatments of: (1) ryegrass (control); permanent pasture with perennial ryegrass (Lolium perenne); (2) clover; a ryegrass:red clover (Trifolium pratense) mixture; (3) trefoil; a ryegrass:birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus) mixture; and (4) flowers; a ryegrass:wild flower mixture of predominately sorrel (Rumex acetosa), ox-eye daisy (Leucanthemum vulgare), yarrow (Achillea millefolium), knapweed (Centaurea nigra) and ribwort plantain (Plantago lanceolata), were fed as haylages to four dairy heifers. Measurements included digestibility, N excretion, and energy utilisation (including methane emissions measured in respiration chambers). Experiment 2 used 12 different dairy heifers grazing three of the same forage treatments used to make haylage in experiment 1 (ryegrass, clover and flowers) and methane emissions were estimated using the sulphur hexafluoride (SF6) tracer technique. Distribution of ryegrass to other species (dry matter (DM) basis) was approximately 70:30 (clover), 80:20 (trefoil), and 40:60 (flowers) for experiment 1. During the first and second grazing rotations (respectively) in experiment 2, perennial ryegrass accounted for 95 and 98% of DM in ryegrass, and 84 and 52% of DM in clover, with red clover accounting for almost all of the remainder. In the flowers mixture, perennial ryegrass was 52% of the DM in the first grazing rotation and only 30% in the second, with a variety of other flower species occupying the remainder. Across both experiments, compared to the forage mixtures (clover, trefoil and flowers), ryegrass had a higher crude protein (CP) content (P < 0.001, 187 vs. 115 g kg −1 DM) and DM intake (P < 0.05, 9.0 vs. 8.1 kg day −1). Heifers in experiment 1 fed ryegrass, compared to the forage mixtures, had greater total tract digestibility (g kg −1) of DM (DMD; P < 0.008, 713 vs. 641) and CP (CPD, P < 0.001, 699 vs. 475), and used more intake energy (%) for body tissue deposition (P < 0.05, 2.6 vs. −4.9). For both experiments, heifers fed flowers differed the most compared to the ryegrass control for a number of measurements. Compared to ryegrass, flowers had 40% lower CP content (P < 0.001, 113 vs. 187 g kg −1), 18% lower DMD (P < 0.01, 585 vs. 713 g kg −1), 42% lower CPD (P < 0.001, 407 vs. 699 g kg −1), and 10% lower methane yield (P < 0.05, 22.6 vs. 25.1 g kg −1 DM intake). This study has shown inclusion of flowers in forage mixtures resulted in a lower CP concentration, digestibility and intake. These differences were due in part to sward management and maturity at harvest. Further research is needed to determine how best to exploit the potential environmental benefits of forage mixtures in sustainable ruminant production systems.

Comparação dos principais constituintes químicos de duas espécies de arnica: Cravorana (Porophyllum Ruderale [Jacq.] Cass) e Varão-de-Ouro (Solidago SP.)

Diferentes espécies vegetais são denominadas popularmente como arnica, devido ao uso em ferimentos, traumatismos e contusões, semelhantes ao da espécie oficial Arnica montana L. Dentre elas, destacam-se as seguintes: Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass., nativa do Brasil, com maior frequência na região Sudeste, constituída por óleo essencial, flavonoides, taninos, alcaloides e saponinas; Solidago sp., planta originária da América do Sul e encontrada em vários terrenos brasileiros, constituída por flavonoides, óleo essencial e saponinas. Este trabalho teve por objetivo realizar a avaliação farmacognóstica das espécies Porophyllum ruderale e Solidago sp. A parte aérea seca das espécies foi pulverizada e tamisada, e analisaram-se as características organolépticas dos pós: aspecto, cor, odor e sabor; a triagem fitoquímica foi realizada a partir de métodos tradicionais. Verificou-se a presença de taninos condensados e flavonoides em ambas as espécies, e não foi confirmada a presença de saponinas e alcaloides em nenhuma das amostras.

Extração com CO2 supercrítico de óleos essenciais de Hon-sho e Ho-sho : experimentos e modelagem

Uma das tecnologias que mais avançou nas últimas décadas, como uma alternativa para as tradicionais técnicas de extração de produtos naturais, é a técnica de Extração com Fluidos Supercríticos. A extração com fluidos supercríticos destacase entre os processos industriais de extração pela qualidade dos produtos obtidos e por não causar danos ambientais quando usa dióxido de carbono (CO2) no estado supercrítico como solvente. Este trabalho teve como objetivo a realização de experimentos de extração de óleos essenciais com dióxido de carbono no estado supercrítico de folhas de duas variedades da árvore Canforeira (Cinnamomum camphor Ness & Eberm.) conhecidas como Hon-sho e Ho-sho, a fim de determinar as melhores condições operacionais de processo. Os óleos essenciais obtidos destas plantas têm importância econômica devido aos seus principais componentes: linalol e cânfora. Os melhores parâmetros de extração obtidos, quando se consideram os rendimentos de óleo essencial, foram os seguintes: vazão de CO2 = 2 mL/min, temperatura = 50°C, pressão = 90 bar e diâmetro de partícula = 0,1 mm. Outro objetivo foi a obtenção das curvas de extração: Rendimento de óleo essencial versus Tempo de extração, adequando, a partir dos dados experimentais, alguns modelos matemáticos encontrados na literatura para descrever o comportamento destas extrações. Dos modelos estudados o que melhor se adequou à extração de óleos essenciais de folhas foi o modelo proposto por Reverchon (1996), o qual proporcionou uma boa reprodutibilidade dos dados experimentais, mostrandose eficiente na representação de extração com fluidos supercríticos de óleos essenciais de Hon-sho e Ho-sho a partir de suas folhas.

Influência ambiental e de parâmetros agronômicos na produção de poejo (Cunila galioides Benth.)

Cunila galioides (Lamiaceae), conhecida popularmente como poejo, é uma planta nativa encontrada em regiões de campos de altitude do sul do Brasil. Devido suas propriedades químicas é empregada na medicina popular e apresenta potencialidades de utilização como planta aromática, visando a extração do óleo essencial. Neste sentido, foram desenvolvidos quatro experimentos com o objetivo de gerar subsídios para a exploração comercial desta espécie, avaliando a influência de alguns parâmetros agronômicos e ambientais na produção quantitativa e qualitativa em três quimiotipos. Os experimentos desenvolvidos incluíram a propagação sexuada e assexuada, diferentes níveis de calagem aplicada ao substrato, distintos níveis de alumínio em hidroponia e o cultivo em condições de campo em cinco regiões agroecológicas no Rio Grande do Sul utilizando-se nove populações. Os resultados demonstraram que é possível realizar a propagação por sementes ou estaquia. A taxa de germinação de sementes é baixa, aumentando consideravelmente utilizando-se tratamentos de superação de dormência. A estaquia mostrou-se eficiente, mesmo sem a utilização de hormônios, indicando que o poejo é uma espécie de fácil enraizamento. A calagem mostrou efeito na produção de biomassa, teor e composição química do óleo essencial, ocorrendo interação entre quimiotipo e dosagem de calcário Foram observadas diferenças de tolerância ao alumínio entre os quimiotipos com aumento na concentração de flavonóides nas populações tolerantes. O cultivo em cinco regiões do Estado mostrou diferenças de produção de biomassa entre as populações e entre os locais, ocorrendo interação genótipo x ambiente. A composição química do óleo essencial das populações manteve-se praticamente estável, em todos os locais, com algumas variações. Observou-se, uma maior concentração de sesquiterpenos em alguns óleos essenciais que pode ser atribuída ao estresse ambiental.

Linax

Extração e processamento do óleo essencial linalol, a partir do manjericão pelo método de destilação a vapor. Localização: Votuporanga (SP)