Orientadores: Maria Angela de Almeida Meireles, Diego Tresinari dos Santos

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Espécies do gênero Pfaffia (Amaranthaceae) têm sido comercializadas como substitutas para Panax (ginseng, Araliaceae) e em função da morfologia similar de suas raízes são popularmente conhecidas como ginseng brasileiro. Dentre as espécies de Pfaffia conhecidas, a Pfaffia glomerata é a mais...

Resumo: Espécies do gênero Pfaffia (Amaranthaceae) têm sido comercializadas como substitutas para Panax (ginseng, Araliaceae) e em função da morfologia similar de suas raízes são popularmente conhecidas como ginseng brasileiro. Dentre as espécies de Pfaffia conhecidas, a Pfaffia glomerata é a mais importante, uma vez que esta é a única que possui o composto ?-ecdisona, o qual representa a saponina de maior interesse desta planta, devido a seus efeitos terapêuticos. Atualmente, cápsulas contendo extratos de P. glomerata são comercializadas sob indicação de auxiliar da memória e tônico. Além destas indicações, as raízes desta planta apresentam teores expressivos de saponinas (10-17%), o que faz com que o extrato das raízes de P. glomerata apresente um grande potencial para aplicação como emulsificante/surfactante. Comercialmente, extratos de P. glomerata são obtidos por percolação em leito fixo, no entanto, com baixos rendimentos. O objetivo deste estudo foi obter um extrato de ginseng brasileiro (P. glomerata) rico em saponinas empregando o processo de extração por percolação a baixa pressão, o qual é um processo de extração já estabelecido comercialmente, sob a assistência do ultrassom, que vem se destacando como uma técnica emergente na melhoria de processos de extração. Deste modo, as variáveis resposta estudadas foram o rendimento global de extração (X0) e as propriedades emulsificantes/surfactantes dos extratos obtidos: Índice de emulsificação (E24) e redução da tensão superficial da água (RTSA); os parâmetros avaliados foram: método de extração (percolação, PE; percolação assistida por ultrassom durante toda extração, PEU; percolação assistida por ultrassom durante o início da extração, PEUI e percolação assistida por ultrassom com pulsos, PEUP), temperatura (40 e 60°C) e solventes (água; etanol:água [35:65, v/v]; etanol:água [70:30, v/v], isopropanol:água [35:65, v/v] e isopropanol:água [70:30, v/v]). As condições de extração que proporcionaram maiores valores de X0 (62,8%), E24 (54,4%) e RTSA (36,3%) foram água, 60°C, PEUP; isopropanol:água (70:30, v/v), 60°C, PEUP e isopropanol:água (70:30, v/v), 60°C, PEUI, respectivamente. Estas condições foram selecionadas para estudo cinético e obtenção de parâmetros cinéticos ajustados que mostraram que, quando água foi empregada como solvente de extração sob ultrassom, obteve-se a maior recuperação de extrato com menor tCER (período de taxa de extração constante). Portanto, a condição de extração com água, 60°C, PE, representa a condição ótima em termos de rendimento. Ainda, realizou-se a quantificação do teor de ?- ison nos xtr tos o ti os n s in ti s on o t v -s -14% (base seca) de ?-ecdisona nos extratos das raízes de P. glomerata. A condição de extração que proporcionou os extratos com maior teor de ?-ecdisona foi a isopropanol:água (70:30), 60°C, PEUI, comprovando a maior seletividade de extração da mistura de solventes isopropanol:água (70:30, v/v), já que este foi também o solvente que apresentou extratos com maiores propriedades surfactantes. Portanto, pode-se concluir que ao final deste estudo, ao empregar o método de percolação em leito fixo assistida por ultrassom no início da extração utilizando isopropanol:água (70:30) como solvente de extração a 60°C, obteve-se uma condição de extração otimizada que fornece extratos das raízes de P. glomerata com alta recuperação de compostos bioativos

Abstract: Species of the genus Pfaffia (Amaranthaceae) have been commercialized as substitute to Panax (ginseng, Araliaceae). Due to the similar morphology of its roots to those of ginseng, they are popularly known as Brazilian ginseng. Among the species of Pfaffia, the P. glomerata is the most...

Abstract: Species of the genus Pfaffia (Amaranthaceae) have been commercialized as substitute to Panax (ginseng, Araliaceae). Due to the similar morphology of its roots to those of ginseng, they are popularly known as Brazilian ginseng. Among the species of Pfaffia, the P. glomerata is the most important because it is the only one that contains ?- ecdysone; which is the most important saponin from this plant due their therapeutic effects. Nowadays, capsules containing P. glomerata roots extracts are commercialized under indication to of improving the memory and as a tonic. Besides these indications, the P. glomerata roots exhibit expressive saponins content (10-17%); therefore, its extract can potentially be used as an emulsifier/ surfactant. Commercially, P. glomerata roots extracts are obtained by low-pressure solvent extraction in fixed bed extractors, however, with low yields. The aim of this study was to obtain an extract from Brazilian ginseng roots (P. glomerata) rich in saponins applying the process of low-pressure solvent extraction, which is an extraction process commercially established, assisted by ultrasound ; ultrasound assisted extraction is an emerging technique used to improve extraction process. The effects of the following parameters were evaluated on the overall extraction yield (X0) and surfactant properties (Emulsification index, E24 and reduction of water surface tension, RTSA) of P. glomerata roots extracts: extraction method (percolation, PE; ultrasound assisted percolation during the entire process, PEU; ultrasound assisted percolation at the beginning of the process, PEUI and ultrasound assisted percolation with pulses, PEUP), temperature (40 and 60°C) and extracting solvents (water, ethanol:water [35:65], ethanol:water [70:30], isopropanol:water [35:65] and isopropanol:water [70:30]). The extraction conditions that provided higher values to X0 (water, 60°, PEUP), E24 (isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUP) and RTSA (isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUI) were selected for the kinetic study; the kinetic parameters were estimated fitting the experimental data to a linear spline with 3 straight lines. The kinetic parameters showed that when water was used as extracting solvent assisted by ultrasound, the higher extract recovery was obtained with the shortest tCER (constant extraction rate period). Therefore, the extraction condition with water, 60°C, PEUP is the optimum condition with respect to the X0. The content of ?-ecdysone was evaluated on the extracts obtained from kinetic study. The content of ?-ecdysone in the P. glomerata roots xtr ts w r -14% (dry base, d.b.). The extraction condition that provided the higher extraction of ?-ecdysone was that using isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUI; the extracts with the best surfactant properties were obtained in this extracting condition . Therefore, it was concluded that applying ultrasound at the beginning of process using IsoC3OH:water (70:30) as extracting solvent at 60°C, was the optimized extraction condition to obtain extracts from P. glomerata roots