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1 Conceito A ISSO (International Standard Organization) define óleos voláteis como os produtos obtidos de partes de plantas através de destilação por arraste com vapor d’água, bem como os produtos por espressão dos pericarpos de frutos cítricos; Sinonímia: Óleos voláteis, óleos etéreos, essências; Definição: são princípios imediatos de origem vegetal próprios de vários grupos de espécies, definíveis por um conjunto de propriedades que permitem sua caracterização e isolamento, entre as quais se destacam: Volatilidade Aroma Sabor: geralmente ácre (ácido) e picante; Cor: geralmente são incolores ou amarelados, sendo o óleo de camomila de coloração azulada (evento raro) pelo alto teor de azulenos; Estabilidade: Geralmente NÃO são muito estáveis principalmente na presença de ar, luz, calor, umidade e metais. A maioria dos óleos voláteis possui índice de refração e são opticamente ativos, propriedades estas usadas na sua identificação e controle de qualidade. Insolubilidade em água (solubilidade limitada) Solubilidade nos solventes orgânicos usuais; Classificação Química e Biogênese A grande maioria dos óleos são constituídos por derivados fenilpropanoides ou terpenoides, predominam os terpenoides: Fenilpropanoides Se formam a partir do ácido chiquímico, que forma unidades básicas de ácido cinâmico e p- cumárico. O ácido cinâmico e o p-cumárico através de reduções enzimáticas produzem propenilbenzenos e/ou alilbenzenos E por meio de oxidações com degradação das cadeias laterais geram aldeídos aromáticos. 2 Ciclizações enzimáticas intramoleculares produzem cumarinas. Terpenoides Constituem uma grande variedade de substâncias vegetais – Isopreno Isopreno – ácido mevalônico. Os esqueletos carbonados são formados pela condensação de número variado de unidades isoprênicas. Nos componentes de óleos voláteis predomina a condensação cabeça cauda; 3 Quimiotaxonomia Óleos voláteis raramente são encontrados em gimnospermas (exceção das coníferas). Angiospermas monocotiledôneas ocorrência rara (exceção das gramíneas e zingiberáceas) Angiospermas dicotiledôneas são ricas em óleos voláteis como as famílias: Asteraceae Apiaceae Lamiaceae Lauraceae Myrtaceae Myristicaceae Piperaceae Rutaceae 4 Localização: Aparelhos secretores Células secretoras; Tricomas (pelos) secretores; Glândulas; Canais secretores; Bolsas secretoras; Funções biológicas: Propriedades farmacológicas Ação antisséptica: timol, citral, geraniol, linalol Ação rubefaciente: terebintina Ação secretolítica: eucalipto, anis- estrelado Ação diurética: zimbro Espasmolítica e carminativa: camomila, funcho, erva-doce, menta, macela. Ação neurosedante: melissa, capim-limão, lavanda. Ação estimulante do SNC: cânfora Ação anti-inflamatória: camomila Ação anestésica local: cravo-da- índia; Fatores de variabilidade A composição do óleo volátil é determinada geneticamente, geralmente é específica para um determinado órgão e característica de seu estágio de desenvolvimento, contudo algumas condições ambientais podem alterar de maneira significativa: 1. Quimiotipos: Quimiotipos ou raças químicas são comuns em plantas com óleos voláteis, que seriam aqueles vegetais botanicamente idênticos, mas quimicamente diferentes. Exemplo: Chrysanthemum vulgare (L.) Berhn = Tanacetum vulgare L., a catinga- de-mulata. 2. Ciclo vegetativo: Em uma espécie a concentração dos compostos do seu óleo volátil pode variar durante o desenvolvimento do vegetal. Exemplo: O coentro (Coriandrum sativum L.), seu teor de linalol é 50% maior nos frutos maduros do que nos frutos verdes. 3. Fatores extrínsecos: O ambiente e o tipo de cultivo influenciam na composição química dos óleos voláteis: • Temperatura • Umidade relativa • Exposição ao sol • Regime de ventos, sobretudo nas espécies com estruturas histológicas de estocagem na superfície, nesses vegetais a localização dessas estruturas são mais profundas e a qualidade dos óleos é a mais constante; 4. Processo de obtenção: 5 Principais fatores que modificam as alterações organolépticas físicas e químicas: • Ar, luz e calor • Metais • Águas e impurezas - A labilidade dos constituintes dos óleos voláteis explica porque a composição dos produtos obtidos por arraste a vapor d’ água difere da mistura de constituintes presentes nos órgãos secretores do vegetal; - Durante o processo de destilação, á água, a acidez e a temperatura podem provocar hidrólise de ésteres, rearranjos, isomerização, racemizações e oxidações. Extração, tratamento e conservação Os métodos de extração variam conforme a localização do óleo volátil na planta: ENFLEURAGE (extração a frio): Pode ser chamada de enfloração; É uma técnica utilizada para extração de Óleos Essenciais de matérias primas mais delicadas como rosas, jasmins, violetas cujo os compostos podem sofrer alterações e perder propriedades quando usados outros tipos de extração; Entretanto é um processo lento, caro e praticamente inutilizado; O método clássico consiste em picotar as pétalas da flor e colocá- las sobre algumas placas de vidro em contato com uma gordura animal ou vegetal inodora que funciona como espécie de esponja; Passadas 24h as pétalas são substituídas repetindo este processo por semanas até que a gordura assuma um aspecto de “pomada” saturada de óleo; Então esta gordura é destilada obtendo-se um concentrado oleoso aromático que, por fim, é misturado com álcool e novamente destilado formando, por sua vez, o Óleo Essencial. DESTILAÇÃO POR ARRASTE DE VAPOR: Muito utilizado em escala laboratorial; Hidrodestilação Destilação por arraste de vapor d'água: O processo consiste em colocar a matéria-prima, geralmente folhas das plantas, em um balão de fundo redondo misturado com água destilada. Esse balão então é aquecido em uma manta térmica até a ebulição. O vapor da água arrasta essas substâncias aromáticas voláteis e chega ao condensador, passando por um resfriamento, onde essa mistura volta para o estado líquido. 6 Extração por solvente: O solvente é colocado em um balão de fundo redondo que é posto em uma manta aquecedora até a ebulição. O vapor do solvente sobe, sendo resfriado no condensador de bolas ou tipo serpentina, e passa para a região do Soxhlet, onde está a amostra da matéria-prima em um papel de filtro. Assim, o solvente extrai os componentes aromáticos, enchendo cada vez mais essa vidraria. Quando ela enche por completo, o solvente com a essência cai novamente para o balão e o processo continua quantas vezes forem necessárias, extraindo cada vez mais compostos aromáticos. Separa os líquidos por decantação Expressão de frutos cítricos: Pericarpos prensados Mistura óleo-água separada através de centrifugação, decantação ou destilação Gera um produto de alta qualidade; EXTRAÇÃO POR CO2 SUPERCRÍTICA CO2 é liquefeito através de compressão; 7 CO2 aquecido a 31-33 Cº Extração do óleo CO2 retorna ao estado gasoso Porém é extremamente caro; AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE MATÉRIAS-PRIMAS VEGETAIS RICAS EM ÓLEOS VOLÁTEIS E DE ÓLEOS VOLÁTEIS Tipicamente os seguintes procedimentos são usados para falsificar óleos voláteis: Adição de compostos sintéticos de baixo preço tais como álcool benzílico, ésteres do ácido ftálico e até hidrocarbonetos clorados; Mistura de óleo volátil de qualidade com outros óleos de menor valor para aumentaro rendimento; Adição de substâncias sintéticas que são os compostos principais do óleo em questão; Falsificação completa do óleo através de misturas de substâncias sintéticas dissolvidas no veículo inerte; Existem métodos que podem ser usados para realizar a avaliação dá qualidade não somente de matérias-primas vegetais ricas em óleos voláteis mas também dos óleos voláteis em si; Esses métodos podem ser classificados em: Organolepticos Físicos Químicos ou físico-químico; No quesito métodos há vários opções que dependem do tipo e da quantidade da amostra do rigor analítico desejado e da infra- estrutura do laboratório; TESTES ORGANOLÉPTICOS Uma das características mais evidentes de um óleo essencial é o seu odor Controle da identidade e da pureza: para avaliar a qualidade de um óleo volátil de uma matéria-prima vegetal rica em óleo volátil ou de um medicamento que contenha óleo volátil é necessário dispor de informações analíticas sobre a identidade e a pureza do material em questão É importante ressaltar que em casos de falsificação esta não pode ser detectada somente com métodos que forneçam informações básicas Para o controle da pureza de óleo volátil as farmacopéias propõem vários métodos de rotina: 1. Fração solúvel em água fração solúvel em água: - este pode detectar a presença de substâncias polares como álcoois, glicóis, éteres de glicol e acetato de glicerila 8 - o óleo é adicionado à uma solução saturada de NaCl após a mistura das 2 fases, o volume da fase oleosa não deve se alterar caso isso ocorra é indicativo da presença de substâncias solúveis em água; - a verificação da presença de água é um teste preconizado pela maioria das farmacopéias geralmente através de um teste simples observa se a turvação quando se adiciona o óleo ao solvente CS2; 2. Hidrocarbonetos halogenados: - o óleo volátil é mineralizado em uma placa de porcelana; - quando o óleo volátil contém hidrocarbonetos halogenados se forma resíduos de sais de cloreto solúvel em ácido nítrico e que precipita na forma de cloreto de prata quando se adiciona gotas de uma solução de nitrato de prata; 3. Metais pesados: - trata se de um teste de ensaio limite em que é realizada uma extração do óleo volátil com uma solução de HCl diluída; - na fase aquosa, adiciona-se tioacetamida em solução tamponada e esse reagente libera íons sulfito, que são usados para detecção de metais pesados; 4. Ésteres de ácido ftálico: - Também chamado de esteres estranhos - é realizada uma saponificação com uma solução etanolica de KOH; - O ftalato de potássio não é solúvel em etanol e forma-se então um precipitado cristalino, nos casos de falsificação; 5. Resíduo de evaporação: - esse resíduo se obtém após aquecimento em banho-maria durante um tempo definido, um óleo volátil de boa qualidade não deve apresentar resíduo; - Assim adição de um óleo fixo ou de outras substâncias pouco voláteis é de fácil detecção - em óleos voláteis ou se oxigenados (antigos ou mal armazenados) é comum a presença de produtos pouco voláteis; - k
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