Extração dos glicosideos da estevia com fluidos pressurizados

Orientador: Maria Angela de Almeida Meirelles

Access type:openAccess
Publication Date:1999
Main Author: Pasquel Ruiz, Antonio
Advisor: Petenate, Maria Angela de Almeida Meireles, 1953-, Meirelles, Maria Angela de Almeida
Referee: Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini, Pereira, João Alexandre F. da Rocha, Marques, Marcia Ortiz Mayo
Document type: Doctoral thesis
Language:por
Published: [s.n.]
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos
Portuguese subjects:
Online Access:http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/254926
Citation:PASQUEL RUIZ, Antonio. Extração dos glicosideos da estevia com fluidos pressurizados. 1999. 170p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/254926>. Acesso em: 24 jul. 2018.
Portuguese abstract:Resumo: O forte sabor residual do extrato glicosídico da estévia dificulta o uso dos glicosídeos desta planta como substitutos da sacarose, sendo portanto necessário a remoção total (derivados terpenoides) ou parcial (os próprios glicosídeos) das substâncias associadas a esse sabor residual. O objetivo desse trabalho foi investigar as melhores condições para o pré-tratamento da estévia com dióxido de carbono pressurizado, O processo de extração da estévia foi estudado em três etapas: i) o pré-tratamento das folhas usando CO2 pressurizado, ii) a extração dos glicosídeos a partir de folhas pré-tratadas e sem pré-tratamento, iii) e a análise sensorial dos extratos glicosídicos. Foi montada uma unidade de laboratório para extração com fluidos pressurizados com um extrator de 235,9 cm3 e pressão de trabalho de até 350 bar. Foram utilizadas folhas colhidas em 1995 em Maringá (PR). As folhas secas e trituradas da estévia foram extraídas com dióxido de carbono supercritico e dióxido de carbono líquido comprimido. O planejamento experimental foi baseado em um desenho fatorial completo com 2 níveis em cada um dos 4 fatores em estudo: pressão, temperatura, granulometria e vazão do solvente. A análise estatística dos rendimentos mostrou efeito significativo da temperatura (p=0,0360).. da.pressão (p=0,0008) e da interação destas duas variáveis juntas (p=0,0228). Por meio de cromatografia em camada delgada e CG-EM determinou-se que o perfil fitoquímico do extrato foi similar em todos os experimentos. Cerca de 55% dos compostos presentes no extrato foram identificados como: sesquiterpenos, ácidos graxos, hidrocarbonetos alifáticos, esteróides e triterpenos. Os glicosídeos da estévia foram extraídos por dois métodos: i) extração com mistura de fluidos pressurizados, e ii) extração convencional. Para a primeira técnica se utilizou folhas pré-tratadas com CO2, enquanto que para a segunda utilizou-se folhas pré-tratadas e folhas sem pré-tratamento. Para o estudo do efeito das variáveis de processo: pressão, temperatura e co-solvente, foi formulado um plano fatorial fracionado com 2 níveis de pressão, 3 níveis de temperatura e 3 níveis de co-solvente. Os níveis escolhidos foram 120 e 200 bar; 16, 30 e 45°C; e, aproximadamente 9,5% molar de água, etanol e mistura água etanol (aproximadamente 50:50% molar). As extrações da estévia foram realizadas durante doze horas; e verificou-se que o maior rendimento (3,4% em massa) foi obtido quando se utilizou água como co-solvente a 120 bar e 16°C, seguido de muito longe (0,6%) pelo experimento que usou também água como co-solvente porém a uma pressão de 200 bar e 45°C. Não se encontrou efeitos significativos de nenhuma das variáveis de forma individual para 95% de intervalo de confiança, o que leva a supor que o maior rendimento deve ser função do efeito combinado das três variáveis. Os extratos glicosídicos foram analisados por CLAE, observando-se a presença do esteviosídeo e do rebaudiosídeo. A em todos os extratos. Os glicosídeos foram quantificados por espectrofotometria ultravioleta a 210 nm, usando esteviosídeo como padrão de calibração. No caso da extração convencional determinou-se que os rendimentos foram menores que o maior rendimento obtido por extração com mistura de fluidos pressurizados, e verificou-se também., que o rendimento foi maior quando se utilizou folhas de estévia pré-tratadas com CO2 pressurizado, embora tão pouco exista diferença estatisticamente significativa nesse caso. Para a análise sensorial dos extratos glicosídicos foi constituído um corpo treinado de provadores através de uma seleção rigorosa dos participantes. A equipe de provadores analisou a intensidade de doçura dos extratos glicosídicos obtidos por extração convencional a partir de folhas de esteve pré-tratadas com CO2 pressurizado a 200 bar e 30°C, e folhas sem pré-tratamento. Encontrou-se que a potência edulcorante foram iguais para os dois extratos, embora a percepção do sabor residual tenha sido maior no caso do extrato sem pré-tratamento. Muito embora, não tenha sido feita a análise sensorial dos glicosídeos obtidos com a mistura de fluidos pressurizados, supõe-se que a sua qualidade em termos de percepção de doçura e de sabor residual deve ser ainda maior, devido a seu maior conteúdo de rebaudiosídeo A
English abstract:Abstract: The strong residual taste of the glycosidic extract of stevia leaves hinders the use of the glycosides from this plant as substitutes for sucrose, being necessary the total removal. The objective of this work was to investigate the best conditions for the pre-treatment of the stevia with pressurized carbon dioxide. (terpenoids) or partial {some glycosides) of the substances associated to the residual flavor. The process of stevia extraction was studied in three stages: i) the pre-treatment of the leaves using pressurized CO2, ii) the extraction of the glycosides using Pre-treated leaves and without Pre-treatment iii) and the sensorial analysis of the glycosidic extracts. A laboratory unit was set up for extraction with fluids pressurized with an extractor of 235,9 cm3 andworking pressures of up to 350 bar. Leaves from the 1995 crop were used. The dried and triturated stevia leaves were extracted with pressurized carbon dioxide. The experimental plan used a factorial design with 2 levels of the 4 factors in study: pressure, temperature, particle size and solvent flow rate. The statistical analysis for the yields showed a, significant effect of temperature (p=0.0360), of pressure (p=0.0008) and of the interaction of these two variables (p=0.0228). Using thin layer chromatography and CGEM the phytochemical profile was determined. This profile was similar in all experiments. About 55% of the substances in the extract were identified as sesquiterpenes, fatty acids, aliphatic hydrocarbons, steroids and triterpenes. The stevia glycosides were extracted with two methods: i) extraction with a mixture of pressurized fluids, and ii)conventional extraction. For the first technique pre-treated leaves were, while for the second pre-treated leaves and leaves without pre-treatment were used. To study the effects of process variables: pressure, temperature and co-solvent, a fractional factorial design was formulated with 2 levels of pressure, 3 levels of temperature, and 3 levels of co-solvent. The chosen levels were 120 and 200 bar; 16, 30 and 45°C; and, approximately 9.5% molar of water; or ethanol, and a mixture of water-ethanol (approximately 50:50% molar). The extractions of the stevia were accomplished for twelve hours. The largest yield (3.4% mass) was obtained using water as co-solvent at 120 bar and 16°C, followed very far by (0.6%) the experiment that also used water as co-solvent however at a pressure of 200 bar and 45°C. The effects of the process variables were not significant individually for 95% of confidence interval. Therefore, it is possible that the largest yield is a result of the combined effect of the three variables. The glycosidic extracts were analyzed by HPLC; being observed the presence of the stevioside and of the rebaudioside A in all extracts. The glycosides were quantified by UV spectrophotometer at 210 nm, using stevioside as the standard. In the case of the conventional extraction it was determined that the yields were smaller than the largest yield obtained with the mixture of pressurized fluids, and it was also verified that the yield was larger when pre-treated leaves were used, although the difference was not statistically significant. For the sensorial analysis of the glycosidic extracts a trained panel was constituted through a rigorous selection of participants. The panel analyzed the intensity of sweetness of the extracts obtained by conventional extraction using pre-treated leaves and leaves without pre-treatment. The sweetness potency was same for the two extracts, although the perception of the residual taste was larger in the case of the extract obtained from leaves without pre-treatment. Although, the sensorial analysis of the-Elycosides obtained with the mixture of pressurized fluids was not done, it is probable that their quality in terms of perception of sweetness and of residual taste should be better. due to the larger rebaudioside A content