Nota Científica

EXTRAÇÃO DE LIPÍDEOS DA AMÊNDOA DE CASTANHA DE CAJU COM CO₂ SUPERCRÍTICO¹

 

Claudia Pilar LAMEIRA², Gerson L. V. COELHO^{2, *}, Cheila G. MOTHɳ 

 

 

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RESUMO

Nos últimos anos, vem crescendo o interesse em alimentos com baixo índice de calorias. Nos métodos tradicionais de extração de lipídeos com solventes orgânicos, devido as condições de extração, a integridade dos compostos extraídos e da matriz pode ser afetada pela decomposição térmica ou por contaminação pelo solvente. A extração com fluido supercrítico (EFSC) pode proporcionar um método alternativo para remover lipídeos, sem que haja redução significativa nas propriedades organolépticas do produto. O objetivo deste trabalho é extrair parcialmente o óleo contido na amêndoa da castanha de caju (Anacardium occidentale) com dióxido de carbono (CO2) supercrítico em condições de pressão de 100-170 bar e temperatura de 40-80 (C, para obter um produto de valor calórico reduzido que poderá ser usado como substituto para o amendoim e outras amêndoas na indústria de confeitos. Os experimentos foram realizados em um extrator de 300 ml, dispondo de sistemas de agitação magnética e variação de temperatura. Os resultados experimentais mostraram que o aumento da pressão acarretou um aumento na eficiência de extração. O efeito da temperatura foi o mesmo porém menos significativo.

Palavras chave: Extração supercrítica; lipídeos; amêndoa de castanha de caju; dióxido de carbono.

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SUMMARY

Extraction of cashew nut Kernel lipids with supercritical carbon dioxide. In the last years, the interest in low index of calories foods have been increasing. In the traditional methods of extraction of lipids with organic solvents, due the extraction conditions, the integrity of the compound extracted and matrix can be affected by thermal decomposition or by solvent contamination. The supercritical fluid extraction (SFE) can provide an alternative method to remove lipids without losing the organoleptics qualities of the product. The objective of this work is to extract partially the cashew nut kernel oil by supercritical carbon dioxide in pressure conditions of 100-170 bar and 40-80 (C of temperature, to obtain a reduced caloric value product which could be used as peanut and others nuts substitut in the bakery industry. The experiments were done in an extractor of 300 ml with magnetic shaking and heat systems. The experimental results showed that the increase in the pressure improved the extraction efficiency. The temperature effect was the same but less significative.

Keywords: Supercritical extraction; lipids; cashew nut; carbon dioxide.

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1 - INTRODUÇÃO

A amêndoa da castanha de caju é um alimento nutritivo e saboroso. Atualmente, seu alto valor calórico tem despertado interesse. A amêndoa contém cerca de 46,5% [1] de lipídeos sendo responsável por 70,5% de suas calorias. Somente 100 g da amêndoa contém aproximadamente 600 calorias.

Nas últimas décadas, muitos esforços tem sido feitos para preparar alimentos de alta qualidade e com baixas calorias pela remoção de lipídeos, sem uma significativa perda em suas propriedades organolépticas.

Um método convencional é a extração com solventes orgânicos, principalmente hexano. Alguns dos problemas desse método incluem o tempo excessivo e a alta temperatura requerida para remover o solvente remanescente no produto. Esses fatores podem afetar a qualidade organoléptica do alimento.

O processo de extração com fluido supercrítico pode ser uma alternativa viável para os métodos de extração convencionais. Fluidos supercríticos exibem propriedades físico-químicas intermediárias às de um líquido e um gás, o que aumenta sua atuação como solvente. Sua densidade relativamente alta confere bom poder de solvência, enquanto seus valores de difusividade alto e viscosidade baixo proporcionam poder de penetração apreciável na matriz do soluto [4].

Vários estudos tem demonstrado que é vantajoso usar fluidos supercríticos, particularmente o dióxido de carbono (CO₂), para extrair óleos de amêndoas e sementes. Algumas vantagens do CO₂ é ser atóxico, não inflamável, não corrosivo e facilmente removido dos produtos extraídos. Sua pressão crítica é moderada ( 73 atm), o que diminui os custos de compressão. Sua temperatura crítica é relativamente baixa (31ºC ), possibilitando a extração de compostos instáveis termicamente [3].

 

2 — MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Material

Amêndoas torradas de castanha de caju foram moídas até que se obtivesse granulometria entre 20 e 32 mesh e armazenadas a 10ºC em frascos de vidro até serem usadas.

2.2 – Métodos de Extração

2.2.1 - EFSC

O sistema de extração usado foi do tipo estático. Um diagrama esquemático do sistema de extração é mostrado na Figura 1.

Cerca de trinta gramas da amêndoa foram pesadas em balança analítica e colocadas no extrator [1]. as válvulas do cilindro [5] e de entrada de CO2 [7] foram abertas. A quantidade de CO₂ necessária para atingir a pressão desejada foi bombeada, as válvulas foram fechadas e o sistema de aquecimento foi ligado. A pressão do sistema foi ajustada pela retirada do gás pela válvula de coleta da fase gasosa [8]. Após atingir o equilíbrio, o sistema foi mantido por 180 minutos. O sistema foi despressurizado e a matriz sólida foi então analisada por Soxhlet para determinar o teor de óleo remanescente.

 

1 - Extrator de 300 ml com tubo pescador;
2 - Sistema de aquecimento por manta (com variação de temperatura de 20 à 300ºC);
3 - Dispositivo de segurança ( rompe acima de 200 bar );
4 - Cilindro de CO2 com tubo pescador;
5 - Válvula do cilindro;
6 - Bomba;
7 - Válvula de entrada do CO2 no extrator;
8 - Válvula micrométrica de coleta da fase gasosa;
9 - Coletor de amostra;
10 - Banho de gelo;
11 - Válvula de coleta de fase líquida.

FIGURA 1. Esquema da Unidade de Extração por Fluido Supercrítico 

 

A quantidade de lipídeos extraída com CO₂ supercrítico foi determinada subtraindo a quantidade de lipídeos extraída da matriz sólida após a EFSC daquela total extraída da amêndoa por Soxhlet. Os resultados foram determinados e expressos por uma razão (R %) definida pela Equação 1:

R ( % ) = (EFSC) x 100   (1)
       (Sox)

onde (Sox) é quantidade total de lipídeos extraídos da amêndoa por Soxhlet e (EFSC) é a quantidade de lipídeos extraídos da matriz sólida após a EFSC.

2.2.2 - Extração por Soxhlet

A quantidade de lipídeos presente na amêndoa de castanha de caju foi obtida pela extração com hexano em um aparelho extrator Soxhlet por 6 horas. Para 5 gramas da amêndoa, 150 ml do solvente foram utilizados. Após a extração, o solvente foi evaporado através de um rotavapor e a fração de lipídeos determinada gravimetricamente. O óleo extraído foi armazenado a 10ºC para posterior análise cromatográfica.

2.3 – Análise da Composição de Ácidos Graxos

Os óleos obtidos foram metilados pelo método proposto por HARTMAMN e LAGO [2]. Os ésteres metílicos dos ácidos graxos foram analisados em um cromatógrafo à gás Hewlett Packard 5890 - Série ll equipado com detector de ionização de chama. A integração foi efetuada em um integrador Hewlett Packard 3395. As condições cromatográficas foram:

Coluna de sílica fundida	Innowax ( crosslinked PEG )
Comprimento da coluna	60 m
Diâmetro da coluna	0,32 mm
Espessura do filme	0,25 µm
Temperatura da coluna	190 ºC por 2 min programada para 220 ºC em 5 ºC/min
Temperatura do injetor	250 ºC
Temperatura do detector	250 ºC
Fase móvel	H2
Amostra injetada	1 µl
Split	1:100

A análise qualitativa dos ácidos graxos foi feita por comparação dos tempos de retenção de amostras obtidas no experimento com padrões cromatográficos. A quantificação foi feita pelo somatório das áreas dos picos identificados e os resultados expressos em área %.

 

3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

O conteúdo total de lipídeos extraídos da amêndoa de castanha de caju por Soxhlet foi em média 46% (R = 100).

Os resultados da extração supercrítica são mostrados na Tabela 1:

 

TABELA 1. Efeito da pressão e temperatura na EFSC.

 

Foi observado, que o aumento na pressão acarretou um aumento na razão de óleo extraído. O aumento da temperatura também favoreceu a eficiência, no entanto o efeito sobre a extração foi menor que o da pressão.

A Tabela 2 mostra a composição de ácidos graxos das amostras de óleos extraídos:

 

TABELA 2. Composição de ácidos graxos das amostras de óleos extraídos.

 

As análises cromatográficas não indicaram variação de composição dos óleos extraídos.

 

4 — CONCLUSÃO

Nas condições experimentais utilizadas, os resultados da extração de lipídeos com fluido supercrítico indicaram eficiência mais baixa quando comparados com os obtidos pela extração com Soxhlet. Contudo, frações de lipídeos foram extraídas com o CO2 supercrítico, levando a obtenção de amêndoa de castanha de caju com conteúdo menor de calorias.

A castanha obtida por extração supercrítica, após a secagem não apresenta resíduo de solvente, pois o CO2 é bastante volátil e portanto é totalmente eliminado. Enquanto que a obtida por extração com Soxhlet apresenta resíduos de hexano, o que acarreta uma perda de qualidade no produto, justificando assim o emprego da extração de lipídeos da castanha de caju com CO2 supercrítico.

 

5 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] GALLINA TOSCHI, T.; CABONI, M.F.; PENAZZI, G.; LERCKER, G.; CAPELLA, P. - A study on cashew nut oil composition. JAOCS, 70 (10) : 1017-20, 1993.

[2] HARTMAN, L.; LAGO, R.C.A. - Rapid preparation of fatty acid methylesters from lipids. Laboratory Practice, 22 (6) : 475-476, 1973.

[3] HAWTHORNE, S. B. - Analytical-Scale Supercritical Fluid Extraction. Analytical Chemistry, 62 (11) : 633-42, 1990.

[4] RIZVI,S.S.H.; BENADO, A.L.; ZOLLWEG, J.A.; DANIELS, J.A. - Supercritical Fluid Extraction: fundamental principles and modeling methods. Food Technology, 40 (6) : 55-65, 1986.

 

¹ Recebido para publicação em 5/8/97. Aceito para publicação em 15/12/97.

2 Laboratório de Processos de Separação; Departamento de Tecnologia Química/IT/UFRRJ; Estrada Rio-São Paulo, Km 47 - Seropédica — RJ - Brasil - CEP 23851-970 — coelho@ufrrj.br.

3 Escola de Química/DPO/UFRJ.

* A quem a correspondência deve ser endereçada.