Extracção supercrítica de compostos da casca de Eucalyptus globulus

Abstract

Esta dissertação visou estudar a extracção com dióxido de carbono supercrítico (SFE) de compostos de elevado valor acrescentado da casca de Eucalyptus globulus, nomeadamente os ácidos triterpénicos (ácido ursólico, oleanólico, betulínico e betulónico) e os seus derivados acetilados. Para tal foram conduzidas experiências para avaliar a influência das condições operatórias da SFE (pressão, temperatura e percentagem do co-solvente utilizado - etanol) sobre o rendimento e a selectividade da extracção. Realizaram-se extracções com CO2 supercrítico para combinações de 120 e 200 bar, 40 e 60ºC, 0 e 5% de etanol, obtendo-se as respectivas quatro curvas cumulativas de extracção. Foi ainda realizada uma extracção em Soxhlet com diclorometano , que serviu de referência para a avaliação das referidas curvas de extracção,Os extractos obtidos foram analisados por GC-MS. Os rendimentos globais de extracção dependeram da pressão e temperatura do CO2, mas muito particularmente do conteúdo em etanol, chegando a duplicar o seu valor após introdução de 5% de álcool. O rendimento de extracção mais elevado (m/m) foi de 0.98% obtido a 200 bar, 60°C com 5% de etanol. Os ácidos triterpénicos foram a família de compostos presentes em maior quantidade nos extractos, correspondendo em média a cerca de metade da sua massa total. Dentro desta fracção encontra-se maioritariamente o ácido 3-acetilursólico, que pode ser hidrolisado para formar ácido ursólico e assim potenciar a sua concentração no extracto, passandoa de cerca de um terço para aproximadamente metade dos ácidos triterpénicos extraídos. Em todos os casos, os ácidos acetilados e o ácido betulónico foram mais facilmente extraídos por serem menos polares que os ácidos não acetilados. Por exemplo, a 200 bar, 60ºC e 5% de etanol foi possível recuperar completamente os ácidos 3-acetilursólico e betulónico e 85% do 3-acetiloleanólico, ao contrário dos restantes ácidos que só foram extraídos até 57% do seu máximo. Os resultados obtidos, mostram que a extracção supercrítica permite obter um teor mais elevado de ácidos triterpénicos do que métodos convencionais de extracção com solventes orgânicos, embora com rendimentos inferiores.

This thesis aimed to study the extraction with supercritical carbon dioxide (SFE) of high value compounds from the outer bark of Eucalyptus globulus, namely triterpenic acids (ursolic, oleanolic, betulinic and betulonic) and their acetylated derivatives. For this propose, experiments have been carried out to evaluate the influence of operating conditions of SFE (pressure, temperature and co-solvent content- ethanol) on the extraction yield and selectivity. Four SFE extractions with combinations of 120 and 200 bar, 40 and 60 °C, 0 and 5% ethanol were carried out and the corresponding cumulative extraction curves were plotted. A Soxhlet extraction was also carried out, to be used as reference for the analysis of the extraction curves. The extracts obtained were analyzed by GC-MS. The overall extraction yields depended on the pressure and temperature of CO2, but particularly on the ethanol content, doubling its value after the introduction of 5% alcohol. The highest yield (w/w) was 0.98% obtained at 200 bar, 60 °C with 5% ethanol. Triterpenic acids were the family of compounds present in higher amounts in the extracts, corresponding to about 50% of the total mass. This fraction is mainly constituted by 3-acetylursolic acid, which may be hydrolyzed to ursolic acid and thus increase its final concentration in the extract, from one third to nearly one half of the triterpenic acids extracted. In all cases, the acetylated acids and the betulonic acid were easily removed due their lower polarity when compared to the non-acetylated ones. For example, at 200 bar, 60 ºC and 5% ethanol it was possible to remove completely 3-acetylursolic and betulonic acids, and 85% of 3- acetylolenolic acid, whereas only ~ 57% of the non acetylated ones were extracted. The results obtained, show that the supercritical extraction allows to obtain extracts with higher contents in triterpenic acids, when compared to conventional although in lower yields.