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Tipo do documento: Dissertação
Title: Extração do óleo de Bidens pilosa L. usando fluido supercrítico: atividade biológica e modelagem matemática
Other Titles: Extraction of Bidens pilosa L. oil using supercritical fluid: biological activity and mathematical modeling
Authors: Paschoal, Ramon Gredilha
Orientador(a): Mendes, Marisa Fernandes
Primeiro coorientador: Silva, Leonardo Lucchetti Caetano da
Primeiro membro da banca: Delgado, Bernadete Elizardo Pereira da Costa
Segundo membro da banca: Mirre, Reinaldo Coelho
Terceiro membro da banca: Tostes, João Batista de Freitas
Keywords: extração com fluido supercrítico;modelagem matemática;flavonóides;plantas medicinais;CLAE;supercritical fluid extraction;mathematical modeling;flavonoids;medicinal plants;HPLC
Área(s) do CNPq: Engenharia Química
Idioma: por
Issue Date: 18-Apr-2018
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citation: PASCHOAL, Ramon Gredilha. Extração do óleo de Bidens pilosa L. usando fluido supercrítico: atividade biológica e modelagem matemática. 2018. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica - RJ, 2018.
Abstract: A Bidens pilosa L. (Asteraceae), mais conhecida como picão-preto, é uma planta popularmente usada no tratamento da malária, inflamações e diversos tipos de tumores e, atualmente, se encontra amplamente disseminada por toda a região tropical e subtropical do mundo. Dentre os diversos componentes do extrato dessa planta, destaca-se a presença de flavonoides, poliacetilenos e terpenos, cuja abundância sugere que a maioria das atividades biológicas estejam diretamente ligadas a presença desses metabólitos. Na busca pela extração e obtenção seletiva desses compostos, a extração com fluido supercrítico é uma tecnologia alternativa aos problemas encontrados nas extrações convencionais, visto que há um forte poder de solvatação não necessitando da utilização de solventes orgânicos. Diante do que foi exposto, este estudo teve como objetivo extrair prioritariamente as substâncias de alto valor agregado presentes nessa planta, utilizando CO2 supercrítico, em diferentes condições de pressão e temperatura. Para isso, 8 g de folhas de Bidens pilosa, previamente secos e moídos, foram alimentados a um extrator de 42 mL. A unidade experimental ainda consiste de uma bomba de alta pressão e uma válvula micrométrica para remoção da amostra. Foram investigadas diferentes condições operacionais (150 bar - 60 °C; 179 bar - 46 °C; 179 bar - 74 °C; 250 bar - 40 °C; 250 bar – 80°C; 321 bar - 46 °C; 321 bar - 74 °C, 350 bar - 60 °C e 250 bar - 60 °C), de acordo com um planejamento experimental. Observou-se que o rendimento do extrato aumentou com o aumento da pressão. De acordo com os resultados, a melhor condição para extração foi a 321 bar e 74 °C, capaz de obter um rendimento de 0,082% (6,6 mg). As análises dos óleos extraídos foram realizadas utilizando cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-DAD) e cromatografia gasosa (CG-EM). Nas condições de 321 bar a 74 °C e 250 bar a 40 °C foram encontrados sinais que apresentaram espectros ultravioleta de terpenos característicos de óleos essenciais. Os extratos analisados mostraram ser promissores inibidores nas duas linhagens de células tumorais utilizadas, a de melanoma, SK-MEL-28 (68%) e a de leucemia, K562 (90%), ambos em concentração de 150 µg/mL. Posteriormente, os dados experimentais foram correlacionados aos modelos de Esquível et al. (1999), Reverchon e Osseo (1994), Zeković et al. (2003), Sovová (1999), Brunner (1984) e Kandiah e Spiro (1999), apresentando bom comportamento. Os modelos de Chrastil (1982), Adachi e Lu (1983), Del Valle e Aquilera (1988) e Gordillo (1999) conseguiram representar o comportamento da solubilidade dos óleos com a variação de temperatura e pressão, corroborando os dados experimentais.
Abstract: Bidens pilosa L. (Asteraceae), better known as Black Jack, is a plant popularly used in the treatment of malaria, inflammation and various types of tumors, and is now widely disseminated throughout the tropical and subtropical region of the world. Among the several components present in the extract of this plant, the presence of flavonoids, polyacetylenes and terpenes are abundant, suggesting that most biological activities are directly linked to the presence of these metabolites. The selective extraction of these compounds with supercritical fluid is an alternative technology to the problems found in the conventional extractions, since there is a strong solvation power, and does not require the use of organic solvents. Therefore, this study had as objective the extraction of the high aggregated value substances present in this plant using supercritical CO2 in different pressure and temperature conditions. For this, 8 g of previously dried and milled Bidens pilosa leaves were fed in an extractor with 42 mL of volume. The unity also contained a high pressure pump, and a micrometric valve for sample removal. Different operating conditions were investigated (150 bar - 60 °C; 179 bar - 46 °C; 179 bar - 74 °C; 250 bar - 40 °C; 250 bar - 80 °C; 321 bar - 46 °C; 321 bar - 74 °C and 350 bar - 60 °C and 250 bar - 60 °C), according to an experimental design. It was observed that the extraction yield increased with increasing pressure. According to the results, the best extraction condition was 321 bar and 74 °C, obtaining a yield of 0.082% (6.6 mg). The analyses of the extracted oils were performed using high performance liquid chromatography (HPLC-DAD) and gas chromatography (GC-MS). Under conditions of 321 bar at 74 °C and 250 bar at 40 °C, signals were found showing ultraviolet spectra of terpenes characteristics of essential oils. The extracts analyzed showed promising inhibition in two tumor cell lines used, melanoma, SK-MEL-28 (68%) and leukemia, K562 (90%), both at a concentration of 150 μg/mL. Subsequently, the experimental data were modeled by the models of Esquivel et al. (1999), Reverchon e Osseo (1994), Zeković et al. (2003), Sovová (1999), Brunner (1984) and Kandiah e Spiro (1999), showing good correlation. The models of Chrastil (1982), Adachi e Lu (1983), Del Valle e Aquilera (1988) and Gordillo (1999) were able to represent the behavior of the solubility of the oils in different conditions of temperature and pressure.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13379
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