Processos de extração de óleos essenciais

Processos de extração de óleos essenciais

(Parte 1 de 5)

Processos de extração de óleos essenciais

Sonia Maria Marques de Oliveira Vera Lucia Age Jose

Instituto de Tecnologia do Paraná

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 1

1 INTRODUÇÃO2
1.1 Cadeia produtiva de óleos essenciais3
2 PROCESSO DE EXTRAÇÃO4
2.1 Enfloração (Enfleurage)4
2.2 Extração por solvente5
2.3 Destilação a vapor6
2.3.1 Turbodestilação7
2.3.2 Hidrofusão7
2.3.3 Produção artesanal da destilação a vapor7
2.3.4 Aparelho para destilação a vapor laboratorial8
2.3.5 Processo industrial com a destilação a vapor8
2.4 Prensagem a frio10
2.5 Extração por fluído supercrítico12
2.5.1 Vantagens da utilização da extração com fluído supercrítico12
com fluído supercrítico13
2.5.3 Fluxograma da extração por fluído supercrítico14
2.5.4 Equipamentos para extração por fluído supercrítico15
3 COMPONENTES DOS ÓLEOS ESSENCIAIS15
4 ENSAIOS E ANÁLISES16
4.1 Análises específicas para óleos essenciais16
4.1.1 Ensaios físicos16
4.1.2 Ensaios químicos16
4.1.3 Ensaios físico-químicos16
4.2 Grau de pureza17
5 ACONDICIONAMENTO DO ÓLEO E VIDA ÚTIL17
6 FIXADORES17
7 NORMAS TÉCNICAS18
7.1 Normas técnicas nacionais18
7.2 Normas técnicas internacionais19
8 MANUAL DE BOAS PRÁTICAS DE FABRICAÇÃO21
Conclusões e recomendações21
Referências2
Anexo 1 – Associações25

Sumário 2.5.2 Propriedades físicas dos óleos essenciais extraídos pelo processo de extração Anexo 2 – Equipamentos para extração de óleos essenciais........................................25

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 2

Título Processos de extração de óleos essenciais Assunto Aditivos de uso industrial - óleos essenciais Resumo

Extraídos de plantas aromáticas, os óleos essenciais são substâncias voláteis, altamente concentradas, utilizados na indústria cosmética, farmacêutica e alimentícia. Este documento aborda aspectos relativos às espécies vegetais produtoras de óleos essenciais, propriedades dos compostos, processos de extração, tecnologias e equipamentos utilizados.

Palavras-chave

Acondicionamento; destilação a vapor; enfloração; ensaio físico; ensaio físico-químico; equipamento; extração a vapor; extração com solvente; extração de óleo; extração supercrítica; fixador de fragrância, hidrodestilação; norma técnica; normalização; óleo essencial; prensagem a frio; processamento

Conteúdo

1 INTRODUÇÃO

Um dos importantes insumos utilizados na cosmetologia são os óleos vegetais subdivididos em dois grupos:

• Os óleos vegetais ou fixos - são óleos compostos basicamente por triglicerídios e não evaporam facilmente; são extraídos normalmente por prensagem mecânica e são mais utilizados na indústria farmacêutica e de cosméticos;

• Os óleos essenciais - são óleos compostos basicamente de mono e sesquitertenóides; são de fácil evaporação e, normalmente, têm essência (perfume) e são extraídos através de arraste por vapor d’água. São mais utilizados na fabricação de perfumes, por serem mais fortes e mais concentrados.

A International Standard Organization (ISO) define óleos voláteis (conhecidos também como óleos essenciais, óleos etéreos ou essências) como sendo os produtos obtidos de partes de plantas por meio da destilação por arraste de vapor d’água, bem como os produtos obtidos por prensagem dos pericarpos de frutos cítricos.

De forma geral, os óleos essenciais são misturas complexas de substâncias voláteis, lipofílicas, geralmente odoríferas e líquidas, obtidas de plantas que têm fortes componentes aromáticos. Estas substâncias aromáticas são obtidas de diferentes compostos químicos que ocorrem naturalmente na planta.

A designação de “óleo” é devido a algumas características físico-químicas como, por exemplo, a de serem geralmente líquidos de aparência oleosa à temperatura ambiente. Sua principal característica, contudo, consiste na volatilidade que o difere assim, dos óleos fixos, que são misturas de substâncias lipídicas obtidas normalmente de sementes (óleo de soja,

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 3 de mamona, de girassol, etc).

Outra característica se dá graças ao aroma agradável e intenso da maioria dos óleos voláteis, sendo por isso, também chamados de essências. São ainda solúveis em solventes orgânicos apolares, como o éter, recebendo, por isso o nome de óleos etéreos ou, em latim, Aetheroleum. Possuem uma solubilidade limitada em água, mas suficiente para aromatizar essas soluções que são chamadas de hidrolatos.

O preço e a qualidade do óleo são determinados, dependendo do método da extração e da quantidade dos materiais usados. Outros fatores que contribuem para a boa qualidade dos óleos essenciais são as condições climáticas, geográficas e de qualidade do solo.

O álcool, os hidrocarbonetos, os fenóis, os aldeídos e acetonas são alguns dos principais componentes obtidos dos óleos essenciais.

Os óleos essenciais permitem várias funções para as plantas aromáticas incluindo: a) atrair ou repelir insetos; b) proteger do calor ou do frio; c) utilizar como agente antibactericida.

Entre todos os tipos de plantas no mundo, aproximadamente 700 plantas são consideradas aromática e, conseqüentemente, são muito significativas para a produção de óleos essenciais. Além da fonte limitada, a pouca quantidade de óleos essenciais que são contidos em cada planta aromática torna-a ainda mais valiosa. Hoje, os óleos essenciais são usados principalmente na preparação das fragrâncias, como por exemplo, o perfume.

Embora alguns dos componentes químicos de óleos essenciais se assemelhem aos “óleos”, os óleos essenciais não são gordurosos e são leves no peso. Entretanto, o uso elevado de álcool na fabricação dos óleos essenciais proporciona uma alta volatilidade e uma taxa mais rápida da evaporação.

A fim de obter melhor qualidade e quantidade de óleos essenciais, o processo de extração é considerado uma etapa chave. Os fatores como tipos de plantas, a composição química do óleo e a posição do óleo dentro da planta (raiz, madeira, folha, flor, fruta e/ou semente) são fatores a serem considerados antes da extração. Escolher um método apropriado da extração é também muito importante.

1.1 Cadeia produtiva de óleos essenciais

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 4

Figura 1 - Cadeia produtiva de óleos essenciais Fonte: SANTOS, A., 2006.

2 PROCESSOS DE EXTRAÇÃO

Os métodos de extração variam conforme a localização do óleo volátil na planta e com a proposta de utilização do mesmo. O método da hidrodestilação que se divide em duas técnicas – arraste a vapor e coobação. As técnicas mais comuns são: enfloração (enflurage), destilação por arraste de vapor d’água; prensagem; extração com solventes orgânicos (de forma contínua ou descontínua) e extração por dióxido de carbono (CO2) supercrítico.

A relativa instabilidade das moléculas que constituem os óleos voláteis torna difícil sua conservação. A deterioração dos óleos voláteis reduz seu valor comercial, além de constituir um fator de risco quando eles são destinados ao uso externo, já que podem causar alergias ou dermatites de contato.

2.1 Enfloração (Enfleurage)

A enfleurage é uma forma artesanal e, provavelmente, a técnica mais antiga utilizada para obtenção de óleos essenciais das flores. Embora tenha sido muito usada para a produção de fragrâncias de luxo na França do século XIX (daí o nome), a técnica, rara, trabalhosa e cara, quase não é mais praticada.

A enfleurage consiste em usar uma espécie de solvente vegetal para segurar o óleo. O método é utilizado para extração de óleos essenciais de plantas extremamente delicadas e com baixo teor de óleos essenciais, que se destiladas a vapor, podem provocar perdas quase completas de seus compostos aromáticos. Este é um processo lento e caro utilizado para obter-se o óleo essencial de flores.

Atualmente, esse método é utilizado por algumas indústrias de perfumes, principalmente para algumas plantas com baixo teor de óleo, mas com grande valor comercial. No caso de flores frescas, por exemplo, as pétalas são colocadas sobre uma placa de vidro com gordura, que vai absorver o óleo das flores, que são substituídas por flores novas todos os dias, até que a concentração certa seja obtida. Depois de alguns dias, a gordura é filtrada e destilada a baixa temperatura. O concentrado oleoso que resulta desse processo é misturado ao álcool e novamente destilado.

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 5

No processo de enfleurage a frio, uma placa grande de vidro, chamada de chassi (base), é manchada com uma camada da gordura animal, geralmente da carne de porco. A matéria botânica, geralmente pétalas ou flores inteiras, é colocada na gordura e seu aroma espalhado na gordura no curso de 1-3 dias. O processo é repetido substituindo o material botânico, por outro mais fresco até que a gordura esteja saturada com fragrância. Os quadros de vidro são colocados entre molduras de madeira em camadas. As flores são removidas manualmente e trocadas até que a graxa absorva sua fragrância (FIG. 2).

Figura 2 - Processo de enfleurage Fonte: HOW PRODUCTS ARE MADE

Para a indústria O Boticário na técnica enfleurage, as flores são colocadas em caixas e tampadas com uma placa coberta de gordura. A gordura não toca as pétalas, mas retém todo o seu perfume. Após algum tempo, a gordura é lavada em álcool. Em seguida, é feita a purificação do óleo essencial.

2.2 Extração por solventes

As plantas são imersas no solvente químico adequado (hexano, acetona, ou outros derivados de petróleo) e a separação realiza-se quimicamente, pela destilação em temperaturas específicas, que causam somente a condensação do óleo e não dos solventes. Isto resulta um produto chamado de “concreto”. Em seguida, o “concreto” pode ser dissolvido em álcool para remover o solvente. Quando o álcool evapora, o absoluto aparece. A extração por solvente apresenta algumas desvantagens como a permanência de resíduos do solvente no absoluto e causa efeitos colaterais, que depende do solvente empregado, o que deve ser observado na indicação de absolutos e concretos para perfumaria e cosmética.

No processo de extração do “concreto” podem-se obter, além do óleo essencial, as ceras, as parafinas, as gorduras e os pigmentos. Já o absoluto, além de fazer uma limpeza dos solventes anteriormente empregados, também purifica a mistura das ceras, parafinas e substâncias gordurosas presentes, o que leva o produto final a ter uma consistência mais líquida.

O teor de solvente no produto final pode variar de menos de 1% até 6%. Em teores menores ou até 1%, o produto pode ser considerado apto ao uso terapêutico, quando indicados nesse sentido. No caso de produtos obtidos somente pelo uso do álcool, é aceitável seu emprego com finalidade terapêutica mesmo com teores superiores a 1%, como acontece com algumas resinas como a mirra e o benjoim.

A extração por solvente também pode alterar em muito a composição química do produto final, um exemplo é o do óleo de cravo da Índia (Eugenia caryophyllata). No óleo extraído por destilação a vapor obtém-se um óleo essencial com 70-90% de eugenol, sendo que 5- 12% são de ß-cariofileno, um composto que não é encontrado no produto obtido por extração com solvente.

Os óleos essenciais obtidos por este processo raramente possuem valor comercial.

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 6

2.3 Destilação a vapor

Este método é conhecido também como arraste por vapor d’água ou hidrodestilação, e é o método mais difundido para extração de óleos essenciais.

Normalmente, este método é indicado para se obter óleos essenciais de folhas e ervas, mas nem sempre é indicado para extrair-se o óleo essencial de sementes, raízes, madeiras e algumas flores.

A destilação é um processo no qual uma mistura é aquecida para separar as partes mais voláteis das menos voláteis, condensando as frações do vapor resultante para produzir uma substância refinada ou quase pura.

A destilação a vapor é feita em um alambique onde partes frescas da planta e algumas vezes até partes secas são colocadas. Saindo de uma caldeira, o vapor circula através das partes da planta forçando a quebra das frágeis bolsas intercelulares que se abrem e liberam o óleo essencial. À medida que este processo acontece, as sensíveis moléculas de óleos essenciais evaporam junto com o vapor d'água viajando através de um tubo no alto do destilador onde, logo em seguida, passam por um processo de resfriamento através do uso de uma serpentina e se condensam com a água. Forma-se então, na parte superior desta mesma água obtida, uma camada de óleo essencial que é separado através de decantação. Por serem mais leves, os óleos essenciais ficam concentrados sobre a camada de água, podendo ser facilmente separados (FIG. 3).

A água que sobra de todo o processo, depois de retirado o óleo, é chamada de água floral, destilado, hidrosol ou hidrolato. Ela retém muitas das propriedades terapêuticas da planta, mostrando-se útil tanto em preparados para a pele, como até mesmo de uso oral no tratamento da saúde interna. Em muitos casos, os hidrosóis são preferidos aos óleos essenciais devido a serem mais suaves, principalmente em se tratando de crianças ou quando uma maior diluição dos óleos se faz necessária.

Figura 3 - Destilação a vapor. Fonte: adaptado de DISTILLATION

Destilação por arraste de vapor é útil para:

• Destilar substâncias que se decompõem nas proximidades de seus pontos de ebulição e que são insolúveis em água;

• Aumentar a seletividade da separação quando algumas substâncias insolúveis em água são voláteis com o vapor e outras não;

• Separar ou purificar substâncias contaminadas com impurezas resinosas.

• Podem ser apontadas diversas vantagens à destilação a vapor de óleos aromáticos,

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 7 perfumes, essências e licores aromatizados quando utilizada na indústria alimentar, bioquímica e química.

2.3.1 Turbodestilação

Vários métodos de extração modernizados têm se tornado alternativas para a destilação a vapor. A turbodestilação é adequada para partes de difícil extração de óleo essencial da planta, como é o caso de cascas, raízes e sementes. Neste processo, as plantas emergem na água e o vapor é posto a circular em meio a esta mistura de planta e água. Através deste processo, a mesma água é continuamente reciclada através do material da planta.

2.3.2 Hidrofusão

Na hidrofusão, o vapor sob pressão atmosférica normal é disperso do topo da câmara diretamente sobre o material da planta. Dessa forma, o vapor satura o material de forma mais homogênea e em menor tempo do que na destilação a vapor. Esse processo também é menos severo do que a destilação a vapor, produzindo óleos essenciais com odores mais semelhantes à planta original.

2.3.3 Produção artesanal da destilação a vapor

No caso das produções de pequena escala, emprega-se o aparelho de Clevenger. O óleo essencial obtido, após separar-se da água, deve ser seco com sulfato de sódio anidro

(Na2SO4). Preferencialmente, esse método tem sido utilizado na extração de óleos de plantas frescas. A Farmacopéia Brasileira (edição IV) preconiza o uso de um aparelho tipo

Clevenger, com algumas modificações.

Um modelo mais simples do aparelho de Clevenger é apresentado por GUCHTAIN, conforme descrito a seguir (FIG. 4).

Figura 4 - Aparelho de Clevenger Fonte: ROZWALKA, 2003.

A – frasco de destilação, consistindo de um balão de fundo redondo com capacidade que vai de 100 a 300 mililitros com boca esmerilhada com afunilamento; B – coluna ascendente; C – condensador ou “dedo-frio”; D – tubo graduado o qual apresenta uma torneira na extremidade inferior; E – tubo de retorno, a junta esmerilhada da coluna ascendente B se ajustará na boca

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 8 esmerilhada do balão de destilação (A); F – o sistema de aquecimento se chama “manta de aquecimento”, que fica na parte inferior do aparelho de destilação, é elétrico e possui termostato para manter a temperatura constante, consiste numa peça com seu inferior côncavo revestido de amianto onde se encaixa o frasco de destilação, até a parte mediana.

(Parte 1 de 5)

Comentários