Uso da amêndoa de bombacopis retusa como potencial matéria prima para fins alimentício, cosmético, farmacêutico e de obtenção de biodiesel

  • Número do pedido da patente:
  • PI 1102277-9 A2
  • Data do depósito:
  • 26/05/2011
  • Data da publicação:
  • 04/02/2014
Inventores:
  • Classificação:
  • A61K 8/97
    Cosm?ticos ou prepara??es similares para higiene pessoal; / caracterizado pela composi??o; / contendo materiais, ou derivados destes, de constitui??o desconhecida; / de origem vegetal, p. ex. extratos de plantas;
    ;
    A61K 36/185
    Prepara??es medicinais contendo materiais de constitui??o indeterminadas derivados de algas, l?quens, fungos ou plantas, ou derivados dos mesmos, p. ex. medicamentos tradicionais ? base de ervas; / Magnoliophyta (angiospermas); / Magnoliopsida (dicotiled?neas);
    ;
    C11B 1/04
    Produ??o de gorduras ou ?leos graxos a partir de matérias -primas; / Pr?-tratamento; / de mat?ria -prima vegetal;
    ;
    A23L 1/36
    Alimentos ou produtos aliment?cios; Seu preparo ou tratamento; / Alimentos constitu?dos principalmente de nozes ou sementes;
    ;

USO DA AMÊNDOA DE Bombacopis retusa COMO POTENCIAL MATÉRIA PRIMA PARA FINS ALIMENTÍCIO, COSMÉTICO, FARMACÊUTICO E DE OBTENÇÃO DE BIODIESEL. A presente invenção diz respeito à utilização da amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa na forma in natura e/ou processada para a sua utilização no desenvolvimento de novos produtos alimentícios e a utilização de seu óleo para a preparação de formulações cosméticas, capilares e farmacêuticas e/ou para a obtenção de biodiesel, entre outras aplicações. A composição centesimal da amêndoa (castanha) revela um percentual de 1,25 a 1,45% de proteínas, 40,0 a 57,0% de lipídios totais, 4,9 a 5,4% de umidade, 2,8 a 3,2% de cinzas e 32,95 a 51,05 % de carboidratos. O óleo obtido por procedimentos extrativos convencionais a frio é composto de um teor de 63,47±1,16% de ácidos graxos saturados e 28,29±1,12% de ácidos graxos insaturados, sendo adequado para ser transesterificado e ser utilizado como biodiesel combustível, entre outras aplicações.

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Documento

USO DA AMÊNDOA DE Bombacopis retusa COMO POTENCIAL MATÉRIA PRIMA PARA FINS ALIMENTÍCIO, COSMÉTICO, FARMACÊUTICO E DE OBTENÇÃO DE BIODIESEL Campo da invenção

A presente invenção diz respeito à utilização da amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa na forma in natura e/ou processada para o desenvolvimento de novos produtos alimentícios e a utilização de seu óleo para a preparação de formulações cosméticas, capilares e farmacêuticas e/ou para a obtenção de biodiesel, entre outras aplicações. A castanha in natura que representa 70 a 80% do fruto é composta de 4,9 a 5,4% de umidade, 1,25 a 1,45% de proteínas, 2,8 a 3,2% de cinzas e 34,0 a 36,0% de carboidratos. Os teores de lipídios totais da amêndoa variam de 40,0 a 57,0% dependendo do método de extração. O óleo obtido por procedimentos extrativos convencionais é composto de um teor de 63,47± 1,16% de ácidos graxos saturados e 28,29±1,12% de ácidos graxos insaturados. A composição centesimal e do perfil de ácidos graxos da amêndoa de Bombacopis retusa também varia de acordo com as características sazonais da colheita.

Fundamentos da invenção

Nos últimos anos tem crescido a pesquisa e a produção de frutas e sementes oleaginosas, tanto para a indústria oleoquímica como para a alimentícia, que absorvem a maioria dos óleos obtidos de fontes naturais [TAKEMOTO, E.; OKADA, I. A.; GARBELOTTI, M. L.; TAVARES, M.; AUED-PIMENTEL, S. -Composição química da semente e do óleo de baru (Dipteryx alata Vog.) nativo do Município de Pirenópolis, Estado de Goiás - Instituto Adolfo Luiz 2001], além disso, destaca-se também o aumento da utilização de sustâncias, extratos e óleos vegetais para compor materiais farmacêuticos.

A região Nordeste do Brasil é caracterizada por uma grande diversidade de plantas nativas, cuja colheita se dá de forma extrativista. Entre elas, destaca-se a Bombacopsis retusa que pertence à família da Bombacaceae e ao gênero Bombacopsis. São plantas arbustivas arbóreas, com altura entre 4 - 12 m e caracterizadas por possuir frutos secos, capsuiares, com sementes envolvidas por pelos, que auxiliam a dispersãp pelo vento. As sementes são oleaginosas, e o óleo da mesma nunca foi estudado [RODARTE, A. T. A.; SILVA, F. O.; VIANA, B. F. - A flora melitófila de uma área de dunas com vegetação de caatinga, Estado da Bahia, Nordeste do Brasil - Âcta Botânico Brasileiro 2008]. Popularmente conhecida como castanha da chapada, é freqüente na região da Caatinga e do Cerrado. A amêndoa (castanha) da Bombacopsis retusa é largamente utilizada pela população local e pelos turistas para fins alimentícios, sendo o consumo realizado de maneira in natura, ou seja, sem nenhum processamento, portanto pode ser considerado como um alimento seguro para o consumo de humanos saudáveis (GRAS - Generally Regraded as Safe).

A maior parte de toda a energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes são limitadas e com previsão de esgotamento no futuro, portanto, a busca por fontes alternativas de energia é de suma importância. A maior parte do biochesel atualmente produzido no mundo deriva do óleo de soja, utilizando metanol e catalisador alcalino, porém, todos os óleos vegetais, enquadrados na categoria de óleos fixos ou triglicerídeos, podem ser transformados em biodiesel [FERRARI, R. A.; OLIVEIRA, V. S.: SCABIO, A. Biodiesel de soja: taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização fisico-química e consumo em gerador de energia — Química Nova 2005]. Foi identificado na presente invenção que a Bombacopsis retusa contém amêndoas (castanhas) ricas em óleo, apresentando potencial para ser explorada para a produção de biodiesel, já que o Brasil vem crescendo neste setor utilizando plantas oleaginosas que são encontradas no nordeste brasileiro.

Além disso, as sementes de Bombacopsis retusa também possuem grande potencial para o desenvolvimento de produtos alimentícios e a utilização de seu óleo para a preparação de formulações cosméticas, capilares e farmacêuticas. Estas peculiaridades identificadas nesta invenção proporcionam um grande leque de possibilidades para a sua utilização.

O extrativismo da amêndoa (castanha) da Bombacopsis retusa é a maneira mais tradicional de exploração dessa semente típica do cerrado e da caatinga, portanto faz-se necessário apoiar o desenvolvimento de tecnologias através de pesquisa e desenvolvimento de produtos industrializados de alto valor agregado. A extração das sementes típicas da caatinga e do cerrado nordestino em larga escala para os distintos usos, pode ser possibilidades importantes na promoção do

desenvolvimento sócio-econômico da região.

Técnica relacionada

É revelado na literatura técnica especializada, documentos de patentes de diversas amêndoas, sementes e óleos vegetais, entretanto, nenhuma delas diz respeito à extração, processamento e utilização da matéria-prima obtida das sementes de Bombacopsis retusa.

O documento de patente brasileiro PI0303404-6 refere-se à utilização do óleo da polpa de buriti (Mauritia flexuosa e/ou Maurilia vinifera) na preparação de formulações cosméticas, capilares e farmacêuticas. O óleo tem a vantagem de ser utilizado nestas formulações como potencializador de proteção solar, assim como fonte de carotenóides (pró-vitamina A) e vitamina E (tocoferóis com função de antioxidantes naturais). Entretanto, o fruto de buriti apresenta um teor de gordura relativamente baixo (38,6%), além do baixo teor de saturados (16,0-24,3%). Outra desvantagem adicional é o alto teor de fibra (41,9%) apresentado pelo fruto de buriti.

O documento de patente norte-americano PI9405665-0 refere-se à utilização de óleos de espargimento para aperfeiçoar o caráter organoléptico de alimentos, incluindo bolachas, chips e nozes. O óleo de espargimento apresenta como vantagens a baixa caloria e resistente à oxidação, entretanto, tem a desvantagem de possuir ácidos graxos de baixo peso molecular, como acético, propriônico e butírico, com flavor elevado.

O documento de patente brasileiro PI0702228-0 é referente ao processo de produção de óleo de Karanja (Pangomia glaba) emusionável. O produto é obtido através da prensagem das sementes do fruto da árvore da Karanja (Pangomia glaba) misturada a outro produto sintético. Considerando que o óleo de Karanja é extraído de uma fonte que apresenta alto teor de fibras lignocelulósicas, apresenta a desvantagem de o processo ser trabalhoso e oneroso.

O documento de patente brasileiro PI0105888-6 diz respeito a um processo integrado para produzir biodiesel a partir de sementes de mamona, que consiste em promover uma reação de transesterificação, onde as sementes reagem com etanol anidro, em presença de um catalisador alcalino, para gerar ésteres etílicos. Entretanto, durante o processo é extraído apenas 30-40% de óleo das sementes de

mamona.

Com base no exposto, a presente invenção possui o parâmetro de novidade, pois até o presente momento a matéria-prima vegetai, isto é, as amêndoas (castanhas) de Bombacopis retusa não foram utilizadas para o desenvolvimento de produtos para fins alimentícios. Além disso, também o óleo extraído da semente nunca foi estudado e utilizado para o desenvolvimento de produtos alimentícios e para a preparação de formulações cosméticas, capilares e farmacêuticas ou para a obtenção de biodiesel. Ressalta-se que até o presente momento esta matéria-prima vem sendo utilizada apenas para o consumo local da castanha in natura.

Assim, a invenção agora proposta apresenta como principal vantagem o fato de que as sementes (amêndoas) de Bombacopis retusa apresentarem alto teor de lipídios (óleo ou gordura) com alto teor de ácido palmítico, e o óleo ou gordura e as frações destes, podem ser utilizados como mais uma opção para o desenvolvimento de novos produtos alimentícios, farmacêuticos, cosméticos e capilares, assim como, para a obtenção de biodiesel.

Sumário da invenção

A presente invenção tem como objetivo fornecer possibilidades de aplicações comerciais e industriais das sementes de Bombacopis retusa e de seu óleo, extraído por métodos convencionais, no qual a semente, a amêndoa (castanha) e o óleo, in natura ou processado, e frações deste, podem ser utilizados para compor produtos alimentícios, formulações cosméticas, capilares e farmacêuticas, ou para a produção de biodiesel, obtido preferencialmente por meio de um processo de transesterificação, no qual ocorre a transformação dos triglicerídeos em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos.

Descrição detalhada da invenção

As sementes de Bombacopis retusa foram selecionadas de acordo com o tamanho, e em seguida, a casca foi separada da castanha (amêndoa). Obteve-se o rendimento de 20-30% de casca e 70-80% de amêndoa (castanha). A amêndoa (castanha) foi a matéria-prima utilizada para a obtenção do óleo. A extração dos lipídios foi realizada pelo método de extração a frio denominado de Bligh-Dyer [BLIGH, E. G.; DYER, W. J. - A rapid method of total lipid extraction and purification - Biochemitry Physiology\ 959] e pelo processo de extração á quente, em

temperatura na faixa de 40 a 60° C, onde se fez uso do Soxhlet e solvente hexano para a obtenção do óleo. Entretanto, podem-se utilizar outros métodos convencionais para a extração do óleo bruto, como por exemplo, por extração a frio em prensas hidráulicas ou contínuas, por extração com fluído super crítico, por extração com S solventes orgânicos como metanol, etanol. isopropanol, etilenoglicol, butilglicol, éter de petróleo, éter etílico, acetona e suas misturas, ou ainda pelo método tradicional de extração com água em ebulição com a retirada do óleo sobrenadante, entre outros métodos.

A amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa é composta de 10 aproximadamente 54,0 a 57,0% em massa de óleo bruto quando é obtido pelo método de extração a frio Bligh-Dyer, e aproximadamente 40 a 55% de óleo, quando obtido pelo método de extração a quente (Soxhlet) utilizando hexano como solvente. Quando se compara com o óleo de soja que é a matéria-prima mais utilizada para a obtenção de biodiesel, que apresenta um rendimento de aproximadamente 16 a 20% 15 de óleo, destaca-se que a amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa possui um grande potencial como fonte para a obtenção de biodiesel. Ressalta-se, que independente do método de extração utilizado para a obtenção do óleo da amêndoa de Bombacopis retusa, o rendimento é sempre superior ao obtido na soja. A Tabela 1 apresenta a composição centesimal da amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa e a 20 Tabela 2 o teor dos índices de Acidez e de Peróxido do óleo obtido pelo processo de extração a frio. O percentual da composição centesimal pode variar de acordo com a época sazonal de colheita.

O óleo extraído da amêndoa (castanha) pelo método de extração a frio apresentou coloração amarelada e foi esterifícado com solução de BFVMeOH e 25 analisado por Cromatografia Gasosa (CG-FÍD VARIAN - CP 3800) e coluna capilar (CP-WAX) [MACHADO, B. A. S.; DRUZIAN, J. 1. - Análise da estabilidade e da composição em ácidos graxos em manteiga de garrafa produzida artesanalmente -Instituto Adolfo Lutz 2009]. A identificação dos ácidos graxos foi realizada por comparação do tempo de retenção (Tr) dos componentes da amostra com os de 30 ácidos graxos do padrão F.A.M.E. 189-19 SIGMA e quantificados em porcentagem de área. No óleo obtido da amêndoa (castanha), constata-se a predominância de ésteres etílicos de ácidos graxos saturados (63,47±1,16%), sendo o ácido palmítico o

majoritário, e um teor total de 29,28±1,12% de ésteres etílicos de ácidos graxos insaturados (Tabela 3).

Tabela 1. Composição centesimal da amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa.

Componentes

(%)

Lipídios Totais

40,0 a 57,0

Proteínas

1,25 a 1,45

Cinzas

2,8 a 3,2

Umidade

4,9 a 5,4

Carboidratos

32,95 a 51,05

Tabela 2. Caracterização do óleo da amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa.

Parâmetros

Resultados (Unidade)

índice de Peróxido

1,3 a 6,0 (meq/Kg)

índice de Acidez

0,5 a 2,0 (mg KOH/g)

10    Tabela 3. Composição de Ácidos Graxos em óleo bruto de Bombacopis retusa.

Ácido Graxo

%±S*

Capróico C 6:0

0,18±0,1

Palmítico Cl 6:0

59,98±1,2

Esteárico Cl 8:0

3,31±0,7

Oléico C 18: l©9c

18,26±0,9

Eláico C 18:1 ©9t

0,99±0,5

Linoléico C18:2oo6c

8,47±0,8

Linolênico Cl8:3©3

1,56±0,6

*S = desvio padrão

Esse elevado teor de ácidos graxos saturados, associado ao baixo teor de ácidos graxos insaturados é uma vantagem adicional da utilização desse óleo para a obtenção de biodiesel, visto que ácidos graxos insaturados são susceptíveis a reações de oxidação aceleradas pela exposição ao oxigênio e altas temperaturas, condições 5 que são pertinentes durante a utilização do produto como combustível.

O óleo obtido da amêndoa (castanha) de Bombacopis retusa pode ser utilizado na sua forma bruta, semi-refinado, refinado, fracionado, interesterificado, transesterificado, saponificado, puro, ou em misturas com outros óleos ou outros ingredientes cosméticos, farmacêuticos, capilares, formando ou não emulsões, e até 10 mesmo ingredientes alimentícios, já que se trata de um óleo obtido de uma oleaginosa comestível.

A presença dos ácidos palmítico (59,98±1,2%), oléico (18,26±0,9%), linoléico (8,47±0,8%) e linolênico (1,56±0,6%) é favorável para aplicação do óleo da Bombacopsis retusa como um dos componentes da fase oleosa de emulsões O/A 15 (Óleo/Água) e A/O (óleo em água) desenvolvidas com base autoemulsionante não iônico, podendo também ser utilizado outras substâncias, como por exemplo, tensoativos aníônicos, catiônicos ou também base emulsiva cristal líquido. As emulsões formuladas foram analisadas quanto à estabilidade físico-química e potencial de espalhamento, parâmetros estes preconizados pela legislação específica 20 [Guia de estabilidade de produtos cosméticos, ANVISA - 2004]. Os resultados encontrados para estabilidade sob condições aceleradas que incluiu: (a) variação térmica; (b) centriíugação; (c) vibração, e para o (d) perfil de espalhamento in vitro [ANVISA - Agência nacional de Vigilância Sanitária - 2004] foram bastante satisfatórios e se encontram dentro dos valores preconizados pela legislação.

25    A determinação da espalhabilidade foi efetuada empregando-se metodologia

proposta por Knorst [KNORST, M. T. - Desenvolvimento tecnológico de uma forma farmacêutica plástica contendo extrato concentrado de Achyrocline satureoides (lam.) Compositae-marcela - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1991]. Procederam-se às análises uma semana e três meses (90 dias), após a preparação das 30 emulsões com 3 repetições (n=9). A espalhabilidade máxima foi considerada o ponto no qual a adição de massa não provocou alterações significativas nos valores da mesma. Foi observado que no perfil de espalhabilidade a emulsão formulada com

óleo de Bombacopsis retusa e utilizando cera Polawax® foi a que demonstrou melhor desempenho tanto na estabilidade em longo prazo, quanto no perfil de espalhabilidade, encontrado um valor máximo de 11.779,0 mm2/g de espalhabilidade. Ressalta-se que outras substâncias e ceras podem ser utilizadas para compor as emulsões não limitando-se a apenas a cera Polawax®. Estes resultados foram superiores ao de outras emulsões usadas como perfil comparativo formuladas em mesmas condições, porém, com óleos e manteigas de composição química semelhante, e já comercialmente consagrada no setor farmacêutico e cosmético. Destaca-se, portanto que o óleo de Bombacopsis retusa tem potencial para se posicionar na indústria de matérias-primas que vem valorizando a flora brasileira no desenvolvimento de dermo-formulações.