Influência do processo de secagem sobre os principais componentes químicos do óleo essencial de tomilho

Influence of the drying process on the quality of thyme essential oil

COMUNICAÇÃO

CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

Influência do processo de secagem sobre os principais componentes químicos do óleo essencial de tomilho¹

Influence of the drying process on the quality of thyme essential oil

Ronicely Pereira da Rocha^I; Evandro de Castro Melo^II; Luiz Cláudio de Almeida Barbosa^III; José Bon Corbín^IV; Pedro Amorim Berbet^V

^IEngenheiro-Agrônomo, Doutor. Pós-doutorando do Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Campus Viçosa, Avenida Peter Henry Rolfs, s/n, 36570-000, Viçosa, Minas Gerais, Brasil. [e-mail] (autor para correspondência)

^IIEngenheiro Agrícola, Doutor. Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Campus Viçosa, Avenida Peter Henry Rolfs, s/n, 36570-000, Viçosa, Minas Gerais, Brasil. [e-mail]

^IIIQuímico, PhD. Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Campus Viçosa, Avenida Peter Henry Rolfs, s/n, 36570-000, Viçosa, Minas Gerais, Brasil. [e-mail]

^IVEngenheiro-Agrônomo, Doutor. Departamento de Tecnologia de Alimentos, Universidade Politécnica de Valência, Campus Vera, Camino de Vera, s/n, 46022, Valencia, Espanha. [e-mail]

^VEngenheiro Agrícola, PhD. Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego, 2000, Parque Califórnia, 28013-602, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brasil. [e-mail]

RESUMO

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o efeito da temperatura do ar de secagem sobre a qualidade do óleo essencial de folhas de tomilho. Foram empregadas diferentes temperaturas de secagem (30, 40, 50, 60, 70 ºC), em um secador com resistências elétricas. Os componentes químicos do óleo essencial, depois de realizada a secagem, foram comparados com os valores obtidos na planta in natura (testemunha). Para a extração do óleo essencial, foi empregado o método de extração com CO₂ supercrítico. A identificação dos componentes químicos do óleo essencial foi realizada por cromatografia gasosa, acoplada ao espectrofotômetro de massas (CG-EM) e, para a quantificação desses componentes, empregou-se o cromatógrafo a gás, acoplado ao detector por ionização de chamas (CG-DIC). Em função dos resultados obtidos, recomenda-se ar, à temperatura de 60 ºC, para a secagem das folhas de tomilho.

Palavras-chave: plantas medicinais, temperatura do ar de secagem, Thymus vulgaris.

ABSTRACT

The study aimed to evaluate the effect of drying air temperature on the quality of the essential oil from thyme leaves. Different drying temperatures (30, 40, 50, 60, 70 ºC) were applied in a dryer with electrical resistance heater. After drying, the chemical components of the essential oil were compared with those obtained from fresh samples (control). The extraction of the essential oil was performed using the supercritical CO₂ method. The identification of the essential oil components was carried out by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and the quantification by gas chromatography coupled to a flame ionization detector (GC-FID). According to the results, it is recommended the drying air temperature of 60 ºC for drying thyme leaves .

Key words: medicinal plants, drying air temperature, Thymus vulgaris.

INTRODUÇÃO

O tomilho (Thymus vulgaris L.) é uma planta medicinal, aromática e condimentar, pertencente à família Lamiaceae, originária da Europa e cultivada no sul e sudeste do Brasil. A família Lamiaceae possui 150 gêneros, com aproximadamente 2800 espécies, distribuídas no mundo inteiro, das quais destacam as espécies utilizadas como condimentos, como a sálvia (Salvia officinalis), o manjericão (Ocimum basilicum), o orégano (Origanum vulgaris L.), a manjerona (Origanum majorana L.), entre outras (Porte & Godoy, 2001; Mewes et al., 2008).

A atividade biológica do óleo essencial de tomilho está relacionada com o timol e o carvacrol, seus principais constituintes. O timol tem demonstrado efeitos antibacte­ria­nos, antifúngicos e anti-helmínticos, enquanto o carvacrol tem sido estudado por seus efeitos bactericidas. As atividades antifúngicas, pesticidas e antibacterianas do óleo essencial de tomilho foram demonstradas por diversos estudiosos, como Daferera et al. (2000), Bagamboula et al. (2004), Novacosk & Torres (2006), Soković et al. (2009) e Centeno et al. (2010). O timol é o composto majoritário, seguido pelo carvacrol (Ozcan & Chalchat, 2004; Porte & Godoy, 2008; Hajimehdipoor et al., 2010; Lisi et al., 2011).

Diversos fatores influenciam na qualidade do óleo essencial das plantas medicinais aromáticas e condimentares, tais como variações climáticas, solo, época de colheita, características genéticas da planta, condições de secagem e armazenamento (Castro & Ferreira, 2001; Barbosa et al., 2008; Martinazzo et al., 2009; Rocha et al., 2011). A etapa de secagem merece atenção especial, porque o seu manejo afetará a preservação do produto e, consequentemente, a sua qualidade comercial.

Baydar & Erbaþ (2009) estudaram a influência da temperatura do ar de secagem (30, 40, 50 e 60 °C) sobre o teor e a composição química do óleo essencial das flores de lavanda (Lavandula × intermedia Emeric). Constataram que 75,7% do óleo essencial foi perdido durante a secagem a 60 °C, em comparação com a perda na secagem a 30 °C. Houve diminuição na concentração de linalol, de 42,91 para 34,13%, e aumento nas concentrações de acetato de linalila, de 26,11 para 32,55%, na composição do óleo essencial, do tratamento de secagem a 30 para 60 °C.

Radünz et al. (2010) avaliaram a influência da temperatura do ar de secagem sobre o teor e composição do óleo essencial extraído de guaco. Seis tratamentos de secagem foram usados: ar ambiente e ar aquecido a 40, 50, 60, 70 e 80 ºC. Os maiores teores de óleo essencial de guaco foram obtidos com o ar de secagem a 50 °C.

Dado que o processo de secagem influencia diretamente a qualidade e a quantidade dos princípios ativos do óleo essencial das plantas medicinais, aromáticas e condimentares, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes temperaturas do ar de secagem sobre a qualidade do óleo essencial das folhas de tomilho, visando a encontrar condições ótimas de proces­samento dessa importante planta utilizada como condimento.

MATERIAL E MÉTODOS

Material vegetal

Foram adquiridas plantas de tomilho, provenientes de plantações do viveiro comercial Alborgaden S.I., localizado na cidade de Valência, Espanha. As plantas eram cultivadas, individualmente, em vasos e, antes da secagem, os ramos foram cortados, as folhas retiradas manualmente, acondicionadas em embalagens de polietileno (40 μm) e armazenadas em B.O.D a 4 ± 2 ºC, até o momento da secagem.

Determinação do teor de água

Foram selecionadas aleatoriamente três amostras para avaliar o teor inicial de água e realizar análises químicas das folhas in natura. O teor de água foi determinado de acordo com a metodologia descrita pela AOAC (1997), utilizando-se 5 g de amostra, três repetições, em estufa a vácuo e com temperatura de 70 ± 2 ºC, durante 24h.

Secagem

Os ensaios de secagem das folhas de tomilho foram realizados no Laboratório do Grupo de Análise e Simulação de Processos Agroalimentares (GASPA), do Departamento de Tecnologia de Alimentos, da Universidade Politécnica de Valência, Espanha.

Utilizaram-se cinco temperaturas do ar de secagem (30, 40, 50, 60, 70 ºC), em um secador de leito fixo com fluxo de ar ascendente (Figura 1). O secador dispunha de sistema de pesagem automático, que registrava em um microcom­putador, a cada 5 min, a massa do produto, a umidade relativa, a temperatura do ar ambiente e do ar secagem e velocidade do ar de secagem, fixada em 1 m s^-1 em todos os ensaios de secagem. A secagem foi finalizada quando o produto atingiu o teor de água de 10% b.u.

Extração

Para a obtenção do óleo essencial das folhas de tomilho, foi empregado o método de extração com fluidos supercríticos, realizado no laboratório do GASPA. Esse equipamento é constituído, basicamente, por um extrator de 200 mL e um separador de 500 mL de capacidade, ambos mantidos na mesma temperatura graças ao banho termostático. O equipamento dispõe de um cilindro de CO₂ e outro de N_2, que permitem alcançar, no menor tempo possível, a pressão desejada no processo, utilizando-se uma bomba, com pressão máxima de operação de 7,0 x 10⁴ kPa. Além disso, o equipamento também dispõe de dispositivos de controle de pressão e temperatura.

O extrator é composto de uma coluna de extração, de aço inoxidável, de diâmetro interno de 0,0545 m e altura de 0,1286 m. No interior dessa coluna, foi colocado um pequeno cilindro que continha 10 g do material vegetal, proveniente dos ensaios de secagem e, também, in natura (testemunha), juntamente com 20 mL de etanol. Após atingir o equilíbrio térmico, a coluna foi pressurizada com CO₂ até atingir a pressão requerida. Uma vez atingido esse valor, a válvula micrométrica na saída da coluna foi aberta, para admissão de CO₂ na vazão desejada. O tempo de extração foi de 2 h, determinado por testes preliminares. Os extratos foram coletados em provetas, sendo transferidos, 2 mL, para frascos de 5 mL de capacidade, que foram vedados e armazenados a 0 °C, para evitar a perda dos compostos voláteis até o momento da cromatografia. A extração supercrítica do tomilho foi realizada a uma pressão de 3,5 x 10⁴ kPa e a temperatura de 35 °C. A pressão do separador manteve-se constante em 6,0 x 10³ kPa e o fluxo de CO₂ foi de 6,5 mL min^-1. A pressão de extração foi regulada manualmente, por meio de abertura e fechamento da válvula micrométrica.

Cromatografia

A cromatografia foi realizada no Laboratório de Síntese de Agroquímicos (LASA), localizado no Departamento de Química da Universidade Federal de Viçosa, Brasil. Essas análises foram constituídas de identificação e quantificação dos princípios ativos do óleo essencial e seguiram metodologia descrita em Adams (1995).

A identificação dos componentes do óleo essencial foi realizada em cromatógrafo a gás, acoplado ao espectrômetro de massas (CG-EM), modelo QP 5000, da Shimadzu. A coluna cromatográfica empregada foi a DB-5, de 30 m de comprimento, 0,25 mm de diâmetro e 0,25 μm de espessura. Foi utilizado gás hélio, como carreador, a um fluxo de 1,8 mL min^-1; razão de split de 1:5; tempo de corte do solvente de 5 min; temperatura no injetor de 220 ºC e temperatura do detector de 240 ºC. A temperatura inicial do forno foi de 40 ºC por 2 min, sendo programada para incrementos de 3 ºC por minuto, até atingir 178 ºC, permanecendo nessa temperatura por 2 min, totalizando o tempo de análise de 50 min. Foram detectados no espectrômetro de massas somente íons com a razão carga massa m/z entre 30 e 700. O volume da amostra injetado foi de 1 μL, na concentração de 10.000 ppm em hexano.

Para a identificação dos compostos, foi realizada a comparação dos espectros obtidos experimentalmente com os disponíveis na base de dados do equipamento e o índice de Retenção de Kovatz (Lanças, 1993; Adams, 1995). Os padrões de hidrocarbonetos utilizados na coinjeção para o cálculo do Índice de Kovatz foram os alcanos lineares C9 a C26.

Na quantificação dos componentes dos óleos voláteis, empregou-se o cromatógrafo a gás, acoplado ao detector por ionização de chamas (CG-DIC), fabricado pela Shimadzu, modelo GC 17A. Foi utilizada uma coluna capilar modelo SPB-5, com filme de 0,25 μm de espessura, 30 m de comprimento e 0,25 mm de diâmetro interno. Utilizou-se o nitrogênio como gás carreador, a um fluxo de 1,8 mL min^-1; razão de split de 1:30, sendo as demais condições idênticas às descritas acima para a identificação dos componentes.

O volume de amostra injetado foi 1 µL, na concentração de 10.000 ppm, utilizando-se como solvente o hexano. Os constituintes químicos presentes nos óleos essenciais foram quantificados, baseando-se no método da normalização, em que as integrações de todas das áreas geradas pelos picos cromatográficos são consideradas 100% e o percentual de cada pico é proporcional à sua área. Os cálculos foram feitos pelo programa presente no próprio computador conectado ao GC-FID.

Delineamento experimental e análise estatística

Foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições para cada temperatura do ar de secagem. Os resultados da avaliação dos principais constituintes químicos do óleo essencial foram submetidos à análise de variância (P≤0,05). As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste Dunnett, a 5% de probabilidade. O software estatístico utilizado foi o Sistema para Análises Estatísticas e Genéticas (SAEG, 2007).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

São apresentados na Tabela 1 a concentração e o índice de Kovats (IK), calculado, dos componentes químicos do óleo essencial das folhas, in natura e secas, de tomilho.

Os componentes químicos, bem como suas concentrações, presentes no óleo essencial das folhas de tomilho, coletados na Espanha, apresentaram pequenas diferenças em relação aos constituintes encontrados por outros autores (Porte & Godoy, 2008; Soković et al. 2009; Jakiemiu et al., 2010).

Dos 20 compostos quantificados, apenas oito foram utilizados na análise estatística (Tabela 2), isto é, só foram considerados compostos cuja concentração fosse superior a 1% em todos os tratamentos.

Os componentes com maior concentração no óleo essencial do tomilho estudado foram o timol (60%) e o p-cimeno (9,3%), resultados esses de acordo com os de outros autores (Venskutonis, 1997; Ozcan & Chalchat, 2004; Porte & Godoy, 2008; Soković et al. 2009; Hajimehdipoor et al., 2010; Jakiemiu et al., 2010; Lisi et al., 2011; Usai et al., 2011), no que se refere ao timol. Porém, nos mesmos artigos, o carvacrol foi o segundo princípio ativo em concentração.

Esta diferença entre os resultados pode ser atribuída ao método de extração. Glisic et al. (2010) empregaram diferentes métodos de extração (CO₂ supercrítico, solvente e hidrodestilação) do óleo essencial de Salvia officinalis e concluíram que a extração supercrítica permitiu o isolamento de amplo espectro de fitoquímicos, enquanto outros métodos aplicados foram limitados a compostos mais voláteis (hidrodestilação), ou compostos com alto peso molecular (solvente). Babovic et al. (2010) verificaram ótima eficiência na extração do óleo essencial de tomilho e de outras espécies medicinais da família Lamiaceae, utilizando CO₂ supercrítico.

Conforme dados apresentados na Tabela 2, pode-se inferir que o processo de secagem influenciou significativamente apenas nas concentrações relativas dos constituintes químicos β-mirceno, γ-terpineno e carvacrol, em comparação com as da planta in natura. Os teores dos compostos β-mirceno e γ-terpineno foram significativamente diferentes dos da planta in natura, apenas para o tratamento de secagem a 50 ºC, apresentando concentrações superiores aos da planta in natura. O componente carvacrol diferiu estatisticamente do da planta in natura para todos os tratamentos de secagem, havendo redução em todas as temperaturas do ar de secagem.

O teor de timol presente na folha seca não apresentou variação significativa em sua concentração, quando comparado com o da planta in natura (Tabela 2). O mesmo aconteceu com os dados obtidos por Deans & Svoboda (1992), Rocha et al. (2000) e Barbosa et al. (2006).

As variações nas concentrações dos compostos químicos do óleo essencial de tomilho, encontradas neste trabalho, também são relatadas por outros autores. Venskutonis et al. (1996) estudaram o efeito de diferentes métodos de secagem sobre a composição do óleo essencial de tomilho e concluíram que houve diferença na concentração de componentes do óleo essencial para os métodos utilizados principalmente em relação ao componente majoritário, o timol. Venskutonis (1997) também estudou o efeito da secagem sobre os constituintes químicos dessa espécie e verificou uma redução de 43% na quantidade total de princípio ativo do óleo essencial de tomilho, quando submetido à secagem a 60 ºC, comparados com a da planta in natura. Segundo o autor, a redução dos compostos voláteis, durante a secagem, depende da volatilidade e estrutura química dos constituintes da planta. Já Usai et al. (2011) verificaram que diferentes métodos de secagem não influenciaram na composição química do óleo essencial de tomilho, mesmo após um ano de armazenamento.

Diversos trabalhos reportam modificações, em função do processo de secagem, nos componentes químicos presentes nos óleos essenciais de diferentes plantas medicinais, aromáticas e condimentares, como, por exemplo, os de Martins et al. (2002), Radünz et al. (2002), Braga et al. (2005), Carvalho Filho et al. (2006), Sefidkon et al. (2006), Asekun et al. (2007), Soares et al. (2007), Khangholil & Rezaeinodehi (2008), Baydar & Erba (2009), Borsato et al. (2009), Harbourne et al. (2009), Banout et al. (2010), Figiel et al. (2010), Mejri et al. (2010), Radünz et al. (2010), Shanjani et al. (2010), Szumny et al (2010), Sellami et al. (2011), dentre outros.

CONCLUSÕES

Recomenda-se a secagem das folhas de tomilho com o ar a 60 ºC, pois sob essa temperatura o constituinte químico majoritário (timol) e o carvacrol, aos quais se atribui a atividade biológica bactericida, têm menor afastamento dos valores encontrados para a planta in natura (testemunha).

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o apoio financeiro recebido das agências de fomento FAPEMIG, CNPq e CAPES.

Recebido para publicação em 01/12/2011 e aceito em 16/07/2012.

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1

Financiado pelo CNPq, FAPEMIG e CAPES. Parte da dissertação de doutorado do primeiro autor.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Nov 2012
• Data do Fascículo
  Out 2012

Histórico

• Recebido
  01 Dez 2011
• Aceito
  16 Jul 2012