Óleos essenciais de cascas e folhas de canela (Cinnamomum verum Presl) cultivada no Paraná

The bark and leaf essential oils of cinnamon (Cinnamomum verum Presl) grown at Parana, Brazil

ÓLEOS ESSENCIAIS DE CASCAS E FOLHAS DE CANELA (Cinnamomum verum Presl) CULTIVADA NO PARANÁ¹

KOKETSU², Midori; GONÇALVES², Sueli Limp; GODOY², Ronoel Luiz de Oliveira; LOPES², Daíse & MORSBACH³, Nancy

RESUMO

Os óleos essenciais de cascas e folhas de canela do Ceilão (Cinnamomum verum Presl, sin. C. zeylanicum Bl.) cultivada na Estação Experimental de Morretes do IAPAR foram analisados por CGAR e CGAR-EM. As cascas e folhas foram provenientes de 12 árvores submetidas à adubação apenas com matéria orgânica (MO) ou associada com adubo químico (C). Análises do "headspace" foram utilizadas na caracterização das amostras individuais e no agrupamento para fins de extração por arraste a vapor e coobação. O rendimento médio de óleo essencial foi de 0,2% nas cascas e 2,0% nas folhas. O teor de aldeído cinâmico nos óleos essenciais das cascas foi de 54,7% (MO) e 58,4% (C). Os óleos essenciais de folhas apresentaram 94,1% (5 árvores - MO) e 95,1% (5 árvores - C) de eugenol. Entretanto, a composição dos óleos essenciais das folhas de duas árvores distintas, uma de cada tipo de tratamento, foi diferente da maioria das árvores estudadas, apresentando 58,7% (MO) e 55,1% (C) de eugenol, com teor elevado de safrol (29,6% e 39,5%, respectivamente). Não foram observadas diferenças na composição ou nos teores dos componentes em função do tipo de adubação.

Palavras-chave:Cinnamomum verum, canela, óleos essenciais, cromatografia em fase gasosa, composição química, headspace.

SUMMARY

THE BARK AND LEAF ESSENTIAL OILS OF CINNAMON (Cinnamomum verum Presl) GROWN AT PARANA, BRAZIL. The bark and leaf essential oils of cinnamon (Cinnamomum verum Presl, syn. C. zeylanicum Bl.) grown at IAPAR (Experimental Station of Morretes) were analysed by capillary GC and GC-MS. The barks and leaves were collected from a group of 12 trees submitted to single organic manuring (MO) or conjugated with chemical fertilization (C). Samples from the individual trees were compared by headspace analysis, gathered and subjected to steam distillation. The average yields of the essential oils were 0.2% (barks) and 2.0% (leaves). The cinnamaldehyde content of the bark essential oils was 54.7% (MO) and 58.4% (C). The eugenol content of the leaf essential oils was 94.1% (5 trees - MO) and 95.1% (5 trees - C). However the leaf essential oil compositions of a single tree from each treatment were different from the other trees showing eugenol contents of 58.7% (MO) and 55.1% (C), and a high safrol amount (29.6% and 39.5%, respectively). No difference was observed in the composition or contents of individual components as a consequence of fertilization.

Key words: Cinnamomum verum, cinnamon, essential oils, gas chromatography, chemical composition, headspace.

1 — INTRODUÇÃO

A canela é uma das mais antigas especiarias conhecidas. Seu uso é relatado desde os tempos bíblicos e o controle de seu comércio foi um dos motores das grandes explorações marítimas. PURSEGLOVE (7) faz referência à existência de trabalho escrito na China no século IV a.C., no que seria o primeiro registro autêntico da canela. O produto é constituído pela casca seca de diversas espécies do gênero Cinnamomum, família Lauraceae, sendo reconhecidas quatro espécies como as de maior importância no comércio internacional: canela do Ceilão (Cinnamomum verum Presl, sin. C. zeylanicum Bl.); canela de Saigon (C. loureirii Nees); cássia ou canela da China (C. cassia Presl) e canela ou cássia da Indonésia ou de Padang (C. burmannii (C.G. e Th.Nees) Bl.) (7).

A canela do Ceilão, a verdadeira canela do comércio, é originária do Sri Lanka (antigo Ceilão), principal produtor e exportador, seguido de Seychelles, Madagascar e Índia.(7) A árvore alcança alturas de 8-17 m e suas cascas e folhas são fortemente aromáticas. De odor suave e sabor adocicado levemente picante (13), é largamente utilizada sob forma de cascas em pó como aromatizante na culinária. Por destilação a vapor pode-se obter óleo essencial tanto das cascas quanto das folhas. O óleo essencial da casca de canela é rico em aldeído cinâmico, enquanto que o das folhas apresenta composição diferente, sendo fonte de eugenol. Os óleos essenciais obtidos a partir das cascas e das folhas, e também a oleoresina, são matérias-primas de amplo emprego nas indústrias de alimentos e bebidas, de perfumaria e farmacêutica.

O Brasil importa regularmente de diferentes países quantidades significativas tanto de cascas quanto do óleo essencial, dada a ausência de cultivo comercial desta especiaria no País. O clima e as condições do solo afetam a planta de canela profundamente, de modo que uma mesma espécie ou variedade, cultivada em outro país, pode produzir uma casca de qualidade muito diferente daquela obtida no Sri Lanka, seu país de origem (2).

Embora escassos, estudos agronômicos relacionados a canela, seja como associação de culturas ou visando o aumento da produção, têm sido realizados principalmente na Índia (8, 9, 10, 11), porém trabalhos específicos com diferentes tipos de adubação não foram encontrados na literatura. Também não se conhece estudo agronômico feito com canela no Brasil.

Um plantio de C. zeylanicum foi realizado na Estação Experimental de Morretes do IAPAR. Morretes, cidade do Estado do Paraná, apresenta uma altitude média de 59m e situa-se na latitude 25°30’S e longitude de 48°49’W. O clima é tropical úmido (Af) segundo a classificação de Koeppen. A média anual de temperatura alcança 20,6°C e a precipitação média anual, 1893 mm. A região não apresenta uma insolação alta, em média 1553 candelas, e a umidade relativa do ar é de 85%. O solo é um PVa (Podzólico) argiloso, bastante pobre e com alta saturação de alumínio, e apresenta uma topografia suave ondulada.

No presente trabalho são apresentadas as características de composição química dos óleos essenciais de amostras de cascas e folhas oriundas de uma coleção de árvores de Cinnamomum zeylanicum, submetida a estudo de adubação na Estação Experimental de Morretes do IAPAR.

2 — MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Amostras

As amostras de cascas e de folhas foram colhidas de árvores de C. zeylanicum de quatro anos de idade, plantadas na Estação Experimental de Morretes, em área de 300 m² com espaçamento de 4m x 4m. A coleção de 12 árvores compreende dois grupos de seis árvores cada, submetidos a dois tipos de adubação:

– Tratamento MO – adubação apenas com matéria orgânica: 10 kg de esterco de curral curtido, no plantio e anualmente na primavera.

– Tratamento C – adubação completa: calcáreo - 500g por cova no plantio e a cada 2 anos; matéria orgânica - 10 kg de esterco de curral curtido em cada planta, no plantio e anualmente na primavera; adubo químico - 150g de fósforo, 100g de nitrogênio (sulfato de amônio) e 60g de potássio (cloreto de potássio) em cada planta, por ocasião do plantio e anualmente na primavera.

As siglas que designam as amostras de cascas e folhas de canela compõem-se de uma letra referente à parte da planta (C = cascas, F = folhas), seguida de número correspondente à árvore e do tipo de adubação utilizado (MO = matéria orgânica, C = completa).

As amostras de cascas e de folhas frescas de cada árvore foram moídas em moinho de facas com peneira de 0,5 mm e utilizadas na análise do "headspace" e na extração do óleo.

2.2 – Extração do óleo essencial

A extração do óleo essencial foi realizada por arraste a vapor e coobação em aparelho de Clevenger (1, 3). Os óleos essenciais obtidos da reunião das 6 amostras de cascas de cada um dos tratamentos, MO e C, foram designados OEC/MO e OEC/C. Os óleos essenciais obtidos da reunião das amostras de folhas das árvores nº 2 a 6 do tratamento MO e da reunião das amostras de folhas das árvores nº 1, 2, 3, 4 e 6 do tratamento C foram designados OEF/MO e OEF/C, respectivamente. As amostras F1MO e F5C, que se mostraram diferentes das demais na análise preliminar do "headspace", foram extraídas em separado e forneceram os óleos OEF/MO/1 e OEF/C/5. Foram utilizadas nas extrações cerca de 250 g de cascas, 600 g de folhas e 100 g no caso das amostras F1MO e F5C. As extrações foram realizadas até a completa exaustão da matéria-prima, consumindo em torno de 10 horas.

2.3 – Análises

2.3.1 – "Headspace"

As análises do "headspace" foram realizadas no extrator/amostrador "headspace" HP 19395A acoplado ao Cromatógrafo HP 5890 série II. O material moído (0,5g) foi colocado em frasco de 50 ml, a temperatura do banho foi de 120°C e o tempo de equilíbrio de 10 minutos.

2.3.2 – Cromatografia gasosa de alta resolução (CGAR)

As análises de CGAR do "headspace" das amostras sólidas e por injeção dos óleos essenciais foram realizadas em cromatógrafo HP 589O série II com detetor de ionização de chama, empregando-se coluna capilar de HP 20M (25m x 0,2mm x 0,2 µm). Temperaturas: coluna = 70 a 200°C (5°C/min); injetor = 250°C; detector = 280°C. Gás de arraste: nitrogênio na vazão de 1 ml/min.

2.3.3 – Cromatografia gasosa de alta resolução/ espectrometria de massas (CGAR-EM)

As análises de CGAR-EM foram realizadas no equipamento HP 5995 (impacto de elétron de 70 eV) utilizando coluna de sílica fundida de FFAP (25m x 0,2mm x 0,3_m). Temperaturas: coluna = 70 a 200°C (5°C/min); injetor = 250°C; fonte = 180°C. Gás de arraste: hélio na vazão de 1 ml/min.

2.4 – Identificação dos constituintes

A identificação dos constituintes foi realizada mediante emprego de padrões (sintéticos ou isolados de óleos essenciais) e comparação de seus tempos de retenção por CGAR e pela análise dos espectros de massas com auxílio do Banco de Espectros em CD-ROM do National Institute of Standards and Technology (NIST).

3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

O exame do "headspace" é uma excelente técnica de análise preliminar, pois permite avaliar rapidamente os constituintes voláteis das amostras e agrupá-las de acordo com suas semelhanças de perfil cromatográfico para posterior extração do óleo essencial. A possibilidade de utilizar uma quantidade reduzida de amostra (0,5 g) viabilizou a análise individual das 12 árvores submetidas ao estudo de adubação.

A composição química e o teor dos principais componentes identificados no "headspace" das amostras individuais de cascas e folhas de canela cultivada com 2 tipos de adubação em Morretes no Paraná estão apresentadas nas Tabelas 1 e 2.

Todas as amostras de cascas apresentaram o mesmo perfil cromatográfico básico. Entre as 12 amostras de folhas, uma do tratamento MO (F1MO) e uma do tratamento C (F5C), embora semelhantes entre si, mostraram-se diferentes das demais pela presença de elevado teor de safrol. Foi feita nova colheita de folhas das duas árvores correspondentes a F1MO e F5C, sua análise confirmando o resultado anterior. Com base nos resultados da caracterização individual, as amostras de cascas ou folhas foram agrupadas para fins de extração do óleo essencial pelo processo convencional de arraste a vapor. Os rendimentos de extração dos óleos obtidos de cascas e folhas a partir da reunião das amostras de cada grupo de tratamento (MO e C), assim como daqueles obtidos das amostras individuais (F1MO e F5C), estão apresentados na Tabela 3. De acordo com a literatura, o rendimento de óleo essencial de C. zeylanicum varia de 0,2 a 2,0% (2, 7) nas cascas e de 0,7 a 1,2% (2, 7, 13) nas folhas.

A composição dos óleos determinada por cromatografia gasosa é apresentada na Tabela 4. Observando-se os resultados da análise do óleo (Tabela 4) e do "headspace" (Tabelas 1 e 2), verifica-se que há diferenças nos teores principalmente de compostos mais pesados, como cinamaldeído e eugenol. Os baixos valores detectados para esse tipo de componentes no "headspace" podem ser atribuídos à sua volatilização incompleta, o que não ocorre na extração convencional, que leva à completa exaustão da matéria-prima. No caso do eugenol essa diferença é bem visível nas amostras de cascas e de folhas, enquanto que em relação ao cinamaldeído é nítida apenas nas cascas, já que o percentual nas folhas é muito baixo.

Os teores de aldeído cinâmico nos óleos das cascas de canela de Morretes foram compatíveis com o teor médio de 55% relatado por PURSEGLOVE (7) para o óleo produzido no Sri Lanka. Entretanto, valores mais altos, na faixa de 60 e 75%, também são indicados por Rogers et al., Tateo e Chizzini e Vernin et al., citados por LAWRENCE (4), para óleos de casca de C. zeylanicum.

O teor de eugenol no óleo essencial de folhas de C. zeylanicum varia de 70 a 94% dependendo da origem (2), sendo que o da canela de Seychelles (7) geralmente é superior a 90%. Os óleos das folhas de canela de Morretes, OEF/MO e OEF/C, apresentaram eugenol acima de 90%, em contraste com os óleos OEF/MO/1 e OEF/C/5 com menos de 60% (Tabela 4).

Estes óleos, oriundos de folhas de duas árvores distintas de cada um dos tratamentos (MO e C), apresentaram safrol na proporção de 30%, enquanto que nos óleos OEF/MO e OEF/C não foram detectadas quantidades apreciáveis. Baixos teores de safrol também são citados naliteratura. No óleo de folhas de canela adquiridas no comércio londrino, SENANAYAKE (12) assinala presença de 2,3% de safrol; WIJESEKERA (14) relata valores de 0,65% em amostras de plantas cultivadas no Sri Lanka; e MALLAVARAPUet al. (5) registram de traços a 0,19% em canelas cultivadas em duas regiões da Índia. Já Glichitch, citado por GUENTHER (2), relata 50% de eugenol na composição do óleo de folhas de canela produzido em Madagascar e observou, baseado em investigação de amostras de diferentes origens, que óleos com baixos teores de eugenol continham, em geral, quantidades relativamente grandes de benzoato de benzila e de ésteres cinamílicos. Nas amostras OEF/MO/1 e OEF/C/5, também de menor conteúdo de eugenol, as alterações ocorreram em relação aos valores de safrol, não tendo sido observadas mudanças nos teores de benzoato de benzila. A composição dos óleos essenciais de canela pode apresentar variações extremas, como no caso do exemplar estudado por Nath et al. (6) em que valores surpreendentemente altos de benzoato de benzila são encontrados tanto para o óleo essencial de folhas (65,42%), quanto para o de casca (84,69%), enquanto que os teores de eugenol e aldeído cinâmico não chegam a 1%.

4 — CONCLUSÃO

A canela cultivada em Morretes apresentou rendimento em óleo essencial de 0,2% nas cascas (OEC/MO e OEC/C) e de 2,0% nas folhas (OEF/MO e OEF/C). Os óleos com características de composição distintas, próprias da espécie Cinnamomum zeylanicum, mostram predominância de aldeído cinâmico nas cascas e de eugenol nas folhas em proporções de 55% e 94%, respectivamente. Não foram observadas diferenças na composição ou nos teores dos componentes em função do tipo de adubação.

5 — BIBLIOGRAFIA

² Centro Nacional de Pesquisa de Tecnologia Agroindustrial de Alimentos (EMBRAPA-CTAA), Av. das Américas nº 29501, 23020-470, Rio de Janeiro, RJ.

³ Polo Regional de Pesquisa de Curitiba, Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), Caixa Postal 2301, 80001-970, Pinhais (PR).

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Recebido para publicação em 06/12/96. Aceito para publicação em 04/12/97.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Dez 2004
• Data do Fascículo
  Dez 1997

Histórico

• Aceito
  04 Dez 1997
• Recebido
  06 Dez 1996