Métodos de extração

EXTRAÇÃO:

MÉTODOS DE EXTRAÇÃO

A extração objetiva retirar da planta as substâncias desejadas. Existem vários tipos de extração, que variam de acordo com o caráter da substância a ser extraída. Existem Existem fatores fatores que interfer interferem em nesta nesta operação operação,, como caracte característ rísticas icas do material material vegetal (semelhante a do solvente), o seu grau de divisão (como o solvente deve penetrar no material para possibilitar a difusão, este deve ser dividido de acordo com sua rigidez), o meio extrator (escolher o solvente mais afim) e a metodologia utilizada (forma de extração mais indicada para cada caso).

GRAU DE DIVISÃO: O grau de divisão está relacionado com a eficiência da extração, que por sua vez rela relaci cion onaa-se se co com m a estr estrut utur ura a hist histol ológ ógic ica a do vege vegeta tal. l. Se a estr estrut utu ura está está bem bem compactada, como nos caules e raízes, o solvente terá maior resistência para penetrar, por isso esta deve ser cortada em pedaços menores, ao passo que em folhas e flores apresentam estrutura mais delicada não necessitando ser picada em pedaços tão pequenos. Como o poder de penetração dos solventes depende da consistência dos tecidos que formam o material a extrair, é necessário considerar considerar que quanto mais rígido o material, menor deve ser a sua granulometria. O solvente escolhido deve ser o mais seletivo possível. É graças à seletividade que se pode extrair apenas as substâncias desejadas ou em maior quantidade.  polaridade, é necessário o conhecimento do grau Como a seletividade depende da  polaridade de polaridade da mistura solvente que mais se aproxima do ótimo de seletividade para aquela extração. Em análi análises ses fitoq fitoquím uímica icas, s, quan quando do não se co conh nhece ece previa previamen mente te o co cont nteúd eúdo o do materi material al a se serr anali analisa sado do,, co cost stum umaa-se se subme submeter ter o materi material al vegeta vegetall a sucessivas extrações, com solventes de polaridade crescente, conseguindo-se assim, uma extração fracionada, em que as diferentes frações contêm compostos de polaridade também crescente. Exemplos de solventes em ordem crescente de polaridade: Solvente Tipos de substâncias extraídas Éter de petróleo, hexano Lipídios, ceras, pigmentos, furanocumarinas  Tolueno,  Tolueno, diclorometano diclorometano,, clorofórmio clorofórmio Bases livres de alcalóides, alcalóides, antraquin antraquinonas onas Livres, óleos voláteis, glicosídeos cardiotônicos Acetato de etila, n-butanol Etanol, metanol Misturas hidroalcoólicas, água Água acidificada Água alcalinizada

Flavonóides, cumarinas heterosídeos em geral Saponinas, taninos Alcalóides saponinas

A extração de determinadas substâncias ainda pode ser influenciada pelo pH do líquido extrator. Ex: extração de alcalóides (natureza alcalina) com soluções ácidas Na escolha de um solvente, além dos fatores relacionados à eficiência do processo extrativo devem ainda ser considerados a toxicidade e/ou os riscos que seu manuseio representa a estabilidade das substâncias extraídas, a disponibilidade e o custo do solvente. Os fatores fatores relacion relacionado adoss aos método dizem respeito respeito à agitaçã agitação, o, métodos s de extraç extração ão dizem temperatura e ao tempo necessário para executá-los. A agitação pode diminuir o tempo gasto em um processo extrativo, se levarmos em conta que os processos de extração dependem de fenômenos de difusão e que a 1

renovação do solvente em contato com as substâncias a dissolver influencia na velocidade da difusão. O aumento da temperatura provoca um aumento da solubilidade de qualquer substância, por isso extrações a quente são sempre mais rápidas que aquelas realizadas à temperatura ambiente. O calor nem sempre pode ser empregado, já que muitas substâncias são instáveis em altas temperaturas. O tempo de extração varia em função da rigidez dos tecidos do material vegetal, do seu estado de divisão, da natureza das substâncias a extrair, do solvente e do emprego ou não de temperatura e/ou agitação. Como a composição química das plantas é extremamente complexa, ocorre a extração concomitante de vários tipos de substâncias, farmacologicamente ativas ou não, por isso, deve-se primeiramente definir, com a maior precisão possível, o que se deseja obter.

MÉTODOS DE EXTRAÇÃO SÓLIDO/LÍQUIDO EXTRAÇÃO A FRIO: Os métodos de extração a frio são a turbolização, maceração e a percolação. . MACERAÇÃO: designa a operação na qual a extração da matéria-prima vegetal é realizada em recipiente fechado, em temperatura ambiente, durante um período prolongado (horas ou dias), sob agitação ocasional e sem renovação do líquido extrator. Não conduz ao esgotamento da matéria-prima vegetal, seja devido à saturação do líquido extrator ou ao estabelecimento de um equilíbrio difusional entre o meio extrator e o interior da célula. FATORES QUE INFLUENCIAM SUA EFICIÊNCIA: Fatores vinculados ao material vegetal: quantidade, natureza, teor de umidade, tamanho da partícula, capacidade de intumescimento Fatores vinculados ao líquido extrator: seletividade e quantidade Fatores vinculados ao sistema: proporção droga: líquido extrator, temperatura, agitação, ph, tempo de extração. As drogas vegetais mais indicadas para serem extraídas por maceração são aquelas ricas em substâncias ativas que não apresentam uma estrutura celular como gomas, resinas. Líquidos muito voláteis são raramente utilizados, não se recomendando também o emprego de água ou de misturas hidroalcóolicas inferiores a 20%, dadas as condições favoráveis à proliferação microbiana. •

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PERCOLAÇÃO: este tipo de operação tem como característica comum a extração exaustiva das substâncias ativas. A droga vegetal moída é colocada em um recipiente cônico ou cilíndrico (percolador), de vidro ou metal, através do qual é feito passar o líquido extrator. A percolação é uma operação dinâmica, indicada na extração de substâncias farmacologicamente muito ativas, presentes em pequenas quantidades ou pouco solúveis e quando o preço da droga é relevante. PERCOLAÇÃO SIMPLES: 1º) Intumescimento prévio da droga com líquido extrator 2º) Empacotamento homogêneo ( p/ o líquido não passar entre os espaços) e não muito compacto do percolador, onde devem ser considerados homogeneidade de enchimento (compactação excessiva), tamanho da partícula (inferiores a 1 mm) e fenômenos de difusão. PERCOLAÇÃO FRACIONADA: 2

Implica a separação das 2 ou 3 primeiras frações do percolado que contém em torno de 75 a 80 % das substâncias passíveis de extração, das frações seguintes mais diluídas. A quantidade de líquido extrator requerida para esgotar a droga vegetal é uma das desvantagens da percolação. Para contornar este inconveniente pode se usar percoladores em série, onde as frações mais diluídas de um percolador passam a alimentar o seguinte.

EXTRAÇÃO A QUENTE EM SINSTEMAS ABDRTOS: •

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INFUSÃO: a extração se dá pela permanência, durante certo tempo do material vegetal em água fervente, num recipiente tapado. É aplicável a partes de vegetais de estrutura mole, que devem ser cortadas para que possam ser facilmente penetradas pela água. TURBOLIZAÇÃO: a extração ocorre concomitante com a redução do tamanho da partícula. Pode-se usar liquidificador. A redução drástica da partícula e o conseqüente rompimento das células favorecem a rápida dissolução das substâncias ativas, resultando em tempos de extração da ordem de minutos e quase o esgotamento da droga. DECOCÇÃO: consiste em manter o material vegetal um contato, durante certo tempo com um solvente (água) em ebulição. Seu emprego é restrito, pois muitas substâncias ativas são alteradas pelo aquecimento prolongado e é empregada com materiais vegetais duros de natureza lenhosa.

EXTRAÇÃO AQUENTE EM SISTEMAS FECHADOS: METODOS DE EXTRAÇÃO LÍQUIDO/LÍQUIDO: •

EXTRAÇÃO SOB REFLUXO: consiste em submeter o material vegetal à extração com um solvente em ebulição em aparelho acoplado a um condensador, de forma que o solvente evaporado durante o processo seja recuperado e retorne ao conjunto. Extração altamente eficiente empregando quantidade reduzida de solvente, mas devem ser tomadas precauções com a temperatura.

PARTIÇÃO POR SOLVENTES: A partição implica uma dissolução seletiva e distribuição entre as fases de dois solventes imiscíveis. Este fenômeno pode ser aplicado com vistas à separação de componentes de uma mistura. A concentração de cada um dos componentes em cada fase está relacionada com o coeficiente, partição ou distribuição apresentado por cada substância. Ex: extração água/clorofórmio: substâncias polares coeficiente de partição maior para a água. Ver em qual fase está a substância de interesse . Este fracionamento é realizado em funil de separação. •

PRINCIPAIS CLASSES DE PRODUTOS NATURAIS DE ORIGEM VEGETAL: ALCALÓIDES A definição atualmente aceite para alcalóide deve-se a Pelletier que considera alcalóides as moléculas cíclicas que contêm azoto e que são verdadeiros metabolitos secundários (1982). Esta definição exclui as aminas simples e os derivados de amônia acíclicos e ainda os compostos nitro e nitrosos (uma vez que nos alcalóides o átomo de azoto tem de possuir estado de oxidação negativo). Os alcal--ides formam um grupo muito vasto de metabolitos que podem ocorrer tanto em microorganismos como plantas 3

superiores e inferiores e ainda em animais, apesar de nestes últimos ocorrerem com muito menor freqüência. A biossíntese dos alcalóides inclui sempre pelo menos um aminoácido. São também incorporadas outras unidades provenientes de piruvato, malonato ou mevalonato. Com precursores de origem Biosintética tão distinta é fácil entender a complexidade e diversidade estrutural que se encontra nestes metabolitos, sendo hoje conhecidos mais de 5 000 alcalóides. Os aminoácidos precursores de alcalóides (ornitina, lisina, fenilalanina, tirosina, triptofano e ácido antranílico) são restritos comparativamente com o número que existe na Natureza. A partir dos aminoácidos mencionados e em função da estrutura do metabolito final, podem sistematizar-se os alcalóides como derivados de: Ornitina e Lisina; Fenilalanina e Tirosina; Triptofano; Acido Antranílico. 

Pelletier-1983: “Um alcalóide seria uma substância orgânica cíclica contendo um nitrogênio em estado de oxidação negativo e cuja distribuição é limitada entre os organismos vivos.”, geralmente com ação biológica marcante, como a morfina, a cafeína, a nicotina.

PROPRIEDADES:  Contém nitrogênio  São básicos  Gosto amargo  Geralmente são sólidos brancos (exceção - nicotina) PODEM EXISTIR NA PLANTAS:  No estado livre,  Como sais ou  Como óxidos. O reagente de Dragendorff (solução do iodeto do bismuto do potássio) forma um precipitado como a maioria dos alcalóides.

CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO:  Atividade BIOLÓGICA,  Estrutura QUÍMICA,  Origem BIOSINTÉTICA (maneira de produção na planta). SÃO DIVIDIDOS EM: ALCALÓIDES VERDADEIROS: têm anel heterocíclico com um átomo de • nitrogênio e sua biossíntese se dá através de um aminoácido.

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PROTOALCALÓIDES: átomo de nitrogênio não pertence a anel heterocíclico e se originam de um aminoácido. (ex: cocaína)

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PSEUDO-ALCALÓIDES: não são derivados de aminoácidos e sim de terpenos ou esteróides

AMINOÁCIDOS: A biossíntese dos alcalóides inclui um aminoácido. (exceto pseudo alcalóides)

FUNÇÕES:  Proteção dos alcalóides nas plantas, por serem tóxicos.  Reserva de nitrogênio,  Reguladores do crescimento, do metabolismo interno e da reprodução  Agentes de desintoxicação e transformação simples de outras substâncias nocivas ao vegetal, Proteção para raios UV. LOCALIZAÇÃO:  Em uma planta existem vários alcalóides com estrutura química semelhante, e geralmente observa-se predomínio de um deles (alcalóide principal) (Henriques et al., 2001).  Distribuem-se por toda a planta, acumulando-se nos tecidos vivos de crescimento ativo, células epidérmicas e hipodérmicas, bainhas vasculares e vasos lactíferos.

ESTERÓIDES Os esteróides são uma classe de compostos que possui em comum uma mesma estrutura de hidrocarboneto que contém 17 átomos de carbono ligados na forma de quatro ciclos, como mostra o esquema abaixo.

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Não apresenta funções ésteres como a maioria dos lipídios. Apresentam, porém, grupos funcionais diversos (álcool, cetona, enol, ácido carboxílico etc.).

Alguns exemplos importantes de esteróides de ocorrência natural são o colesterol e os hormônios sexuais masculinos (testosterona) e femininos (estradiol). Quantidades bem pequenas dessas substâncias apresentam uma grande atividade biológica no organismo humano

COLESTEROL:  

O colesterol é um álcool secundário, monoinsaturado, de aspecto gorduroso, que serve de base a centenas de processos químicos desenvolvidos no organismo.  Todas as células do corpo humano, principalmente as do fígado e do intestino, podem sintetizar o colesterol, que também pode ser obtido por meio da alimentação. É encontrado em carnes, nata, manteiga e ovos. Quanto mais colesterol o corpo absorve da dieta, menos ele produz e vice-versa. H

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COLESTEROL O colesterol também é encontrado no cérebro e no tecido nervoso, onde forma parte da mielina, a membrana estável que reveste as células nervosas. O colesterol é insolúvel em água. Para ir de um tecido a outro pelo plasma sangüíneo (meio aquoso), o colesterol é transportado na forma de lipoproteínas plasmáticas, que são micelas ou agregados esféricos que contêm colesterol e lipídios no centro (hidrófobos) cercado de proteínas na superfície ( hidrófilas ). Diferentes combinações de colesterol, lipídios e proteínas produzem lipoproteínas plasmáticas com densidades diferentes. Os dois tipos mais comuns são: LDL e HDL LDL: lipoproteínas com baixa densidade, entre 1, 006 g/mL e 1, 063g/mL, contêm 8% em massa de colesterol livre e são conhecidas por" colesterol ruim". Aproximadamente 70% do colesterol sangüíneo é carregado nas lipoproteínas de baixa densidade, que transportam o colesterol do fígado (onde é sintetizado) para os tecidos do corpo humano, onde é utilizado, por exemplo, para a síntese da membrana celular e a produção de hormônios esteróides, dentre eles os hormônios sexuais masculino e feminino. 6

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Seu excesso na corrente sangüínea produz arteriosclerose, ou seja, o colesterol deposita-se em placas nas paredes interiores das artérias, que engrossam e enrijecem. O fluxo sangüíneo nessa artéria obstruída vai diminuindo até que os tecidos servidos por ela não recebam mais sangue. HDL: lipoproteínas com alta densidade, entre 1,063g/mL e 1,210 g/mL, contêm 2%em massa de colesterol livre e são conhecidas por" colesterol bom". Cerca de 30% do colesterol sangüíneo é carregado nas lipoproteínas de alta densidade, que transportam o colesterol dos tecidos do corpo humano de volta para o fígado, para o metabolismo ou excreção da bílis. Assim, altos níveis de colesterol HDL estão associados a uma redução do risco de doenças cardíacas, como a arteriosclerose. Os alimentos fornecem cerca de um terço do colesterol que circula pelo organismo; o restante é liberado das células do intestino e/ou é resultante do fluido biliar (necessário para a digestão da gordura dos alimentos). A bílis é uma substância amarelo-esverdeada, segregada pelo fígado e acumulada na vesícula biliar, que é lançada no duodeno (porção inicial do intestino delgado) para atuar na saponificação das gorduras e impedir a putrefação do bolo alimentar. É constituída de sais biliares, pigmentos, colesterina, lecitina, colesterol e mucina. Depósitos anormais oriundos da bílis na vesícula dão origem aos cálculos Biliares que contêm grande quantidade de colesterol. Os níveis de colesterol sangüíneo são influenciados pelo tipo de gordura alimentar consumido na dieta. Os níveis de colesterol total e LDL no sangue podem ser reduzidos substituindo-se parcialmente a gordura saturada, encontrada em alimentos de origem animal, como carne vermelha, laticínios, ovos etc., pela gordura poliinsaturada. Acredita-se que modificações no tipo de gordura dos alimentos reduzam os níveis de colesterol sangüíneo

FLAVONÓIDES É uma classe de substâncias presentes em diversos vegetais conferindo às flores, frutos e a outras partes da planta colorações diversificadas, que vão desde o branco até o violeta intenso. Há certas colorações que são perceptíveis apenas na faixa espectral do Ultravioleta. Quanto à natureza química, fazem parte da classe dos polifenois derivados de fenilpropanoides. Sua estrutura geral é de anéis fundidos e conjugados com C-glicosídeos e Oglicosideos.

CLASSIFICAÇÃO:  Flavonas, flavonóis: coloração branca e amarela  Isoflavonóides: atividade estrogênica, antifúngica e antibacteriana  Neoflavonoides; Chalconas: coloração amarela em meio ácido e vermelho em meio básico  Catequinas; Auronas; Flavonas e Biflavonoides. É importante para os vegetais nos quais está presente, pois absorve parte dos raios ultravioleta incidentes na planta, protege contra agentes parasitas, controlam a ação dos hormônios vegetais e sua coloração exuberante atrai insetos polinizantes. 7

Sua extração é realizada com solventes de polaridade crescente. Ensaios de caráter qualitativo podem indicar sua presença como a reação de Shinoda (sol. alcoólica ácida e magnésio).Sua ação farmacológica é bastante diversificada: apresenta ação anti-oxidante, anti-tumoral, anti-viral, ação fortificadora das artérias e modificadora da permeabilidade vascular. Sua solubilidade depende da posição que o glicídio se encontra, grau de instauração e da natureza dos substituintes (moléculas ou átomos ligados ao anel). Possuem solubilidade em água e alcoóis diluídos. Formas livres (chamadas de geninas ou agliconas) são solúveis em solventes apolares e em soluções básicas. As flavonas e flavonóis são pouco solúveis em água, enquanto as flavonas são mais solúveis. Existem diversas plantas contendo flavonóides e derivados: Ginkgo (24 % de glicídios flavônicos); maracujá (usado como sedativo); furtos cítricos (citroflavonóides)

ESTRUTURA GERAL:

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2 Anéis Aromáticos Anel B tem de 1 a 3 hidroxilas (posição 4; 3,4 ou 3, 4, 5) 2 Hidroxilas no anel A 1 Heteroátomo no anel C

FARMACOLOGIA: Exerce função sobre o sistema vascular de retorno: •  Ao nível das veias, diminui a distensibilidade venosa e reduz a estase venosa;  Ao nível da microcirculação, normaliza a permeabilidade capilar e reforça a resistência capilar. PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS:  Flavonóides são solúveis em solução alcalina e apresentam coloração amarela intensa neste meio e que desaparece com a adição de ácido;  Absorve no UV, o que é geralmente utilizado como diferenciador dos diferentes grupos de flavonóides.

Óleos essenciais São princípios ativos presentes em plantas aromáticas constituído de uma mistura de substâncias voláteis e hidrofóbicas. Suas características mais peculiares são ter, além do aroma agradável, sabor, volatilidade, insolubilidade ou pouca solubilidade em água e solubilidade em solventes orgânicos. Geralmente apresentam 8

atividade ótica, coloração do incolor ao amarelado que em temperatura ambiente está na forma oleosa. São utilizados na via oral e dérmica – com aplicação terapêutica; flavorizantes, perfumaria e aromaterapia. Diferenciam-se dos óleos fixos, pois ao entrarem em contato com o papel formam manchas gordurosas, porém desaparecem em pouco tempo – devido a alta volatilidade do óleo essencial. Nas plantas esses óleos são localizados em pêlos que ao entrar em contato com algo excretam óleos de aroma agradável. O nome dado a esses componentes vegetais é tricomas. Mas os óleos podem ser encontrados em glândulas secretoras. Estas estruturas possuem bolsas que armazenam os óleos e pode ocorrer a formação de canais que levam à superfície do tecido vegetal os óleos. A composição destes óleos é bastante complexa, uma vez que se podem encontrar diversos compostos aromáticos e alifáticos, derivados de fenilpropanóides e terpenóides (monoterpenos, diterpenos e sesquiterpenos). Os terpenos (derivados do isopreno) são classificados em acíclicos (citronelol), monocíclicos (mentol) e bicíclicos (cânfora). Há a ocorrência em óleos de sesquiterpenos (como o camazuleno), fenilpropanóides (eugenol). São obtidos principalmente por hidrodestilação (destilação por arraste de vapor), decantação, aparelho de Soxhlet, extração a quente e a frio, expressão (Prensa). A conservação dos óleos essenciais é feita condicionado o material sob o abrigo de luz, calor e água com impurezas. Isso é indispensável, pois, os óleos essenciais em ambiente com temperaturas altas, podem ser volatilizados levando junto o princípio ativo; local sob a luz pode promover a oxidação de princípios fotossensíveis e acondicionados em local úmido e sujo pode gerar o crescimento de fungos e microorganismos que degradarão do material. O controle de qualidade é realizado a partir da identificação e do doseamento dos princípios ativos contidos no óleo essencial. O óleo essencial pode ser analisado por métodos químicos, físicos e cromatográficos. Mas atenção, os óleos essenciais podem apresentar toxicidade. O fato de ser produto derivado de fontes naturais não elimina chances de intoxicações, sensibilizações s e irritações. Nos óleos essenciais podem ser encontrados compostos farmacologicamente ativos. De qualquer maneira, se a planta for aromática, a decocção é desaconselhada, pois ocorrerá a perda dos princípios ativos.

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