EXTRAÇÃO SÓLIDO-LIQUIDO DAS BETALAÍNAS DA BETERRABA VERMELHA EM LEITO FIXO

EXTRAÇÃO SÓLIDO-LIQUIDO DAS BETALAÍNAS DA BETERRABA VERMELHA EM LEITO FIXO

Andressa Maboni1*, Fabiana R. Kinsel1, Kamilla Osório1, Paula Weber 1, Isaac Nunes1

 

1Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões, URI-Santo Ângelo, Departamento de Engenharias e Ciência da Computação, Curso de Engenharia Química

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RESUMO

A extração sólido-líquido é um dos métodos mais aplicado na extração de pigmentos naturais por meio de uma matriz alimentícia de interesse, os quais são extraídos por meio de um solvente adequado que transpassa o sólido e solubiliza os compostos de interesse. O estudo do soluto a ser extraído das raízes da beterraba vermelha visa a extração das betalaínas que podem ser dididas em dois grupos: nas betacianinas que são responsáveis pela coloração avermelhada e, as betaxantinas sendo responsáveis pela coloração amarelada, caracterizando a tonalidade típica das beterrabas vermelhas. Realizou-se sucessivas extrações em diferentes tempos de coletas, utilizando como solvente a água, e na sequência observou-se a leitura das absorbâncias dos extratos em UV/Vis. Como resultado determinou-se a variação da concentração de 1,63 mg de betalaína em 100g de amostra, portanto pode-se extrair os corantes presentes na beterraba, betacianinas e betaxantinas, de forma eficiente.

 

Palavras-chave: beterraba vermelha, betalaínas, extração sólido-liquido.

 

1. INTRODUÇÃO

A extração é um dos processos mais utilizados na área de alimentos, trata-se da remoção de compostos por meio de uma matriz alimentícia de interesse (CHEN; ZHAO; YU, 2015).

Há diferentes métodos para extração aplicada à alimentos, a extração sólido-líquido por exemplo, pode fazer a utilização de solventes orgânicos ou mesmo água (CISSÉ et al., 2012). A extração é uma etapa importante na obtenção de compostos funcionais, interferindo no isolamento, identificação e na utilização dos mesmos posteriormente (ZAGHDOUDI et al., 2015).

A extração sólido-líquido é um dos métodos mais aplicado na extração de pigmentos naturais, que consiste basicamente na imersão de um sólido em um meio líquido com o intuito de transferir compostos do sólido para o líquido. Treybal (1993) definiu isso como transferência de massa, ou seja, o transporte de um componente de uma região de maior concentração para outra de menor concentração. Quando um componente sai da fase mais concentrada para a fase menos concentrada a força motriz denomina-se gradiente de concentração, a qual é estabelecida devido a diferença de concentração entre as fases sólida e líquida.

Há diferentes métodos de extração, pode-se citar alguns: extração em leito fixo, em leitos móveis, de sólidos dispersos e continua em contracorrente. A escolha do método é determinada pela proporção dos constituintes solúveis no sólido, a distribuição dos mesmos no sólido, a natureza do sólido e também o tamanho das partículas. A extração pode ser classificada em três partes:

1. Transferência de massa de soluto do sólido para o solvente. O solvente entra nos poros do sólido extraindo o soluto;
2. Difusão da solução, solvente/soluto, pelos poros do sólido para o lado externo da partícula;
3. Transferência de massa do solvente da solução. Evaporação do solvente para separação do soluto (RICHARDSON; HARKER; BACKHURST, 2002).

Em relação ao soluto a ser extraído, trata-se do corante vermelho-de-beterraba o qual geralmente é extraído das raízes da beterraba (TAKAHASHI, 1987). O grupo das betalaínas possuem duas variações de cores: betacianinas (vermelhas) e as betaxantinas (amarelas). Principal cromóforo das betacianinas, as betaninas, são estáveis em pH entre 4,0 e 7,0, é degradada na presença de luz e calor. Este corante já sofre tratamento térmico em sua extração o que pode ser prejudicial na estabilidade do produto final em sua aplicação (ARAÚJO, 2015).

Logo, o principal objetivo do experimento realizado foi fazer a extração sólido-líquido em leito fixo dos corantes hidrossolúveis presentes na beterraba (Beta vulgaris).

 

1. MATERIAL E MÉTODO

1. Preparação da amostra

Primeiramente lavou-se as beterrabas e após foram cortadas em cubos. A massa mínima necessária é 300g, pesou-se então e o valor foi anotado.

1. Procedimento e montagem experimental

O módulo utilizado foi o “Coluna multipropósito”, optou-se por equipamento com válvula aberta, que direciona o solvente pela entrada inferior da coluna proveniente do tanque de alimentação, mediante o transporte pela bomba.  Inseriu-se no fundo da coluna anéis de Raschig de porcelana e esferas de vidro, e pelo topo da coluna foi adicionado o leito contendo o material a ser extraído. O produto da extração foi recolhido no tanque. Ao final do processo pode-se recolher o extrato retido na coluna pela abertura da válvula. A unidade de aquecimento com controlador de temperatura aquece a alimentação líquida até a temperatura de 40ºC.

1. Coletas de amostras

Coletou-se como tempo “zero” o primeiro volume de percolado que atinge o topo da coluna. Coletou-se em torno de 5 mL e identificou-se o frasco como t0. Coletou-se novas amostras a cada 2,5 minutos de operação da coluna de extração, até o tempo de 40 minutos. Identificou-se os frascos seguindo o modelo do primeiro, ou seja, t0.

1. Avaliação da extração de corante hidrossolúveis

A avaliação da extração dos corantes hidrossolúveis foi realizada em Espectrofotômetro UV-vis. Cada alíquota coletada foi avaliada em três comprimentos de onda diferentes, sendo estes: 536, 480 e 600 nm. A equação 1, corresponde a metodologia de cálculo para encontrar-se o valor de concentração de betacianinas (536 nm) e betaxantinas (480nm) proposta por Ravichandran et. Al, 2013.

                                                                                        Equação 1[pic 2]

Sendo: A a absorbância correspondente à diferença da absorção obtida no comprimento de onda do composta a ser avaliado com a absorbância obtida pela leitura da amostra em 600 nm; DF é o fator de diluição; MW é o peso molecular que para betacianinas é 550 g.mol-1 e para betaxantinas é 308 g.mol-1; e é o coeficiente de extinção molar que para betacianinas e betaxantinas são, respectivamente, 60,000 e 48,000 L.mol-1 cm em água; e l é o comprimento do percurso da cubeta (cm).[pic 3]