Valorização integrada do subproduto da extração com CO2 supercrítico de sementes de urucum

O urucum é um arbusto nativo das zonas tropicais da América do Sul; seu cultivo tem importância econômica porque em suas sementes se encontra um pigmento natural entre laranja e vermelho usado como cosmético e ingrediente na preparação de pratos tradicionais desde a época pré-colombiana. As sementes apresentam como composição típica: 40 a 45% de amido e lignocelulose, 3,5 a 5,5% de açúcares, 0,3 a 0,9% de óleo volátil, 3% de óleo fixo, 1,0 a 4,5% de pigmento e 13 a 16% de proteína. A extração com CO2 supercrítico (SFE) é um processo otimizado para separar a fração lipídica rica em tocotrienois, permanecendo nas sementes a maior parte do pigmento original1. Tendo como objetivo o melhor aproveitamento deste subproduto rico em amido, as sementes foram moídas resultando que o menor tamanho de partícula (>48 Mesh) foi a fração que apresentou o maior conteúdo de pigmento (7,5%) e maior porcentagem de bixina total presente nas sementes (70%). As frações segundo o tamanho de partícula foram destinadas a dois processos: 1) Hidrólise das partículas grossas (<48 Mesh), onde os produtos da hidrólise foram oligossacarídeos separados no extrato solúvel e amido hidrolisado que permanece no leito vegetal; e 2) Extração com solvente das partículas finas (>48 Mesh) obtendo como produto um extrato solúvel em etanol, rico em pigmento e como subproduto amido modificado.
O processo de hidrólise foi estudado a 80°C e 150, 200, 250, 300 e 350 bar usando como solvente água/CO2 em diferentes proporções (20/80, 30/70 e 40/60) por 30 min e vazão de 3 mL/min. O amido, subproduto deste processo, foi caracterizado em sua concentração total mediante método enzimático, a amilose presente no amido foi quantificada mediante espectrofotometria UV/VIS a 610 nm e a amilopectina foi calculada por diferença. A viscosidade e capacidade de gelatinização do amido hidrolisado foram caracterizadas mediante equipamento Rapid Visco Analyzer (RVA). O produto hidrolisado foi analisado em seu conteúdo de açúcares redutores e totais mediante metodologia Somogyi-Nelson e interpretado como glicose e sacarose, respectivamente. Os produtos do processo de hidrólise são monômeros e oligômeros de açúcar, assim como amido com características diferenciadas quando comparadas com suas propriedades originais.
Na extração com etanol estudou-se os parâmetros temperatura (40 e 50 °C), relação massa:solvente (1:10 e 1:20) e tempo (15, 30, 45 e 60 min.). O pigmento foi quantificado mediante espectrofotometria UV/VIS a 487 nm, usando absorbância específica (A1%1cm) de 3090, interpretado como bixina. As variáveis estudadas foram rendimento global, rendimento de bixina (g bixina/ 100 g extrato) e rendimento da extração (g bixina/ 100 g de matéria prima). A fração não solúvel foi analisada em seu conteúdo de amido total, amilose, amilopectina, açúcares redutores e totais, mediante as metodologias mencionadas acima. Os resultados mostraram que para ambas as temperaturas estudadas o maior tempo de contato entre o material e o solvente resulta em maior rendimento, sendo os melhores resultados de concentração de bixina no extrato e rendimento da extração (37,9% e 48,8%) obtidos a 40°C, relação massa:solvente de 20 e tempo de agitação de 60 min.