Orientadores: Frederico Guare Cruz, Martin Aznar, Silvio Alexandre Beisl Vieria de Melo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:04:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_VanessaMendesSantos_D.pdf: 1641184 bytes, checksum: 8d3204ee76b0600654a4f08f8683441b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Spilanthes acmella var oleraceae, populannente conhecida como jambu, é uma erva típica da região norte do Brasil, onde faz parte de pratos da culinária local. Na medicina popular é utilizada no tratamento de afecções da boca e garganta e como analgésico para dores de dentes. Na indústria, extratos deste gênero têm sido utilizados em produtos de higiene oral e em composições alimentícias como agente refrescante e aromatizante. Recentemente vem sendo utilizado em composições cosméticas como agente anti-sinais de envelhecimento, entre outros. Estas propriedades são atribuídas à presença de uma alcamida alifática denominada espilantol. Os processos convencionais para extrair o espilantol de espécies vegetais nonnalmente utilizam solventes orgânicos. Estes processos são inadequados em vários aspectos como, por exemplo, utilização de temperaturas elevadas no processamento, necessidade de etapas adicionais de purificação; baixa seletividade, entre outros. Nesse contexto, a tecnologia de extração com fluido supercrítico aparece como uma alternativa extremamente promissora para a obtenção do extrato de jambu. O objetivo dessa tese foi avaliar a viabilidade técnica e fmanceira da extração de espilantol da planta Spilanthes acmella var oleraceae utilizando como solvente o dióxido de carbono supercrítico a temperaturas entre 40 e 60 De e pressões entre 76 e 352 bar. Dados experimentais inéditos da cinética do processo de extração supercrítica foram gerados numa unidade de bancada em laboratório. Um bom equilíbrio entre recuperação de espilantol (em tomo de 70 a 80%.), teor de espilantol nos extratos (de 13 a 30%) e o aspecto do extrato (coloração variando de amarelo pálido a amarelo) foi obtido para densidades intennediárias do solvente supercrítico (400 a 700 kg/m3). Análises cromatográficas e por RMN indicaram a predominância de espilantol e material graxo de alto peso molecular nos extratos. O estudo preliminar de viabilidade financeira realizado através do cálculo do custo de manufatura do extrato e de indicadores econômicos, tais como a taxa interna de retomo, o tempo de retomo e o valor presente líquido, indicou que o preço de mercado do extrato de jambu pode absorver os custos da extração com fluido supercrítico com rentabilidade, segurança e liquidez. Palavras-chave: jambu, espilantol, fluido supercrítico, extração, Spilanthes oleraceae, Spilanthes acmella, isobutilamida, alcamida, análise financeira / Abstract: Spilanthes acmella var oleraceae, known as "jambu", is a typical herb from north of Brazil, where it is used in the local cuisine. In the folk medicine, it is employed as an analgesic for toothache and for throat and mouth complaints. In industry, the extract from jambu has been utilized in oral care and food compositions as a flavor and refresher. In cosmetics compositions it has been recendy used as anti-ageing active ingredient, among others applications. These properties are attributed to the presence of an aliphatic alkamide called spilanthol. The traditional process for extraction of spilanthol from plant material usually uses organic solvents. This process has disadvantages in several ways, for example, high operation temperature, need of additional purification process, low selectivity, among others. In this context, the supercritical fluid technology emerges as an extremely hopeful alternative to this processo The aim of this work is the assessment of the technical and economical feasibility of extraction of spilanthol from Spilanthes acmella var oleraceae using supercritical carbon dioxide as solvent in the temperature range of 40-60°C and pressure range of 76-352 bar. There is no information in literature about supercritical extraction kinetic behavior for this system and new experimental data on this behavior was measured in a bench scale extraction unit. Good results for spilanthol recover (around 70 to 80%), spilanthol concentration in the extracts (13 to 30%) and organoleptic characteristics, 'as color extract (pale yellow to yellow), that is more convenient for industrial application, were obtained for supercritical solvent densities in the range of 400 to 700 kg/m3. Chromatographic and Nuclear Magnetic Ressonance (NMR) analysis indicated the predominance of spilanthol and heavy hydrocarbons in the extracts. The preliminary economical feasibility study, carried out through the manufacture cost of extract and economical indexes (internal rate of retum, payback period, net present value), indicated that supercritical carbon dioxide extraction of spilanthol from Spilanthes acmella var oleraceae is feasible / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Spilanthes Acmella (L.) Murray (Asteraceae) is native to South America, popularly known as jambu. This plant is used in Northern Region of Brazil as a condiment in typical dishes such as tacacá and pato no tucupi and has application in traditional medicine to treat toothache, stomatitis and throat diseases. Furthermore, several therapeutic properties have been reported for S. acmella such as antiviral, antibacterial, antiseptic, diuretic, anti-inflammatory and healing agent. Spilanthol is the major constituent from flowers of this species, which is associated with several biological activities: analgesic, larvicide, insecticide, antibacterial, antifungal, etc. Currently, extracts of jambu and spilanthol are also used as ingredients for cosmetic anti-aging. Given the above, this work reports the development of a HPLC-DAD method for determination of spilanthol in samples of S. acmella. This study used samples from accessions of S. acmella (fresh whole plant and its parts: leaves, stems and flowers, fresh and dried) cultivated and collected in the Rural Campus-UFS. The conditions for analysis using HPLC-DAD system Shimadzu LC 20A Prominence were: analytical column Luna ® C18 (250 mm x 4.6 mm, 5 m) Phenomenex, gradient elution using as mobile phase MeOH (B): H2O (A): 85% (A) for 6 min., 85-100% (A) for 1 min., 100% (A) for 5 min.; 100-85% (A) for 1 min.; 85% (A) for 10 min; flow rate 1.0 mL/min, injection volume 20 L and the chromatograms obtained at =230 nm. Spilanthol was used as a reference standard (tr=5.1 min). The method was validated according to RE 899/03 (ANVISA). Linearity was determined by external standard calibration curve (r2=0.9997) and by the standard addition method (r2=0.9995). The limit of quantification and detection were 0.7 and 0.1 g/mL, respectively. The repeatability showed coefficients of variation (CV, %) between 0.21 to 2.85% and the accuracy, expressed as a recovery percentage ranged from 100.2 to 103.3%. The method was applied in 41 samples of S. acmella including samples from genetic improvement. Samples of dried flowers and accession J-05 had the highest content of spilanthol (101.2 g/mL and 120.5 g/mL, respectively). Therefore, this work presents a contribution to the quality control of extracts of S. acmella. / Spilanthes acmella (L.) Murray (Asteraceae) é uma planta nativa da América do Sul conhecida popularmente como jambú. Esta planta é usada como condimento em pratos típicos da Região Norte como o tacacá e o pato no tucupi e tem aplicação na medicina tradicional para tratar dor de dente, estomatite e doenças da garganta. Além disso, várias propriedades terapêuticas foram relatadas para S. acmella tais como antiviral, antibacteriana, anti-séptica, diurética, antiinflamatória e cicatrizante. Espilantol é o constituinte majoritário das flores desta espécie, o qual está associado a várias atividades biológicas: analgésica, larvicida, inseticida, antimicrobiana, fungicida, etc. Atualmente, extratos de jambú e o espilantol são usados como ingredientes para cosmético antienvelhecimento. Diante do exposto, este trabalho relata o desenvolvimento de um método analítico por CLAE-DAD para determinação de espilantol em amostras de S. acmella. Neste estudo foram utilizadas amostras dos acessos de S. acmella (planta inteira fresca e suas partes: folhas, caules e inflorescências frescas e secas) cultivadas e coletadas no Campus Rural da UFS. As condições de análise utilizando o sistema CLAE-DAD Shimadzu LC 20A Prominence foram: coluna analítica C18 Luna® (250 mm x 4,6mm, 5 m) Phenomenex; eluição gradiente no modo reverso, utilizando como fase móvel MeOH(B): H2O(A): 85% (A) por 6 min., 85-100% (A) por 1 min., 100% (A) por 5 min.; 100-85% (A) por 1 min.; 85% (A) por 10 min; vazão 1,0 mL/min; volume de injeção 25 μL e os cromatogramas obtidos em =230 nm. Espilantol foi usado como padrão de referência (tr=5,1 min). O método foi validado conforme RE no 899/03 (ANVISA). A linearidade foi determinada pela curva de padrão externo (r2=0,9997) e por adição de padrão (r2=0,9995). O limite de quantificação e de detecção foram 0,7 e 0,1 μg/mL, respectivamente. A repetibilidade apresentou coeficientes de variação (CV%) entre 0,21 a 2,85% e a exatidão, expressa como percentual de recuperação, variou de 100,2 a 103,3%. O método foi aplicado em 41 amostras de S. acmella incluindo amostras oriundas de melhoramento genético. As amostras da flores seca e do acesso J-05 apresentaram o maior teor de espilantol (101,2 μg/mL e 120,5 g/mL, respectivamente). Esse trabalho apresenta uma contribuição ao controle de qualidade de extratos de S. acmella.