Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:44:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O óleo essencial de patchouli é um importante insumo para as indústrias de perfume e cosméticos, devido à presença do patchoulol que apresenta propriedades fixadoras. No entanto, recentes pesquisas demonstraram que outro componente, o a-bulneseno, possui propriedades farmacêuticas que promovem a diminuição da formação de trombose. Uma vez que a extração do óleo essencial de patchouli com dióxido de carbono supercrítico (scCO2) promove um maior rendimento e uma melhor qualidade ao óleo quando comparada a destilação por arraste a vapor, o presente trabalho buscou desenvolver uma tecnologia capaz de fracionar o óleo essencial de patchouli em meio supercrítico, visando obter duas frações: uma mais concentrada em patchoulol, e outra mais concentrada em a-bulneseno, além de propor uma separação do óleo visando à regeneração e recirculação do CO2. Para alcançar estes objetivos foram avaliadas duas tecnologias de separação: a separação com membranas e a cromatografia supercrítica. No processo de separação com membranas foram utilizadas as membranas comerciais modelos NF, NF-90 e BW-30 (Filmtec, Dow) e a membrana preparada em laboratório modelo Teflon®. Os resultados obtidos demonstraram que o processo de separação com membrana não proporcionou uma seletividade frente à separação dos componentes do óleo. No entanto, a 100 bar, 32°C e .P de 10 bar, as membranas BW-30 e Teflon® apresentaram índices de retenção do óleo superiores a 0,90 e um bom fluxo permeado na presença do óleo, possibilitando a aplicação das mesmas nos processos de regeneração e recirculação do CO2 com queda mínima de pressão (10 bar). Por outro lado, o processo de cromatografia supercrítica em escala analítica a 100 bar, 32°C, fluxo de 2,0 mL/min e 10% de concentração de etanol permitiram separar os principais componentes do óleo, obtendo duas frações: a primeira rica em a-bulneseno (17,20%), e a segunda rica em patchoulol (72,84%). Portanto, através do presente trabalho, pode-se propor a utilização da cromatografia supercrítica para o fracionamento do óleo de patchouli e a separação com membranas para a retenção do óleo visando a recirculação do CO2. / The patchouli essential oil is an important insume for perfume and cosmetic industries, due to the presence of patchoulol which presents fixatives properties. However recent researches have demonstrated that another component, the a-bulnesene, has pharmaceutical properties which provide a decrease in thromboxane formation. Once the extraction of patchouli essential oil with supercritical carbon dioxide (scCO2) provides a higher yield and a better quality of oil comparing to the steam distillation, the present work sought to develop a technology able to fractionate the patchouli essential oil in supercritical media, seeking to get two fractions: one more concentrated in patchoulol, and the other more concentrated in a-bulnesene, and also propose a separation of oil seeking the regeneration and recirculation of CO2. To reach these objectives, two separation technologies were evaluated: the separation with membrane and the supercritical chromatography. In the separation process with membrane were used the commercial membranes, models NF, NF-90 and BW-30 (Filmtec, Dow) and a membrane prepared in laboratory, model Teflon®. The results had demonstrated that the separation process with membrane did not provide a selectivity front to the separation of the components of the oil. However, at 100 bar, 32°C and .P of 10 bar, the membranes BW-30 and Teflon® had presented retention indexes of oil above 0,90 and a good permeate flow in the oil presence, making possible the application of those membranes in the processes of regeneration and recirculation of CO2 with minimum fall of pressure (10 bar). On the other hand, the supercritical chromatography process in analytical scale at 100 bar, 32°C, flow of 2,0 mL/min and 10% of ethanol concentration had allowed to separate the mains components of the oil, getting two fractions: the first one rich in a-bulnesene (17,20%), and the second one rich in patchoulol (72,84%). Therefore, through the present work, can be proposed the use of supercritical chromatography for the fractionation of patchouli oil and the separation with membranes for the retention of oil seeking the recirculation of CO2.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252102.pdf: 6406134 bytes, checksum: bdb023e12d05278446c1074a4f3fd00f (MD5) / O fracionamento do óleo essencial de patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] extraído com dióxido de carbono supercrítico (CO2_SC) foi estudado. Este óleo essencial é muito usado pela indústria de cosméticos e perfumaria como excelente fixador de aromas. Adotando-se pressão e temperatura de trabalho em 100 bar e 32°C, respectivamente, foram estudados alguns parâmetros nunca antes averiguados para o patchouli. O trabalho se dividiu em quatro frentes de estudo: aumento de rendimento variando o tempo de extração e tempo estático; análise do tamanho ideal de partícula; épocas de colheita; composição química do óleo essencial. O tempo estático combinado com o tempo de coleta de amostras foi estudado com o objetivo de aumentar o rendimento do processo, resultando em um tempo ideal de 20 minutos de tempo estático e de tempo para coleta de amostras. Três tamanhos "médios" de partículas foram estudados à duas diferentes vazões de solvente. O tamanho de partícula ideal para a extração supercrítica do óleo essencial de patchouli foi de 0,346 mm à vazão de 1,2 L/min de CO2. Lotes de folhas de patchouli colhidas em diferentes épocas do ano foram usados para extração de seu óleo essencial. A época do ano nas quais se obtiveram melhores rendimentos foi no inverno. A composição química do óleo essencial de patchouli foi estudada com a intenção de saber a que tempo de processo os principais compostos de interesse (patchoulol e a-bulneseno) são extraídos. As amostras de óleo essencial analisadas forneceram resultados suficientes para se traçar o perfil de concentração destes compostos com o tempo de extração. Sabendo-se o tempo ideal de coleta de amostras, pode-se estabelecer um método de fracionamento para óleo essencial de patchouli. The fractionation of the essential oil of patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] extracted with supercritical carbon dioxide (CO2_SC) was studied. This oil is widely used by industries of cosmetics and fragrances. Bringing up of work pressure and temperature at 100 bar and 32 ° C, respectively, were studied some parameters never before investigated for the patchouli. The work was divided into four subjects of study: increasing yield varying the static period and the total time of extraction; analysis of the optimal particle size; harvest period; chemical composition of the essential oil. The static period combined with the time of collection of samples was studied with the objective of increasing the yield of the process, resulting in an ideal time of 20 minutes of static period and time for collection of samples. Three "averages" particles sizes were studied for two different flows of solvent. The ideal particle size for the supercritical extraction of essential oil of patchouli was 0.346 mm, at flow rate of 1.2 L / min of CO2. Lots of patchouli leaves harvested at different times of the year were used for extraction of its essential oil. The time of the year which it was obtained better yield is the winter. The chemical composition of the essential oil of patchouli was studied with the intention of knowing that process time the main compounds (patchoulol and a-bulnesene) are extracted. Samples of essential oil analyzed results provided sufficient to trace the profile of concentration of these compounds. Knowing the perfect time of collection of samples, can be possible to establish a method for the fractionation of patchouli essential oil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-31T14:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345555.pdf: 2488969 bytes, checksum: 7d79a1c823ced49405a1846b58e6ea27 (MD5) Previous issue date: 2016 / O óleo essencial de patchouli é um insumo amplamente utilizado na indústria de cosméticos e perfumaria, possuindo papel importante na definição de alguns perfis olfativos utilizados em perfumes de marcas renomadas no comércio internacional. A extração de óleos essenciais, no contexto da produção de perfumes, é realizada, na sua grande maioria, por arraste a vapor. No caso do patchouli, com essa técnica, o rendimento da extração em óleo atinge em média 1,5 a 3% em massa, sendo que alguns fatores podem interferir nesse rendimento. Parâmetros de cultivo e armazenamento podem interferir na quantidade e qualidade do óleo produzido. Uma possibilidade para aumentar o rendimento em massa de óleo, é conseguir extrair todo o óleo presente na folha da planta. Uma das possibilidades é submeter as folhas a um processo de fermentação. A ação de microrganismo adequado, capaz de destruir as estruturas celulares das folhas, nas quais o óleo fica armazenado, permitirá uma ação mais efetiva do calor sobre o óleo, fazendo com que ocorra o arraste pelo vapor de forma mais eficaz. Se, associado à fermentação das folhas, for utilizada a capacidade do CO2 em estado supercrítico de solvatação do óleo dentro das estruturas porosas das folhas, pode-se obter rendimento em massa superior ao obtido nos processos convencionais. Neste trabalho, testou-se a utilização de duas cepas diferentes do microrganismo Aspergillus niger no processo de fermentação das folhas, e obteve-se o extrato de patchouli utilizando um processo com CO2 a 32°C e pressão de 100 bar por 60 minutos. Foram utilizados testes em triplicata, com granulometria de 1,19 a 2,00 mm, variando-se o tempo de duração do processo de fermentação das folhas de 4 a 20 dias. Os resultados experimentais mostraram que com o microrganismo Aspergillus niger nativo (Tratamento 1), com fermentação de quatro dias, obteve-se um rendimento em extrato de 8,05%, o que equivale a um aumento de produção de 42,98%, comparando-se com o mesmo processo de extração com CO2 supercrítico utilizando-se folhas não fermentadas. Se comparar com o rendimento por arraste a vapor de folhas não fermentadas, o aumento de eficiência é de 270%. A qualidade do óleo obtido foi verificada pelo teor de patchoulol. Na condição de maior rendimento, o teor de patchoulol foi de 38,16%, valor acima dos padrões exigidos pelo mercado desse óleo.<br> / Abstract : Patchouli essential oil is an ingredient widely used in the cosmetics and perfumery industry and playing an important role in the definition of some olfactory profiles used in perfumes of important brands in international trade. The extraction of essential oils, in the context of the production of perfumes, is carried out, for the most part, by steam distillation. In the case of patchouli, with this technique, the yield of oil extraction reaches on average 1.5 to 3% of mass, and some factors may interfere with this yield. Culture and storage parameters can interfere with the quantity and quality of the oil produced. One possibility to increase the yield by mass of oil is to be able to extract all the oil present in the plant leaf. One possibility is to subject the leaves to a fermentation process. The proper microorganism action, capable of destroying the cellular structures of the leaves in which the oil is stored, will allow a more effective action of the heat on the oil, causing the drag by the steam to take place more efficiently. If the supercritical CO2 capacity of the oil to get into the porous structures of the leaves be used in combination with leaf fermentation, a higher yield can be obtained than that in comparison with conventional processes. In this work, the use of two different strains of the Aspergillus niger microorganism was tested in the leaf fermentation process, and the patchouli extract was extracted using a CO2 process at a temperature of 32°C and a pressure of 100 bar for 60 minutes. Triplicate tests with granulometry of 1.19 to 2.00 mm were used, varying the duration of the fermentation process of leaves from 4 to 20 days. The experimental results showed that with native Aspergillus niger (Treatment 1), with a four-day fermentation, an extract yield of 8.05% was obtained, which is equivalent to an increase in yield of 42.98%, comparing the same extraction process with supercritical CO2 using unfermented leaves. If compared to the steam distillation, the efficiency increase is 270%. The quality of the oil obtained was verified by the patchoulol content. In the best yield condition, the patchoulol content was 38.16%, a value above the standards demanded by the oil market.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212332.pdf: 19131326 bytes, checksum: e7d73a78a2437199b1a849caec63d1f0 (MD5) / O óleo essencial de patchouli é um importante insumo para as indústrias de perfume e cosméticos, além disto é utilizado como um aditivo natural em conjunto com aromas em alimentos. Patchoulol e a-patchouleno são os principais componentes do óleo essencial de patchouli, sendo suas concentrações diretamente proporcionais a qualidade do óleo. Atualmente, o método mais utilizado para a obtenção do óleo essencial de patchouli é através da destilação por arraste a vapor, porém esta causa a degradação térmica de alguns componentes do óleo. No presente trabalho o óleo essencial de patchouli foi extraído com dióxido de carbono supercrítico a diferentes condições de pressão (74 bar a 140 bar) e temperatura (32°C a 50°C) e através de destilação por arraste a vapor, afim de comparar os métodos de extração. Foi demonstrado que a extração com dióxido de carbono (CO2) supercrítico a 140 bar e 32°C forneceu um rendimento de 5,14% enquanto que a destilação por arraste a vapor forneceu um rendimento de 1,50%. Além disso, as maiores concentrações de patchoulol obtidas nas extrações supercríticas (31,39% e 32,23%) também foram maiores que a obtida por destilação por arraste a vapor (19,4%). Portanto, a extração com CO2 supercrítico promoveu um maior rendimento e um óleo essencial de patchouli de melhor qualidade em relação ao método da destilação por arraste a vapor. Os experimentos realizados tiveram como objetivo investigar a influência de diferentes parâmetros do processo no rendimento e na qualidade do óleo essencial para determinar a condição ótima de extração com CO2 supercrítico em relação ao rendimento e qualidade do óleo essencial de patchouli. Dentro da faixa de pressão e temperatura estudadas, a melhor condição de extração supercrítica obtida foi de 100 bar e 32°C, pois são as menores pressão e temperatura em que se obtêm o maior rendimento e um óleo essencial de patchouli de maior qualidade.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Leaf-cutting ants in the genus Atta are common insects in the Neotropics and important pests in agricultural and forestry environments. Ant control of this genus has been made with the use of synthetic organic insecticides, by often inefficiently. In this way, aiming generate new technology for the management of these pests, this work aimed to evaluate the essential oil activity from Pogostemon cablin against species of leaf-cutting ants Atta opaciceps, A. sexdens and A. sexdens rubropilosa and develop nanoformulation basis of this essential oil. The essential oil P. cablin was obtained by hydrodistillation of dry leaves and the identification/quantification of the compounds by was performed by GC/MS/FID. The nanoformulation (18%) was performed by magnetic shaking using essential oil from P. cablin, polyoxyethylene sorbitan, ethanol and water. Acute toxicity bioassays were conducted by fumigation, lethal time and behavioral. Behavioral studies involved pathway behavior bioassays in fully treated arenas and treated by half. Small variations were observed in the chemical composition of nanoformulation in relation to the essential oil from P. cablin. The essential oil from P. cablin and its nanoformulation demonstrated efficient insecticidal activity against the species A. opaciceps, A. sexdens and A. sexdens rubropilosa. The concentrations necessary to cause 50% mortality of workers by fumigation ranged from 1,06 a 2,10 μL L-1. The survival of workers of A. opaciceps, A. sexdens and A. sexdens rubropilosa exposed to essential oil from P. cablin and its nanoformulation was significantly reduced over time. The essential oil from P. cablin and its nanoformulation reduced the distance and the speed of workers of A. opaciceps and A. sexdens rubropilosa in fully treated arenas. The treatments didn’t affect the pathway behavior of workers of A. sexdens in these bioassays. While bioassays of arenas treated by half, when the insect had free choice, three species of ants walked less in the treated area and with greater speed. For A. sexdens rubropilosa this effect was more pronounced for the essential oil from P. cablin compared to nanoformulation of this oil. The species A. sexdens and A. sexdens rubropilosa remained most of the time on untreated side by essential oil from P. cablin or its nanoformulation. While A. opaciceps remained less time on the treated side with essential oil from P. cablin. This work demonstrates the strong formicidal activity of essential oil from P. cablin and the great potential of nanoformulation developed to generate new products. / As formigas cortadeiras pertencentes ao gênero Atta são insetos comuns na região neotropical e importantes pragas em ambientes agrícolas e florestais. O controle de formigas deste gênero tem sido feito com a utilização de inseticidas organossintéticos, por muitas vezes de forma ineficiente. Desta forma, visando gerar nova tecnologia para o manejo destas pragas, objetivou-se com este trabalho avaliar a atividade formicida do óleo essencial de Pogostemon cablin sobre as espécies de formigas cortadeiras Atta opaciceps, A. sexdens e A. sexdens rubropilosa e desenvolver um protótipo de nanoformulação a base deste óleo essencial. O óleo essencial de P. cablin foi obtido por hidrodestilação de folhas secas e a identificação/quantificação dos compostos foi realizada por CG/EM/DIC. A nanoformulação (18%) foi realizada por agitação magnética utilizando óleo essencial de P. cablin, polioxietileno sorbitano, etanol e água. Foram realizados bioensaios de toxicidade aguda por fumigação, tempo letal e comportamental. Os estudos comportamentais envolveram bioensaios de comportamento de caminhamento em arenas totalmente tratadas e em arenas com a metade tratada. Pequenas variações foram observadas na composição química da nanoformulação em relação ao óleo essencial de P. cablin. O óleo essencial de P. cablin e sua nanoformulação demonstraram eficiente atividade inseticida sobre as espécies A. opaciceps, A. sexdens e A. sexdens rubropilosa. As concentrações necessárias para causar 50% de mortalidade das operárias por fumigação variaram de 1,06 a 2,10 μL L-1. A sobrevivência das operárias de A. opaciceps, A. sexdens e A. sexdens rubropilosa expostas ao óleo essencial de P. cablin e sua nanoformulação foi significativamente reduzida ao longo do tempo. O óleo essencial de P. cablin e sua nanoformulação reduziram a distância percorrida e a velocidade das operárias de A. opaciceps e A. sexdens rubropilosa em arenas totalmente tratadas. Os tratamentos não afetaram o comportamento de caminhamento das operárias de A. sexdens nestes bioensaios. Já nos bioensaios com metade da arena tratada, isto é, quando o inseto tinha chance de escolha, as três espécies de formigas caminharam menos na área tratada com maior velocidade. Para A. sexdens rubropilosa este efeito foi mais pronunciado para o óleo essencial de P. cablin em relação à sua nanoformulação. As espécies A. sexdens e A. sexdens rubropilosa permaneceram a maior parte do tempo no lado não tratado pelo óleo essencial de P. cablin ou pela sua nanoformulação. Já A. opaciceps permaneceu menos tempo no lado tratado com o óleo essencial de P. cablin. Este trabalho demonstra uma alta atividade formicida do óleo essencial de P. cablin e o grande potencial da nanoformulação desenvolvida para a geração de novos produtos.

Ce mémoire de doctorat rassemble les travaux réalisés dans le cadre d’une étude analytique approfondie et systématique des substances à odeur boisée. Ces substances définissent une famille d’ingrédients unanimement appréciés pour leurs notes puissantes et recherchés par les parfumeurs pour composer les accords parmi les plus emblématiques de la profession. Les matières premières inscrites au programme de cette étude sont les essences de Gaïac, d’Araucaria, de Patchouli, de Cyprès Jaune d’Alaska, de Vétiver et d’Agarwood, ainsi que certains de leurs produits dérivés. La plupart de ces matières premières sont couramment utilisées par l’industrie du parfum. Leur spécificité provient de leur composition chimique très largement dominée par les dérivés sesquiterpéniques, conférant ainsi à ces extraits une complexité moléculaire indéniable. Les principaux objectifs de cette thèse de doctorat ont consisté à améliorer la connaissance de ces matières premières en termes de composition chimique, à déterminer autant que possible les composés odorants contribuant à leur odeur, et enfin d’explorer d’éventuelles voies de valorisation pour ces mêmes ingrédients à l’échelle industrielle.La méthodologie analytique développée tout au long de l’étude a nécessité l’utilisation combinée d’un large éventail de techniques chromatographiques, spectrométriques et spectroscopiques pour parvenir à caractériser ces matières premières au plus près et à réaliser l’isolement de leurs constituants inconnus. Ainsi, ces travaux s’articulent autour de quatre outils centraux : la chromatographie gazeuse bidimensionnelle intégrale couplée à la spectrométrie de masse (GC × GC–MS), la chromatographie gazeuse couplée à l’olfactométrie (GC–O), la chromatographie gazeuse semi-préparative (GC prép.) et la résonance magnétique nucléaire (RMN). Près de 190 composés ont été isolés et caractérisés dont 107 sont décrits pour la première fois comme constituants d’extraits naturels. / This Ph.D. dissertation sums up the work carried out as part of a thorough and systematic analytical study of woody-scented substances. These substances define a family of ingredients unanimously appreciated for their powerful notes, and sought by perfumers to compose some of the most emblematic accords in perfumery. The raw materials included in the frame of this study are the oils of Guaiac, Araucaria, Patchouli, Alaska Yellow Cypress, Vetiver, and Agarwood, as well as some of their by-products. Most of these raw materials are ingredients commonly used by the perfume industry. Their chemical specificity comes from their composition largely dominated by sesquiterpene derivatives, giving these extracts an undeniable molecular complexity. The main objectives of this Ph.D. thesis were to improve the knowledge of these raw materials in terms of chemical composition, to determine as much as possible the odorous compounds contributing to their odor, and finally to explore possible ways of valorization for these products on an industrial scale.The analytical methodology developed throughout this study required the combined use of a wide range of chromatographic, spectrometric, and spectroscopic techniques in order to characterize these raw materials as precisely as possible and achieve the isolation of their unknown constituents. Thus, our work revolved around four central tools: comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry (GC × GC-MS), gas chromatography-olfactometry (GC–O), preparative capillary-gas chromatography (pc-GC) and nuclear magnetic resonance (NMR). Almost 190 compounds have been isolated and characterized, 107 of which are described for the first time as constituents of natural extracts.