Avaliação físico-química do óleo essencial Zingiber officinale Roscoe (Gengibre)

Paulo Roberto Barros Gomes; Andreson Leandro Santana Silva; Victor Elias Mouchrek; Adenilde Nascimento Mouchrek; Paula Coelho Everton

Avaliação físico-química do óleo essencial Zingiber officinale Roscoe (Gengibre)

PRODUCTOS NATURALES

Avaliação físico-química do óleo essencial Zingiber officinale Roscoe (Gengibre)

Physical and chemical evaluation of essential oil Zingiber officinale Roscoe (Ginger)

Evaluación física y química del aceite esencial Zingiber officinale Roscoe (jengibre)

Paulo Roberto Barros Gomes, Andreson Leandro Santana Silva, Victor Elias Mouchrek, Adenilde Nascimento Mouchrek, Paula Coelho Everton

Universidade Federal do Maranhão, São Luís, Maranhão, Brasil.

RESUMO

Objetivo: este trabalho avalia as propriedades-físico químicas do óleo essencial do rizomas do Zingiber officinale Roscoe que são encontradas no Munícipio de São Luís, Maranhão.
Métodos: extraiu-se quantitativamente o óleo essencial por hidrodestilação. Determinaram-se as propriedades físico-químicas do óleo essencial (densidade, índice de refração, solubilidade, cor e aparência). Caracterizou-se analiticamente o óleo por infravermelho (FTIR) e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas (CG-EM).
Resultados: o rendimento do óleo foi de 0,52 % de massa por volume, o que permitiu a identificação de 18 componentes, sendo a presença majoritária do α-zingibereno que logo foi confirmada pelas técnicas espectroscópica.
Conclusão: na identificação do componente majoritário e dos demais componentes, bem como suas quantificações, as técnicas foram precisas e os métodos eficientes, proporcionando um bom desempenho analítico nas determinações.

Palavras-chave: oleo essencial; Zingiber officinale Roscoe; avaliação físico-química.

ABSTRACT

Objective: This study evaluates the chemical-physical properties of essential oil Zingiber officinale Roscoe rhizomes that are found in the Municipality of São Luís, Maranhão.
Methods: Quantitatively extracted essential oil by hydrodistillation. The physicochemical properties of the essential oil (density, refractive index, solubility, color and appearance). It was analytically characterized by means of infrared spectroscopy (FTIR) and mass spectometer-coupled gas chromatography(GC-MS).
Results: Oil yield was 0.52 % by weight per volume, which allowed the identification of 18 components, with significant presence of α-zingibereno which was immediately confirmed by spectroscopic techniques.
Conclusion: In the identification of the major and other components, as well as their quantifications, the techniques were accurate and efficient, providing good performance in the analytical determinations.

Keywords: Essential oil; Zingiber officinale Roscoe; physical-chemical assessment.

RESUMEN

Objetivo: este estudio evalúa las propiedades físico-químicas del aceite esencial de Zingiber officinale Roscoe rizomas que se encuentran en el Municipio de São Luís, Maranhão.
Métodos: se extrajo cuantitativamente el aceite esencial por hidrodestilación. Se determinaron las propiedades fisicoquímicas del aceite esencial (densidad, índice de refracción, solubilidad, color y apariencia). Se caracterizó analíticamente el aceite por espectroscopia infrarroja (FTIR) y cromatografía de gaseosa acoplada a espectrómetro de masas (GC-MS).
Resultados: el rendimiento de aceite fue de 0,52 % en peso por volumen, lo que permitió la identificación de 18 componentes, con la presencia mayorítaria del α-zingibereno que se confirmó por técnicas espectroscópicas.
Conclusión: en la identificación del componente principal y los otros componentes, así como su cuantificación, las técnicas fueron precisas y los métodos eficientes, proporcionando un buen desempeño analítico en las determinaciones.

Palabras clave: aceite essencial; Zingiber officinale Roscoe; evaluación físico-químico.

INTRODUÇÃO

O gengibre, cientificamente conhecido como Zingiber officinale Roscoe, foi primeiramente descrito em 1807, pelo botânico inglês William Roscoe. Pertencente à família Zingiberaceae, a qual engloba mais de 1 200 espécies de plantas incluídas em 53 gêneros, o gênero Zingiber, inclui aproximadamente 85 espécies.

A planta do gengibre é herbácea, perene e produz um rizoma articulado, carnoso, revestido de epiderme rugosa e de cor pardacenta. O rizoma do gengibre apresenta corpo alongado, um pouco achatado, com uma coloração que vai do amarelo couro à marrom brilhante, é estriado na longitudinal, algumas vezes fibroso, com terminações conhecidas como "dedos" que surgem obliquamente dos rizomas. Internamente, de cor marrom-amarelada, apresenta uma endoderme amarela, com numerosos feixes fibrovasculares e abundantes células oleaginosas contendo oleoresina e 0,5 % a 1,5 % de óleo essencial. Apresenta odor agradável e aromático e sabor fortemente pungente.^1,2

A cultura do gengibre apresenta uma exploração econômica relevante na forma in natura.³ No entanto, o uso dos rizomas para a obtenção de óleos essenciais, extrato e concentrados de gengibre tem despertado interesse da indústria farmacêutica e cosmética pelos seus princípios ativos.^4,5

Nesse contexto, este trabalho avalia as características físico-químicas do óleo essencial Zingiber officinale Roscoe (gengibre) do Munícipio de São Luís.

MÉTODOS

Os rizomas de gengibre foram obtidos em supermercado da rede varejista de São Luís, identificados como Zingiber officinale Roscoe, registrado no Herbário Ático Seabra (SLS) da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) sob o número de registro 1 125 e levados ao laboratório de Físico-Química de Alimentos do Pavilhão Tecnológico da Universidade Federal do Maranhão (UFMA), para extração do óleo essencial.

Para a extração do óleo essencial do Zingiber Officinale Roscoe, 400 g desse rizoma foi pesado e triturado. Em seguida, esse material foi transferido para um balão de fundo redondo com capacidade de 6 000 mL, onde efetuou-se a adição de água destilada (proporção de 1:10) e o acoplamento ao extrator de Clevenger.

Em seguida ligava-se a manta elétrica e mantinha-se a temperatura em 100 ºC. Após 3,5 horas encerrava-se a destilação recolhendo-se o óleo essencial. O óleo foi seco por meio de percolação em sulfato de sódio anidro. Essas operações foram realizadas em triplicatas e as amostras armazenadas em ampolas de vidro âmbar sob refrigeração para evitar possíveis perdas de constituintes voláteis. Posteriormente esses óleos foram submetidos às análises.

O rendimento do óleo essencial foi expresso em porcentagem na relação massa/volume pela medida da densidade, observando o volume (mL) de óleo essencial obtido após a extração do óleo por massa (g) de material vegetal, conforme descrito pela Farmacopeia Brasileir⁶ e Fabrowski.⁷

As propriedades físico-químicas do óleo essencial determinadas foram: densidade, solubilidade em etanol a 70 % v/v, índice de refração, cor e aparência; já as análises químicas utilizaram as técnicas de Cromatografia a Gás Acoplada a Espectrometria de Massas e Análise Espectrométrica Vibracional na Região do Infravermelho.

RESULTADOS

A figura 1 mostra o tempo máximo de extração do óleo estudado. Os parâmetros físico-químicos do óleo essencial são importantes na determinação e controle da qualidade. Os resultados são apresentados na t Tabela 1.

Os espectros na região do infravermelho do óleo essencial extraído do rizoma do gengibre em estudo e do óleo do gengibre retirado da literatura podem ser observados na figura 2, onde as bandas de absorção possuem as mesmas frequências.

A figura 3 apresenta o número de ondas dos principais estiramentos do óleo essencial de Zingiber officinale Roscoe.

Os espectros obtidos na Cromatografia a gás acoplada a Espectrometria de massa, a comparação com os dados da biblioteca do instrumento e a dedução dos fragmentos dos compostos voláteis no óleo essencial extraído do rizoma de Zingiber officinale Roscoe podem ser observados na figura 4.

O constituinte majoritário do óleo foi o α-zingibereno (sesquiterpeno) com 27,14 %, seguido pelo geranial (monoterpeno oxigenado) com 14,06 %, nerolidol (sesquiterpeno) com 13,51 %, neral (monoterpeno oxigenado) com 9,64 %, sesquifelandreno com 9,45 %, sabineno (monoterpeno hidrocarbono) com 5,23 %, canfeno (monoterpeno hidrocarbono) com 5,02 %, 1,8-cineol (monoterpeno oxigenado) com 4,35 %, curcumeno (sesquiterpeno) com 3,33 %, α-pineno (monoterpeno) com 1,46 %, do β-mirceno (monoterpeno) com 1,29 %, farnesol com 1,27 %, nerol (monoterpeno) com 1,07 %, 4,4-dimetil-2-pentinal com 0,80 %, terc-dodeciltiol com 0,71 %, 2-undecanona com 0,63 %, 1,1-diciclopropiletileno com 0,55 % e linalol (monoterpeno) com 0,50 %.

DISCUSSÃO

Segundo Mouchrek Filho⁸ o tempo de extração do óleo essencial é um dos principais parâmetros físico-químicos da indústria de essências, no que se refere à qualidade e à natureza econômica. Por isso, uma destilação rápida pode conduzir a um produto contendo predominantemente constituintes mais voláteis, porém destituído das melhores características; ao contrário, uma extração prolongada encarece o produto e também pode sobrecarregá-lo de compostos de aromas indesejáveis.⁹

O rendimento da extração foi calculado diante da quantidade de óleo que se obteve a partir de uma determinada massa do vegetal. Neste experimento partiu-se de uma massa de 400 g dos rizomas do Zingiber officinale Roscoe sendo obtido em média 0,25 mL de óleo. O rendimento massa por volume (m/v) foi de 0,52 % e a densidade encontrada é de 0,8280 g mL^-1.

Ao extrair o óleo essencial do rizoma do gengibre, Martins¹⁰obteve um rendimento de 0,37 % para um tempo de 4 horas, Tripathi e colaboradores¹¹ de 0,8 % e Maia e colaboradores ²¹num tempo de 7 horas ficou no intervalo de 0,56-0,92 %. Os volumes extraídos do óleo essencial estudado em relação aos da literatura estão bem próximos.

Conforme Özcan e Chalchat¹² a variação sazonal e a localidade são fatores importantes para diferentes variedades de plantas com relação aos rendimentos de extração encontrados na literatura.

Os valores da densidade para os componentes do óleo extraído dos rizomas do gengibre, ficaram no intervalo de 0,8282-0,9714 g mL.^10,13,14Já o índice de refração, os valores encontrados para esta análise foram no intervalo de 1,4826-1,5101.^10,11,14 No que diz respeito à solubilidade em álcool 70 %, cor e aparência, os valores obtidos nesse estudo para estas análises, tiveram valores idênticos aos da literatura.

Comparando os valores para o óleo essencial estudado com os da literatura, pode-se observar que há uma similaridade entre eles, no que diz respeito aos parâmetros analisados. As pequenas diferenças nos valores encontrados podem ser atribuídas a fatores como época de coleta e diferentes tipos de solo.

A absorção na região de 3000-2850 cm^-1 são atribuídas a estiramentos da ligação carbono - hidrogênio fortes que resultam de vibrações de alquenos. Na região compreendida entre 1000-650 cm^-1, é decorrente de uma deformação angular simétrica do plano de =C-H de alquenos.¹⁵

O cromatograma do óleo essencial do Zingiber officinale Roscoe obtidos mostram os componentes majoritários e alguns minoritários.

Os resultados encontrados na presente pesquisa quanto à composição química do óleo essencial do gengibre revelaram que os mesmos foram semelhantes aos obtidos por Onyenekwe e Hashimoto¹⁶ que ao analisarem a composição do óleo essencial do gengibre nigeriano constataram que o α-zingibereno foi o componente majoritário com 29,54 % do total do óleo. Outros compostos como o β-sesquifelandreno (18,42 %), α-pineno (0,21 %), canfeno (0,61 %) e sabineno (traços) também foram identificados. Singh e colaboradores ²⁰ investigando sobre as atividades química, antioxidante e antimicrobiana do óleo e oleoresinas do gengibre identificaram cinquenta e sete componentes, representando cerca de 92,7 % do total do óleo, dentre estes o geranial (25,9 %), α-zingibereno (9,5 %), (E,E)-α-farneseno (7,6 %), neral (7,6 %), curcumeno (6,6 %), β-sesquifelandreno (5,1 %), 1,8-cineol (1,9 %) dentre outros.

Yu e colaboradores¹⁷ ao analisarem os componentes do óleo essencial do gengibre fresco pela cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa identificaram cerca de cinquenta e quatro compostos os quais incluíam o β-felandreno (22,84 %), α-zingibereno (15,48 %), canfeno (7,30 %), β-sesquifelandreno (5,54 %), geranial (5,25 %), e o α-pineno (2,13 %). Estes resultados foram semelhantes aos encontrados por Chrubasik e colaboradores¹⁸ que analisando o óleo essencial de gengibre usando a mesma técnica (CG-EM) identificaram sessenta e seis compostos dos quais o canfeno o β-felandreno e o 1,8 cineol foram os componentes majoritários. Outros constituintes incluindo o zingibereno, β- bisaboleno, β-sesquifelandreno e o α-ferneseno acíclico também foram identificados.

Langner e colaboradores¹⁹relataram que os componentes do óleo essencial de gengibre são caracterizados como sendo pertencentes principalmente ao grupo dos monoterpenoides (feniladreno, canfeno, cineol, geraniol, curcumeno, citral, terpineol, borneol) e sesquiterpenoides (α-zingibereno (30-70 %), β-sesquifelandreno (15-20 %), β-bisaboleno (10-15 %), α-farneseno, curcumeno, zingiberol).

Neste trabalho foram empregadas técnicas que formam um conjunto imprescindível para o estudo analítico de óleos essenciais. Os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas e dos métodos usados. Com as ferramentas disponíveis, foi possível caracterizar o óleo essencial dos rizomas do Zingiber officinale Roscoe. Na identificação do componente majoritário e dos demais componentes, bem como suas quantificações, as técnicas foram precisas e os métodos eficientes, proporcionando um bom desempenho analítico nas determinações.

Conflictos de intereses

Los autores declaran no presentar conflicto de intereses.

REFERÊNCAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recibido: 7 de diciembre de 2015.
Aprobado: 15 de diciembre de 2015.

Paulo Roberto Barros Gomes. Laboratorio de Pesquisa em Automação Analitica. Departamento de Química, Universidade Federal do Maranhão (UFMA), São Luís, Maranhão, Brasil. Telefone: (98)3272-8252.
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