Estudo sobre processos de extração e purificação de cafeína da erva-mate

Abstract

O mercado de cafeína extraída de produtos naturais vem apresentando crescimento devido ao aumento no consumo de produtos que utilizam esta matéria-prima como bebidas energéticas, fármacos e produtos cosméticos, logo novas formas de se obter o composto vêm sendo estudadas. A erva-mate, por possuir até 2% em massa de cafeína nas suas folhas, é considerada uma fonte alternativa para obtenção de cafeína, contudo é necessário desenvolver uma tecnologia capaz de produzir cafeína purificada. Portanto, este trabalho visa estudar quatro processos para promover a extração: extração por fluido supercrítico (EFS), campo elétrico moderado (CEM), processamento por alta pressão (PAP) e infusão; e quatro métodos de purificação: antissolvente supercrítico (SAS), sublimação e recristalização, fracionamento por cromatografia em coluna e extração líquidolíquido. O procedimento analítico utilizado para quantificar a cafeína resultante dos processos supracitados é a cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados demonstraram que todas as técnicas extrativas foram capazes de remover cafeína das folhas de erva-mate, porém a extração aquosa à pressão atmosférica demonstrou-se mais efetiva, removendo até 1,78% em massa de cafeína por massa de erva-mate. Já o processo por SAS e o fracionamento por cromatografia em coluna foram os que apresentaram os melhores resultados em relação à purificação, visto que prduziram cafeína com 95,3% e 99,0% de pureza, respectivamnte.

The caffeine market extracted from natural products is rising due to the increasing consumption of product that use caffeine as a raw material, therefore new ways to obtain caffeine are being studied. Drugs, cosmetic and energy drinks industries are example of industries that are growing and use caffeine in their process. Mate has caffeine up to 2% in mass in the leaves and it is considered as an alternative way to obtain caffeine. However, it is necessary to develop a technology able to extract and after that purify caffeine. Thus, this work aims to study four different extraction process: supercritical fluid extraction (SFE), modified electric field (MEF), high pressure processing (HPP) and infusion; and four purification methodologies: supercritical antisolvent (SAS), sublimation and recrystallization, fractionation by column chromatography and liquid-liquid extraction. To analysis the caffeine in all process HPLC were used. The results showed that all four technologies were able to extract caffeine from mate leaves, however the infusion extraction showed to be the most effective technique, extracting 1,78% mass of caffeine per mass of mate. SAS and fractionation by column chromatography showed the best result in terms of purity: 95. 3% and 99. 0%, respectively.