Extração assistida por micro-ondas de compostos fenólicos e antioxidantes para aplicações cosméticas usando tecnologia baseada em poliol

Atualmente, há uma tendência global de conscientização ambiental na indústria da beleza, levando os fabricantes a se concentrarem em tecnologia verde para extração de componentes vegetais usando alternativas sustentáveis¹. Normalmente, solventes tradicionais, como etanol, metanol e hexano, são usados para extrair componentes fenólicos vegetais e antioxidantes naturais². No entanto, a presença de resíduos de solventes nos extratos vegetais representa um risco potencial para a saúde humana, induzindo irritação cutânea e ocular³, particularmente no que diz respeito à sua aplicação em cosméticos. Consequentemente, é desafiador eliminar esses resíduos de solventes dos extratos, um processo que demanda considerável investimento em tempo, energia e recursos humanos⁴. Recentemente, água superaquecida, líquidos iônicos, solventes eutéticos profundos e solventes bioderivados surgiram como abordagens promissoras para a extração de solventes verdes⁵. No entanto, seu uso ainda é limitado pela separação do produto em processos aquosos. Para enfrentar esses desafios, o desenvolvimento de extratos prontos para uso surge como uma solução viável⁶.

Os polióis são frequentemente usados em formulações cosméticas como umectantes devido à sua boa polaridade e capacidade de reter a umidade do ambiente⁷. Além disso, polióis como glicerina, propilenoglicol, butilenoglicol, metilpropanodiol, isopentildiol, pentilenoglicol, 1,2-hexanodiol e hexilenoglicol podem ser utilizados para extrações de plantas. São considerados solventes não tóxicos, biodegradáveis, ecologicamente corretos, não reativos e seguros para uso na extração de plantas⁸. Além disso, os polióis podem suportar o calor gerado durante a extração assistida por micro-ondas (MAE) devido aos seus pontos de ebulição e polaridade elevados⁹. Esses polióis são geralmente reconhecidos como produtos químicos seguros (GRAS) pela Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos. Ao contrário dos solventes convencionais, como etanol ou metanol, que podem exigir uma remoção rigorosa do extrato devido aos seus efeitos potencialmente nocivos, os polióis oferecem a vantagem de minimizar a energia, o tempo e os custos associados aos processos de remoção de solventes¹⁰. Isso não apenas agiliza o processo de extração, mas também aumenta a eficiência geral e a sustentabilidade do método de extração. Investigações anteriores empregaram polióis como propilenoglicol e butilenoglicol como solventes na extração de compostos bioativos de flores de Camellia sinensis ¹⁰ e polpa de café¹¹, revelando potencial significativo para seu papel como solventes alternativos sustentáveis no processo de extração de plantas. Assim, o desenvolvimento e a otimização contínuos de um sistema de solvente de polióis-água têm potencial para avanços significativos na química verde e em práticas industriais sustentáveis.

Geralmente, os compostos bioativos encontrados nas plantas são sintetizados como metabólitos secundários. Esses compostos podem ser categorizados em três grupos primários: terpenos e terpenóides, alcalóides e compostos fenólicos¹². Vários métodos de extração são utilizados em diferentes condições para isolar compostos bioativos específicos das plantas. Compostos bioativos de materiais vegetais podem ser extraídos usando técnicas convencionais ou não convencionais. Os métodos tradicionais incluem maceração, extração de refluxo e hidrodestilação, enquanto os métodos não convencionais consistem em extração assistida por ultrassom, extração assistida por enzima, extração assistida por micro-ondas (MAE), extração assistida por campo elétrico pulsado, extração de fluido supercrítico e extração de líquido pressurizado¹³. Esses métodos não convencionais são projetados para aumentar a segurança, utilizando solventes e auxiliares mais seguros, melhorando a eficiência energética, evitando a degradação dos componentes bioativos e reduzindo a poluição ambiental¹⁴.

Além disso, o MAE está entre as sofisticadas tecnologias verdes para extração de compostos bioativos de plantas. Os procedimentos convencionais de extração requerem quantidades significativas de tempo, energia e altas temperaturas, que com o tempo podem degradar compostos bioativos sensíveis ao calor¹³. Em contraste com as extrações térmicas convencionais, o MAE facilita a extração de compostos bioativos, gerando aquecimento localizado dentro da amostra, interrompendo as estruturas celulares e aumentando a transferência de massa, aumentando assim a eficiência da extração do composto. O calor é transferido de dentro das células vegetais por microondas, que operam nas moléculas de água dentro dos componentes da planta¹³. Além disso, o MAE avançou para melhorar a extração e separação de compostos ativos, aumentando o rendimento do produto, aumentando a eficiência da extração, exigindo menos produtos químicos e economizando tempo e energia, evitando a destruição de compostos bioativos¹⁵.

Esta pesquisa se concentra na extração de compostos fenólicos vegetais e antioxidantes naturais por meio de extração assistida por micro-ondas (MAE) usando diferentes tipos de polióis como solventes. O conteúdo fenólico total (TPC), o conteúdo total de flavonóides (TFC) e as atividades antioxidantes (DPPH, ABTS e FRAP) dos extratos de MAE à base de poliol são determinados. Além disso, o MAE à base de poliol é comparado com o MAE usando solventes convencionais, como água e etanol. Espera-se que esta pesquisa contribua para o desenvolvimento de tecnologia de extração ambientalmente sustentável para componentes naturais, promovendo a sustentabilidade reduzindo a dependência de produtos químicos perigosos, encurtando os tempos de processamento e minimizando o consumo de energia na produção de matérias-primas para aplicações potenciais na indústria de cosméticos.