Planejamento de um processo extrativo - Processos extrativos e controle de...
Lucas Rossi Sartori | comentários
Arquivado no curso de Farmácia na USP
Processos Extrativos em
Farmacognosia – fluxo de processo industrial
Farmacêutico Industrial rossisartori@yahoo.com.br
2 1. Processos extrativos mais comuns e suas particularidades.
O planejamento de um processo extrativo é uma etapa fundamental tanto no processo de produção da matéria prima vegetal quanto na etapa analítica de verificação química, pois diversas são as técnicas extrativas bem como são complexas as composições químicas das plantas.
Sendo assim, inicialmente deve-se considerar a finalidade do processo extrativo, que vamos aqui dividir em dois: a) Obtenção de extrato para posterior utilização na produção de medicamentos; b) Extração do analito da forma farmacêutica para análise qualitativa ou quantitativa;
OBS.: O extrato obtido conforme o item (a) pode e deve ser analisado quimicamente, no entanto neste ponto ele é considerado uma matéria-prima ou uma pré-matéria-prima – assim vamos designar – ou seja, o extrato que sofrerá algum tipo de modificação antes de ser incorporado à formulação farmacêutica (incorporação do extrato líquido à lactose para produção de extrato seco, por exemplo).
Extrato Bruto Quantificação e/ou Identificação
Obs.: O extrato bruto pode ser utilizado na formulação farmacêutica desta forma ou sofrer processos de purificação (isolamento de princípios ativos ou eliminação de impurezas) antes.
Estabilização e Secagem
Análise Imediata Material Fresco
Apesar de subdividirmos os tipos de processos extrativos em dois anteriormente devemos considerar que ambos possuem a mesma finalidade, ou seja, remover moléculas contidas em matéria sólida ou líquida através do contato direto com algum tipo de solvente. Sonaglio et al (2001) descreve o processo extrativo como sendo a retirada, de forma mais seletiva e completa possível, das substâncias ou fração ativa contida na droga vegetal, utilizando um líquido ou mistura de líquidos tecnologicamente apropriados e toxicologicamente seguros.
Para o atendimento destas exigências é de fundamental importância considerarmos três perguntas iniciais:
a) O que se pretende extrair? Qual o tipo de molécula à ser extraída? - Polares ou apolares?
- Ácidas ou básicas?
- Com utilização de calor? Há degradação?
- Qual o origem Biosintética? Flavonóide, tanino, antraquinona, óleos essenciais etc.
b) Do quê será extraído?
- Material vegetal (folha, flor, raiz, rizoma, caule, fruto etc) ou forma farmacêutica (comprimido, cápsula, creme, pomada, xarope, solução, suspensão etc)? - Composição histológica do material vegetal? (parede celular rígida ou sensível)
- Sendo material vegetal: está seco ou úmido? Está inteiro, moído, triturado? Qual a granulometria? c) Para quê será extraído?
- Obtenção de extrato bruto, purificação de extrato bruto, extração de forma farmacêutica?
Realizado este levantamento prévio, é possível propor um planejamento extrativo com as técnicas preconizadas. Dentre as mais utilizadas temos:
a) Maceração: consiste na imersão do material vegetal em um líquido extrator contido em recipiente fechado por um período determinado de tempo
(geralmente horas ou dias), em temperatura ambiente e apenas com agitação ocasional. Não há renovação do líquido extrator, logo não há esgotamento da matéria-prima vegetal.
Atenção: misturas hidroalcoólicas de concentrações inferiores à 20% podem ficar susceptíveis à proliferação microbiológica.
Este tipo de procedimento extrativo deve ser utilizado frente à duas características do material vegetal, sendo: (1) Alta concentração de substâncias ativas, e (2) ausência de estrutura celular (ex.: gomas, alginatos e resinas).
b) Percolação: esta possui grande semelhança com o processo de maceração, exceto pela renovação do líquido extrator, que ocorre de forma contínua e lenta. Deve-se optar pela percolação quando o material vegetal apresenta baixa concentração de substâncias ativas e/ou grande dificuldade de remoção dos mesmos devido à estrutura celular nos quais estão contidos. A figura 1 demonstra o esquema de um sistema de percolação.
septo poroso droga vegetal
Gotejamento Gotejamento
Figura 1. Sistema utilizado para extração por percolação.
Obs.: Na escolha do solvente extrator que será utilizado deve-se considerar fatores importantes, como toxicidade, riscos de manuseio, potencial poluente, estabilidade das moléculas extraídas neste meio, e obviamente o custo. Atenção: sempre consulte as FISPQ's (MSDS – Material Safety Data Sheet ou Ficha de Segurança de Produto Químico, disponibilizadas pelos fabricantes via internet).
Neste processo geralmente não há alteração de temperatura do sistema durante a extração, ou seja, é feita em temperatura ambiente.
c) Arraste por vapor de água: O arraste por vapor d'água ou destilação a vapor é o método mais difundido para a extração de óleos essenciais. O sistema consiste em um recipiente contendo água, que é aquecida e o vapor resultante desse processo é bombeado sob pressão para um outro recipiente, onde se encontra o material vegetal (figura 2). O calor do vapor faz com que as paredes celulares se abram. Dessa forma, o óleo que está entre as células evapora junto com a água e vai para o tubo de resfriamento. A fase oleosa não se mistura com a fase aquosa. Por serem mais leves, os óleos essenciais ficam concentrados sobre a camada de água, podendo ser facilmente separados.
No caso das produções de pequena escala, emprega-se o aparelho de Clevenger. O óleo essecial obtido, após separar-se da água, deve ser seco com sulfato de sódio
(Na2SO4) anidro. Preferencialmente, esse método tem sido utilizado na extração de óleos de plantas frescas. A Farmacopéia Brasileira (edição IV) preconiza o uso de um aparelho tipo Clevenger, com algumas modificações.
Figura 2: Aparelho de destilação tipo Clevenger d) Decocção: este processo utiliza principalmente a água como solvente extrator e consiste na imersão do material vegetal em água que é levada à ebulição por alguns minutos. Após este procedimento boa parte das substâncias ativas presentes no material é liberada para o líquido extrator. A utilização desta técnica se faz necessária em casos onde a estrutura celular na qual a substância desejada esta contida apresenta estrutura muito rígida ou também para a melhoria da solubilidade.
sólido do líquido extrator
e) Infusão: neste procedimento o material vegetal é imerso no líquido extrator - geralmente água – em temperatura próxima da ebulição porém sem que esta seja mantida. Após o resfriamento do sistema procede-se a separação do material 2. Controle de qualidade de fitoterápicos
O controle de qualidade de fitoterápicos engloba vários procedimentos que devem ser realizados durante as etapas do processo produtivo de um medicamento fitoterápico, tendo seu início antes da coleta do material e seu fim na liberação do produto em embalagem final para o consumidor.
Deve-se ter em mente também que a fiscalização de todos os procedimentos realizados durante o processo produtivo de um medicamento, dentre eles o controle de qualidade, e o agrupamento de todas estas informações constituem a denominada garantia de qualidade. Sendo assim, tem-se no controle de qualidade propriamente dito uma parcela constituinte da garantia de qualidade do produto final.
A seguir serão descritas brevemente alguns desses procedimentos de controle e garantia de qualidade, bem como alguns aspectos relacionados a cadeia produtiva do medicamento.
CULTIVAR: Como estamos tratando de medicamentos fitoterápicos, temos como matéria-prima organismos vegetais que fornecem substâncias farmacologicamente ativas. Devemos considerar que estas substâncias são produtos metabólicos da espécie vegetal, ou seja, moléculas pertencentes às rotas bioquímicas da espécie. A rota bioquímica de seres vivos, como o próprio nome diz, consiste na química da vida, ou seja, é o conjunto de todas as reações e transformações químicas ocorridas em um organismo com a função de manutenção da homeostase (entenda-se: equilíbrio biológico, biofeedback fisiológico).
É oportuno citar neste momento a grande biodiversidade vegetal e animal existente no planeta Terra, e em particular no Brasil onde já foram catalogadas aproximadamente 5.0 espécies vegetais, porém estima-se algo entre 350.0 e 550.0 (Simões, 2001). Percebe-se que ainda estamos iniciando o trabalho.
Consideremos então as 5.0 espécies catalogadas imaginando que cada uma possui organismos diferenciados, logo são 5.0 tipos de vida diferentes, o que nos leva a imaginar 5.0 rotas bioquímicas diferentes. Considerando cada rota bioquímica com n moléculas, temos aqui o número de substâncias que podem vir a ter algum tipo de atividade biológica, porém para sabê-las, somente através de testes. Acho que através destas informações dá pra se situar na vastidão de trabalho a ser feito.
Diante do exposto fica fácil entender a necessidade de se cultivar a espécie correta, visto que pequenos equívocos na identificação desta podem comprometer toda a cadeia produtiva devido às diferenças na composição química de espécies macroscopicamente similares. Por isso é importante diante do planejamento de uma cultura para produção de fitoterápicos a participação efetiva de competentes agrônomos e taxonomistas.