A fim de selecionar a massa molar do PEG, foram realizados estudos de partição com PEG 4000, 6000, 8000 e 10000. A composição das fases (%, m/m) de PEG (15,87% m/m) e sulfato de amônio (10,65% m/m) foi a mesma utilizada em todos os experimentos posteriores (extração multiestágios e aumento de escala).
A Tabela 7 apresenta resultados de concentração de antocianinas na fase topo e que esta aumentou quando a massa molar do PEG aumentou de 6000 para 8000, cujos valores foram de 11,37 mg L-1 no sistema formado com PEG 6000 para 13,20 mg L-1 no sistema formado com PEG 8000. Quando a massa molar do PEG aumentou para 10000, a concentração de antocianinas na fase topo manteve-se praticamente a mesma (13,64 mg L-1 no sistema formado por PEG 10000).
Podemos também observar na Tabela 7 que não foi possível determinar a concentração de antocianinas na fase fundo, pois estas não foram detectadas nesta fase e, como consequência, não foi determinado o coeficiente de partição e o rendimento de antocianinas na fase topo foi de 100% m/m, pois a antocianina particionou completamente para a fase topo.
A Tabela 7 também nos mostra que com o aumento da massa molar do PEG, houve um aumento no rendimento de açúcares na fase fundo, partindo do PEG 4000 cujo rendimento foi de 39,67% m/m até o sistema formado por PEG 8000, que teve um rendimento de 44,56% m/m.
Como o aumento da massa molar do PEG não teve influência na partição de antocianinas e sua influência no rendimento de açúcares na fase fundo foi pequena, PEG 8000 foi escolhido para a extração multiestágio devido a este apresentar maior rendimento de açúcares na fase fundo e por ter apresentado o menor coeficiente de partição de açúcares (K2 = 1,31).
De acordo com Jampani e Raghavarao (2015b), em sistema formado por PEG e sulfato de magnésio, o aumento da massa molar aumenta a concentração de antocianinas na fase topo, partindo de 0,59 mg/mL com PEG 1000 a 0,70 mg/mL com PEG 20000.
As propriedades hidrofóbicas ou hidrofílicas da biomolécula e do PEG influenciam na partição/separação através de SABs. A estrutura e a massa molar da biomolécula tem importante papel na partição, pois quanto maior a massa molar da biomolécula, mais esta particionará para uma única fase. A presença de anel aromático
na estrutura da antocianina permite a ocorrência de interações hidrofóbicas entre grupos –CH2 da biomolécula e grupos –CH2 do PEG.
O aumento da massa molar do polímero causa o aumento da hidrofobicidade, pois haverá menos grupos hidroxilas à medida que se aumenta a cadeia do polímero, favorecendo o efeito salting-out. A partição das antocianinas ocorre na fase rica em PEG devido à hidrofobicidade do PEG causada pelo anel aromático na estrutura das antocianinas (ZASLAVSKY, 1995; PATIL; RAGHAVARAO, 2007; JAMPANI; RAGHAVARAO, 2015b).
Portanto, PEG 8000 foi escolhido para estudos posteriores de extração multiestágios e aumento de escala por ter apresentado, entre todas as massas molares estudadas, maior rendimento de açúcares na fase fundo e menor rendimento de açúcares na fase topo. Apesar de esses valores estarem muito próximos aos valores apresentados pelo SAB formado com PEG 10000, PEG 8000 foi selecionado entre este por apresentar menor viscosidade e facilitar a manipulação das fases e das análises.
Tabela 7 – Escolha da massa molar do PEG para SAB formado por PEG 8000/sulfato de amônio Massa Molar Fase (mg/L) C1 (%, m/m) R1 (mg/L) C2 K2 (%, m/m) R2 4000 Fundo Topo 14,42 2,1 100 0,0 440,86 2,9 N.D. - 289,90 3,6 1,52 0,6 60,33 0,3 39,67 0,4 6000 Fundo Topo 11,37 3,6 100 0,0 400,11 1,7 N.D. - 257,17 1,5 1,55 0,1 60,87 0,0 39,12 0,1 8000 Fundo Topo 13,20 1,9 100 0,0 454,88 3,2 N.D. - 347,34 3,8 1,31 0,6 55,44 3,1 44,56 3,8 10000 Fundo Topo 13,64 0,0 100 0,0 527,69 2,9 N.D. - 1,33 0,9 56,59 2,6 403,45 3,9 43,41 3,4
N.D. = Não-detectado; m/m = massa/massa; C1 = concentração de antocianinas; R1 = rendimento de
antocianinas; C2 = concentração de açúcares; K2 = coeficiente de partição de açúcares e R2 = rendimento
de açúcares
4.1.3 Extração multiestágios
Para avaliar a redução da concentração de açúcares foi realizada uma extração multiestágios e os resultados encontram-se na Tabela 8.
Jampani e Raghavarao (2015a) realizaram extração multiestágios em SAB formado por PEG 4000 e sulfato de magnésio com o objetivo de aumentar a pureza das antocianinas removendo assim, mais açúcares, em seu estudo de purificação e
concentração de antocianinas do repolho roxo. Eles concluíram que no quarto estágio o rendimento de antocianinas na fase topo (rica em PEG 4000) foi de 91,35% m/m e o rendimento de açúcares na mesma fase foi 3,56% m/m, mostrando que a extração multiestágios foi eficiente.
Já no estudo sobre separação e concentração de antocianinas do jamelão Chandrasekhar e Raghavarao (2015), verificaram que um estágio foi suficiente para se ter um rendimento de quase 100% de antocianinas na fase topo e um rendimento de 73,93% de açúcares na fase fundo. Após um quarto estágio, o rendimento de antocianinas na fase topo caiu para 91,9%.
Neste trabalho, foram analisadas as concentrações de antocianinas monoméricas totais, açúcares totais em cada estágio, além dos rendimentos de antocianinas e açúcares, coeficiente de partição de açúcares e remoção de açúcares em cada estágio.
A primeira extração foi realizada com um sistema formado por PEG 8000 (15,87% m/m) e sulfato de amônio (10,65% m/m) e podemos observar na Tabela 8 que novamente não foi detectada antocianinas na fase fundo, o que acarretou um rendimento de 100% m/m de antocianinas na fase topo e que houve maior concentração e rendimento de açúcares na fase topo.
O segundo estágio foi realizado com o contato da fase topo do primeiro estágio e a fase fundo de um sistema em branco. Nesse estágio, também não foram detectadas antocianinas na fase fundo, o que gerou num rendimento de 100% m/m de antocianinas na fase topo e que, apesar de ter ocorrido um aumento do rendimento de açúcares na fase topo, a concentração de açúcares na fase topo diminuiu, partindo de 454,88 mg L-1 na fase topo do primeiro estágio para 372,27 mg L-1 na fase topo do segundo estágio.
O terceiro estágio foi similar ao segundo. Novamente não foram detectadas antocianinas na fase fundo, o rendimento de antocianinas na fase topo foi de 100% m/m e ocorreu um aumento no rendimento de açúcares na fase topo, mas a concentração de açúcares diminuiu para 352,68 mg L-1.
O aumento no rendimento de açúcares na fase topo dos segundo e terceiro estágios ocorre por causa da redução da concentração de açúcares na fase fundo, que passou de 347,34 mg L-1 no primeiro estágio para 85,83 mg L-1 no segundo e em seguida diminuiu para 33,26 mg L-1 no terceiro.
A remoção de açúcares (R’0) foi calculada para se verificar a eficiência da extração multiestágios na remoção do açúcar do açaí tipo A. Através dos valores de R’0 apresentados na Tabela 8, um estágio foi suficiente para remover 99% dos açúcares presentes no açaí tipo A e após uma segunda e terceira extração, essa remoção manteve- se a mesma (99%).
Com isso concluímos que, apesar da diminuição da concentração de açúcares nas fases topo e fundo, um estágio em SAB formado por PEG 8000 e sulfato de amônio, pois a remoção de açúcares nos 3 estágios foi de 99% e por ter sido suficiente para particionar antocianinas do açaí tipo A, reduzindo sua concentração de açúcares na fase topo para uma concentração menor do que a inicial, que era de 17.033,16 mg L-1.
Tabela 8 – Resultados da extração multiestágios na partição de antocianinas do açaí tipo A para SAB formado por PEG 8000/sulfato de amônio Estágio Fase C1 (mg/L) (%, m/m) R1 (mg /L) C2 K2 (%, m/m) R2 (%) R’0 1° Fundo Topo 13,80 2,2 100 0,0 454,88 3,2 N.D. - 347,34 3,8 1,31 0,6 55,44 3,1 99,00 0,0 44,56 3,8 2° Fundo Topo 12,40 6,4 100 0,0 372,27 0,7 N.D. - 85,83 0,8 4,34 0,1 78,68 0,0 21,32 0,0 99,00 0,0 3° Fundo Topo 10,44 0,0 100 0,0 352,68 0,0 N.D. - 33,26 0,0 10,6 0,0 90,94 0,0 99,00 0,0 9,05 0,0
N.D. = Não-detectado; ; m/m = massa/massa; C1 = concentração de antocianinas; R1 = rendimento de antocianinas; C2 = concentração de açúcares; K2 = coeficiente de