Capítulo de livro CBQNAT

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Este trabalho foi escrito por:

Karolline Krambeck 1,2*

1. UCIBIO— Applied  Molecular Biosciences Unit, MedTech— Laboratory of Pharmaceutical Technology, Department of Drug Sciences, Faculty of Pharmacy, University of Porto, Porto, Portugal

2. Associate Laboratory i4HB— Institute for Health and Bioeconomy, Faculty of Pharmacy, University of Porto, Porto, Portugal

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]

Resumo: Unos últimos tempos houve um incremento na utilização de produtos naturais e dentre eles, os óleos essenciais. Os óleos essenciais são oriundos do metabolismo secundário das plantas e possuem diversas funções como polinizadores, inseticidas e combatem os patógenos das plantas. Estes óleos possuem um forte aroma, são altamente voláteis, e devido a sua volatilidade acabam degradando. Para colmatar este fato, surgem propostas para prevenir esta degradação, sendo a encapsulação dos óleos essenciais uma alternativa. O objetivo deste trabalho foi fazer uma revisão sobre a encapsulação dos óleos essenciais, o método utilizado e quais as suas vantagens. Com o encapsulamento, notou-se que há um aumento da estabilidade, melhora na liberação do óleo essencial, aumento da validade do produto, prolongamento do aroma, bem como foi demonstrado em alguns estudos o aumento na atividade antimicrobiana. Foi observado que existem diversas técnicas de encapsulamento dos óleos, como a encapsulação por nanopartículas lipídicas, nanopartículas poliméricas, lipossomas, tendo um maior destaque para as ciclodextrinas. Devido as várias vantagens das ciclodextrinas, este método poderia ser mais utilizado, sendo que é barato, simples e possui muitas vantagens.

Palavras–chave: antimicrobiano, antioxidante, encapsulação, óleo essencial

Abstract: In recent times, there has been an increase in the use of natural products and among them, essential oils. Essential oils come from the plants secondary metabolism and have various functions such as pollinators, insecticides and combat plant pathogens. These oils have a strong aroma, are highly volatile and due to their volatility end up degrading. In order to overcome this fact, there are proposals to prevent this degradation, being the encapsulation of essential oils an alternative. The objective of this work was to prepare a review on the encapsulation of essential oils, the method used and its advantages. With the encapsulation, it was noticed that there is an increase of the stability, improvement in the liberation of the essential oil, increase of the validity of the product, extension of the aroma, as well as it was demonstrated in some studies the increase of the antimicrobial activity. It was observed that there are several techniques for encapsulation of oils, such as encapsulation by lipidic nanoparticles, polymeric nanoparticles, liposomes, with a greater emphasis on cyclodextrins. Due to the various advantages of cyclodextrins, this method could be more widely used, as it is cheap, simple and has many advantages.

Key Word: antimicrobial, antioxidant, encapsulation, essential oil

INTRODUÇÃO

Os óleos essenciais são moléculas aromáticas com baixo peso molecular, resultado do metabolismo secundários das plantas que possuem grande importância terapêutica e econômica. Nas plantas, possuem funções como auxiliar no combate dos patógenos, atração de insetos polinizadores, inseticida e sobrevivência da planta. Os óleos essenciais diferenciam-se dos óleos graxos devido a sua alta volatilidade (1–3).

A composição dos óleos aromáticos podem variar muito, desde poucos terpenos a moléculas muito complexas com mais de 100 compostos, cetonas, ésteres, aldeídos, cumarinas, e apresentam diversas atividades biológicas como antimicrobiano, antioxidante, antiviral, antifúngico, cicatrizante, vermifugo e inseticida (4–7). Estes óleos são produtos obtidos através de destilação por arraste de vapor d’água, hidrodestilação, extração com solventes orgânicos, microondas, extração com fluido supercrítico, enfloração e prensagem a  frio (3,8).

As plantas podem acumlar estes compostos voláteis e com alta pressão de vapor em partes específicas, isso depende de planta para planta. Por exemplo nas folhas, resina, flores, fruto e sementes.Geralmente os óleos essenciais são líquidos, somente em raros casos são sólidos a temperatura ambiente, como a cânfora. Os principais usos dos óleos essenciais estão na indústria farmacêutica, cosmética, alimentar, química e também na medicina alternativa, como é o caso da Aromaterapia (8,9).

Entretanto os óleos essenciais são altamente sensíveis e vulneráveis na presença de ar, umidade, altas temperaturas e luz. Nessa perspectiva, estratégias têm sido aplicadas para reduzir a evaporação de componentes voláteis e protegê-los da degradação, sendo que a encapsulação dos óleos essenciais tem sido muito abordada atualmente. O objetivo desta revisão de literatura é analisar os métodos de encapsulamento dos óleos essenciais mais utilizados atualmente, vantagens de sua encapsulação, bem como fazer um levantamento das plantas que contenham óleos essenciais mais utilizadas.

APLICAÇÕES DOS ÓLEOS ESSENCIAIS

Os principais óleos essenciais existente no mercado mundial são: mentol, eugenol, laranja, eucaplipto, limão, citronelal (2). O mentol é um dos componentes principais do óleo essencial retrirado das folhas de Menta (Mentha piperita L), e um dos mais utilizados para fins cosméticos e medicinais. É conhecido seu odor, aroma e sensação refrescante que fazem parte de diversos produtos (10). O mentol apresenta atividade inseticida, antioxidante, antimicrobiana e também uma alternativa aos pesticidas (11–13)

Carvacrol e timol são alguns dos componentes principais encontramos nos óleos essenciais do orégano e do tomilho. Após serem produzidos pela planta, desempenham um mecanismo de defesa química contra patógenos, pragas e condições climáticas. Para além de apresentarem atividade antifúngica, forte atividade antioxidante, antimicrobiana e inseticida (14). Relativamente as substâncias fenólicas como timol, carvacrol, cinamaldeído e eugenol são os elementos mais comuns em óleos essenciais com atividade antibacteriana significativa (15).

O óleo essencial extraído das folhas da planta Ocimum tenuiflorum, contém vários elementos, entre eles, eugenol, óxido de cariofileno e germacreno, e apresentam atividade antioxidante (16). O óleo essencial de manjericão também apresenta atividade antioxidante em estudos prévios, e desta-se que a bioatividade e o perfil do óleo essencial depende muito do ambiente, fatores geográficos e dos fatores genéticos da planta (17).

Em estudos realizados com óleo de açafrão do Marrocos, foi detectado diversos compostos voláteis, dentre os quais safranal, acetato de limoneno, α-terpinil, anetol e metileugenol estavam em maior quantidade. Estes compostos apresentaram atividade antioxidante através dos testes DPPH e ABTS (18). O óleo essencial de Origanum vulgare L. subsp. Glandulosum, proveniente da Tunísia, também apresentou atividade antioxidante, sendo que continham grande quantidade de p-cimeno e timol (19). O óleo essencial das plantas Schinus terebinthifolius e Siparuna guianensis,oriundas do estado de Tocantis, apresentaram atividade antioxidante em estudos anteriores (20).

O óleo essencial de melaleuca é extraído de suas folhas e possui grande uso na indústria cosmética pois previne a acne, possui esfeito esfoliante da pele e também é utilizado como hidratante capilar. Outro óleo essencial muito utilizado na cosmética é o óleo essencial de rosas, um potente hidratante, promove ação antirrugas e consegue desobstruir os poros da pele (21).

Diversos óleos essenciais extraídos de capim-limão, canela, palmarosa cravo, orégano, apresentaram atividade antifúngica. Acredita-se que alguns fatores ambientais, como temperatura e a atividade em meio aquoso, podem influenciar a atividade antifúngica dos óleos essenciais (7,22–24).

O óleo essencial de Curcuma zedoria Rosc. apresentou atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus, Corynebacterium amycolatum , Escherichia coli, antifúngica e forte atividade antioxidante (25,26). O óleo de funcho (Foeniculum vulgare) tamém apresenta atividade antibacteriana (27).

Foi relatado que o óleo essencial de laranja possui atividades antimicrobiana, antioxidante, cardioprotetora antifúngica, anticancerígena, neuroprotetora, antiinflamatória. Geralmente este óleo essencial é retirado da casca da laranja,e  em menor parte das folhas, por isso é importante reaproveitar as cascas das laranjas, um subproduto da indústria alimentícia, garantindo assim sua sustentabilidade (28,29).

MÉTODOS DE ENCAPSULAÇÃO

            Com os recentes avanços da nanotecnologia, é possível liberar o óleo essencial no local e momento correto. Para além disso, pode a melhorar a estabilidade, permeabilidade através das membranas, melhorar a solubilidade, citotoxicidade reduzida e também um aumento da atividade biológica. A encapsulação pode ser feita com lipossomas, nanopartículas lipídicas sólidas, nanocarreadores lipídicos, ciclodextrinas, nanopartículas poliméricas, microemulsão e nanoemulsão. Podemos resumir a encapsulação em aprisionar um composto dentro de outro, produzindo partículas de baixo diâmetro (21,30,31). Na tabela abaixo, encontra-se exemplos de óleos essenciais encapsulados.

O óleo essencial de orégano foi encapsulado com nanopartículas de quitosana, para isso foi utilizado duas etapas de preparação, primeiramente uma emulsão O/A e posteriormente uma gelificação iónica. Obteve-se pequeno tamanho de partícula (40-80 nm), e após ensaios de liberação in vitro apresentou um início rápido seguido de uma liberação lenta do composto (32). Em outro estudo utilizando quitosana, mostraram uma atividade antimicrobiana contra Aspergillus flavus aumentada do óleo essencial de  Mentha piperita encapsulada em nanogéis de quitosana-ácido cinâmico (33).

Outro exemplo de inclusão de óleo essencial en ciclodextrinas com notável aumento da solubilidade e liberação, foi realizado com os óleos essenciais eugenol, timol e carvacrol (34).

Os óleos essenciais, limoneno e carvona, obtidos da extração com fluido supercrítico da planta cominho, foram incorporados em Ciclodextrinas,  do tipo β-CyD, aumentando sua estabilidade, inibindo a volatilização,bem como aumentou a tolerância ao calor dos mesmos. A extração por fluido suprecrítico possui muitas vantagens, para além de barata, rápida, segura e não poluente quando usa CO2 como solvente (35). Também o  β-farneseno, um dos elementos mais volátil da camomila, pode ser protegido da volatilização,depois da liofilização, quando microencapsulado com ciclodextrinas do tipo β-CyD (37).

Em estudos anteriores, a fragrância de um perfume foi prolongada com a complexão em ciclodextrinas de linalol e acetato de benzila, aumentndo sua estabilidade e o prazo de validade de cosméticos (38).

CONCLUSÕES

Os óleos essenciais são amplamente utilizados para diversas atividades, tanto pela indústria alimentícia como conservantes, quanto para a indústria farmacêutica, como antimicrobianos, antifúngicos. Mas a indústria cosmética também utiliza muito os óleos essenciais, principalmente como antioxidante. Devido a grande demanda, na atualidade a nanotecnologia tem sido amplamente utilizada, devido a seu grande impacto que tem sobre a liberação do produto, podendo modificar a sua disponibilidade. Para além disso, os produtos baseados em nanossitemas conseguem aumentar a estabilidade do mesmo. Por fim, os óleos essenciais também têm mostrado resultados promissores com a nanotecnologia inovadora, potencialmente tratando a maioria das doenças tópicas.

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Maria Eduarda Alves da Paz *; Maria Eduarda Nobre do Nascimento ; João Bruno Guilherme Mendes ; Lucas Teixeira Carneiro ; Katiane Arrais Jales

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]

Resumo: Anacardium  occidentale conhecido popularmente como caju, é um fruto de grande incidência na região nordeste do Brasil, sendo bastante visado na obtenção de castanhas e polpa, de modo que o pedúnculo por apresentar elevado grau de perecibilidade acaba por se estragar resultante de condições inapropriadas de armazenamento ou pela senescência natural do fruto visto os elevados índices de produção. Desse modo o presente estudo, buscou avaliar os possíveis efeitos conservantes do óleo essencial de alecrim aplicado como revestimento, assim através de quatro tempos distintos (0, 5, 10 e 15) foram testados parâmetros de vitamina  C, carotenoides, fenólicos totais e DPPH. Os estudos mostraram que o pedúnculo do caju é rico em antioxidantes e que o revestimento aplicado obteve êxito no aumento da vida útil e na conservação dos antioxidantes por um tempo  maior que o pedúnculo do caju sem revestimento, tendo assim um grande potencial para utilização comercial do mesmo para o mantimento das características antioxidantes na pós-colheita do pedúnculo do caju.

Palavras–chave: óleo essencial de alecrim, vida útil, whey protein

Abstract: Anacardium occidentale popularly known as cashew, is a fruit of great incidence in the northeast region of Brazil, being very targeted in obtaining nuts and pulp, so that the peduncle, due to its high degree of perishability, ends up spoiling as a result of inappropriate storage conditions. or by the natural senescence of the fruit, given the high production rates. Thus, the present study sought to evaluate the possible preservative effects of rosemary essential oil applied as a coating, thus through four different times (0, 5, 10 and 15) parameters of vitamin C, carotenoids, total phenolics and DPPH were tested. The studies showed that the cashew apple is rich in antioxidants and that the applied coating was successful in increasing the shelf life and preserving the antioxidants for a longer time than the uncoated cashew apple, thus having great potential for commercial use of the product even for maintaining the post-harvest antioxidant characteristics of the cashew peduncle.

Key Word: rosemary essential oil, shelf life, whey protein isolate coating

INTRODUÇÃO

 Atualmente, a busca por embalagens que além de proteger os alimentos sejam sustentáveis, tem estimulado a inclusão de polímeros biodegradáveis na produção de embalagens, a fim de atenuar a poluição ambiental causada pelo uso de materiais sintéticos. Dentre as matérias-primas adequadas para a produção de filmes biodegradáveis cita-se amido de mandioca (1), amido de batata (2), amido de arroz (3), mucilagem de chia (4), zeína (5), ágar (6), gelatina (7), glúten de trigo (8), proteínas de soro de leite (9), colágeno (10) e metilcelulose (11).

Revestimentos comestíveis e/ou filmes ativos que mesclam proteínas, polissacarídeos e extratos e/ou óleos essenciais de plantas tem chamado a atenção das pesquisas (12, 13, 14), por produzirem filmes estruturados com propriedades funcionais muito eficazes na conservação e melhoria da qualidade de alimentos ricos em gorduras (15, 16).

Pesquisas demonstram que os óleos essenciais, se destacam nesse contexto, por interagirem diretamente com os alimentos, aumentando sua vida útil, além de manter seus aspectos nutricionais e sensoriais durante o armazenamento. O óleo essencial de alecrim (Rosmarinus officinalis L.) tem despertado o interesse das pesquisas por suas moléculas bioativas, como o p-cimeno, α-pineno, β-cariofileno, 4-terpineol, γ-terpineno (17), e ativos de maior concentração como timol e caracol (18, 17, 19).

Uma das grandes dificuldades enfrentadas na comercialização de cajus in natura, está relacionada a alta perecibilidade dos pedúnculos de cajus. Os pedúnculos possuem uma estrutura delicada, ricos em água e nutrientes, e sob temperatura ambiente perde sua firmeza rapidamente, reduzindo significativamente sua vida pós-colheita. Vários estudos que visam prolongar a vida útil pós-colheita dos pedúnculos de cajus têm sido realizados, como redução de temperatura de armazenamento (20) e o tratamento de pedúnculos de cajus com cálcio sob refrigeração (21). Até o momento há poucas pesquisas que visam aumentar a vida pós-colheita de cajus in natura por meio de revestimentos comestíveis antimicrobianos, que funcionem como barreira física a sinérese e a degradação fúngica típica dos frutos in natura.

Assim, devido a importância cultural e socioeconômica da cajucultura para a região nordeste, ainda há um baixo aproveitamento dos pedúnculos de cajus, ocorrendo um desperdício de 80% a 90% da sua produção, e a consequente subutilização desses frutos ricos em vitamina C e minerais. A presente pesquisa se justifica por investigar novas tecnologias de revestimento ativo, com propriedades de barreira expressivas e potencial antimicrobiano, sob refrigeração, que contribua para o aumento da vida pós-colheita de cajus para a comercialização in natura.

MATERIAL E MÉTODOS

Matéria-prima

Isolado de whey protein comercial, com 92% (p/p) de proteína. ACTIVE WM (product n°AJ301402, lote n°00.02.03) contendo transglutaminase de Streptoverticillium independente de Ca2+ obtido da Ajinomoto Co. (Brasil).  Pectina de frutas cítricas (baixo teor de metoxilação), com 9,4% metoxilação (Dinâmica), Gelatina (Dinâmica), Glicerol (Merck).

Foi utilizado um preparado enzimático ACTIVA®YG recomendado para derivados lácteos, com atividade enzimática declarada de 100 U.g-1, da Ajinomoto do Brasil, Indústria e Comércio de Alimentos Ltda. (São Paulo, SP, Brasil).

Os cajus foram obtidos no comércio local da cidade de Sobral, Ceará. Logo após foram levados para o Laboratório de Análises Bromatológicas do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – IFCE, Campus de Sobral para o início dos experimentos.

Desenvolvimento dos revestimentos

O filme blenda de whey protein (WP) e pectina (Pec) controle, foi formulado a partir das duas soluções preparadas separadamente. A solução de whey protein (SWP) foi formulada com 1,2g de WP, 0,36 g de glicerol e 3% de gelatina para 25 mL de água destilada. A solução de Pec (SPec) foi elaborada por 1,2 g pectina e 0,36 g de glicerol que foi dissolvido em 25 mL de água destilada. Ambas as soluções foram agitadas por 2 h em temperatura ambiente (20°C) para a hidratação completa das macromoléculas. A SWP foi aquecida em banho-maria sob agitação constante a 80 °C por 25 min para desnaturação das proteínas, enquanto a SPec sofreu agitação sob aquecimento constante de 80 °C por 3 min, para solubilização da pectina em água.

Foram elaboradas três formulações de revestimento, revestimento controle (WP/Pec/TGase), revestimento ativo 1 (WP/Pec/TGase/1%OE) e revestimento ativo 2 (SQ/Pec/TGase/2%OE).

Preparação e armazenamento dos cajus

Foram selecionados 24 cajus maduros com coloração uniforme entre vermelho-amarelo. Os frutos foram sanitizados com água estéril a 100 ppm/15 min., dispostos em grades suspensas para secagem deles, até o momento da aplicação dos revestimentos controle e ativos.

Na aplicação dos revestimentos cada solução foi colocada em becker sob agitação com barra magnética a temperatura controlada de 25°C. Cada caju foi suspenso pela castanha e imerso manualmente na solução do revestimento correspondente por 1 minuto. Os cajus revestidos foram dispostos em grades suspensas para secagem e armazenados em embalagens de polietileno, sendo dois cajus para cada tempo de armazenamento (0, 5, 10, 15 dias) e cada tempo com revestimento controle, ativo 1 e ativo 2.

Parâmetros físico-químicos e quantificação de compostos ativos

Para quantificação de compostos ativos, nos cajus revestidos sob refrigeração foram: (a) Vitamina C total, quantificada por método titulométrico com o reagente 2,6-diclofenol indofenol (22); (b) Carotenóides totais, segundo a metodologia de Rodriguez-Amaya (23), com adaptações; (c) Fenólicos totais, determinados pelo método espectrofotométrico Folin-Ciocalteu (24); (d) Atividade antioxidante por redução do radical livre DPPH, realizada de acordo com a metodologia descrita por Mensor et. al. (25) com adaptações. Os valores de CE50 foram calculados a partir da regressão linear das curvas %AA obtidas para todas as concentrações do extrato. O %AA e CE50 para todos os extratos foram obtidos considerando o valor médio dos ensaios em triplicata.

Análise de dados

Os resultados foram tabulados em planilha eletrônica Excel para obtenção das médias e desvio padrão. Para comparação das médias, foi realizado teste de Tukey a 5% de significância, utilizando o software Statistica v.10.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na Tabela 1 são apresentados os valores médios de Vitamina C de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.

O teor de vitamina C para o tratamento controle variou de 189,38 à 141,28 mg de ácido ascórbico.100g-1, no tratamento 1 variou de 204,37 à 157,49 mg ác. ascórbico. 100g-1, e no tratamento 2 de 220,96 à 94,17 mg ác. ascórbico. 100g-1.

Onias et. al. (26), ao estudarem um revestimento biodegradável à base de Spirulina platensis na conservação pós-colheita de goiaba Paluma, notaram que houve uma perda gradual ao longo do tempo de avaliações, ou seja, a aplicação de Spirulina platensis no revestimento não foi capaz de inibir a queda de AA no decorrer do tempo estimado de estudo (0, 3, 9 e 12 dias), diferentemente do presente estudo, onde no “controle” e no “tratamento 1”, ocorre uma queda do tempo 0 ao tempo 5, um aumento entre 5 e 10 e uma queda do 10 ao 15, enquanto isso, no “tratamento 2” ocorre apenas a diminuição gradual de AA do tempo 0 ao tempo 15.

Ao estudar revestimento à base de quitosana, Hong et. al. (27), observaram que houve a inibição da redução de vitamina C em goiabas em contrações de 1 e 2%, porém, em concentração de 0,5 e controle essa inibição não foi possível, diferentemente do estudo atual, no qual a concentração de 2% de óleo de alecrim não foi capaz de inibir essa degradação, fazendo com que a concentração de 1% deste óleo seja a mais ideal para inibição da queda de AA nos frutos revestidos.

Na Tabela 2 são apresentados os valores médios de Carotenoides Totais de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.

O teor de carotenoides totais para o tratamento controle variou de 140,74 à 50,09 μg equivalente β-caroteno/g-1, no tratamento 1 variou de 131,06 à 38,58 μg equivalente β-caroteno/g-1, e no tratamento 2 de 11,71 à 46,21 μg equivalente β-caroteno/g-1.

Verifica-se uma redução no teor de carotenoides durante o tempo de armazenamento nos três tratamentos, isso ocorre devido durante o amadurecimento dos pedúnculos de cajus ocorrer a conversão dos carotenoides em antocianinas gerando a redução natural desse pigmento amarelo. Em relação a quantidade inicial, ao fim do armazenamento observa-se redução de 64,41%, 70,56% e 58,63% da quantidade de carotenoides nas amostras controle, T1 e T2, respectivamente. A amostra T2, portanto, apresentou uma maior retenção dos carotenoides, provavelmente em razão da maior quantidade de óleo essencial de alecrim e de sua atividade antioxidante.

Os carotenoides são os principais pigmentos responsáveis pela cor dos frutos e sucos de caju, principalmente a β-criptoxantina e o β-caroteno (28). Os benefícios relacionados ao seu consumo estão relacionados à sua atividade biológica como atividade  antioxidante, antienvelhecimento, proteção cardiovascular, anticâncer, entre outros (29). Além disso, uma vez que o β-caroteno é absorvido, ele pode ser convertido em retinol, que é a forma ativa da vitamina A (30).

Desta forma, a RDC nº 269, de 22 de setembro de 2005, que aprova o Regulamento Técnico sobre a ingestão diária recomendada (IDR) de proteína, vitaminas e minerais (31), não apresenta valores para consumo diário de β-caroteno, mas o representa a partir de sua equivalência em µg de retinol, onde cada 1 µg de β-caroteno corresponde a 0,167 µg de retinol, sendo estabelecido um IDR de 600 µg para indivíduos adultos.

Portanto, a partir da conversão dos resultados obtidos, mesmo do menor valor obtido ao fim do armazenamento, seriam necessários cerca de 93,17 g de caju (o equivalente a uma unidade de caju) para suprir a recomendação de ingestão diária de vitamina A. Logo, presume-se que, embora tenha ocorrido considerável redução do teor de carotenoides ao longo do armazenamento, os três tratamentos apresentaram quantidades ótimas para suprimento de sua necessidade diária de consumo.

Na Tabela 3 são apresentados os valores médios de Compostos Fenólicos de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.

O teor de compostos fenólicos para o tratamento controle variou de 90,82 à 33,55 mg AG/100g-1, no tratamento 1 variou de 65,36 à 18,09 mg AG/100g-1, e no tratamento 2 de 73,55 à 14,45 mg AG/100g-1. Em trabalhos de Braga et. al. (33) pode-se observar que os resultados iniciais estiveram no intervalo de  102,91 mg EAG/100g a 284,21 mg EAG/100g, o mesmo autor ainda explica que o conteúdo de fenólicos totais pode variar de pedúnculo para pedúnculo, devido a peculiaridades relacionadas ao solo, clima, estação de crescimento, armazenamento pós-colheita e extração, como também em resposta de defesa da planta.

Na base de alimentação saudável é possível identificar diversos alimentos que contém bioativos em sua composição, sendo o caju uma importante fonte desses compostos (34, 35). Em alimentos, um antioxidante bem presente em frutas cítricas são os compostos fenólicos que são responsáveis por diversas funções, entre elas, a adstringência, aroma e apresentam propriedades antioxidantes (36).

Observa-se que no presente estudo os compostos fenólicos conseguiram manter-se estáveis entre o dia 0 e dia 5 em todos os tratamentos aplicados no pedúnculo do caju. Consequentemente, o papel dos tratamentos utilizados é a estabilização desses compostos após o dia 5, sendo que o controle no tempo 10 já havia degradado, quase que completamente, o conteúdo de polifenóis. No tratamento 1 e 2 observou-se que o revestimento conseguiu manter os compostos fenólicos estáveis até o dia 10 observando uma queda acentuada apenas no dia 15, assim os revestimentos obtiveram êxito  aumentando o tempo de ação dessa classe de antioxidantes.  

Na Tabela 4 são apresentados os valores médios de DPPH de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.

O teor de DPPH EC50 para o tratamento controle variou de 0,98 à 2,65 mg.mL-1, no tratamento 1 variou de 1,41 à 0,18 mg.mL-1, e no tratamento 2 de 1,25 à 1,52 mg.mL-1.

Conhecido por se tratar de um método de determinação de ação antioxidante em insumos naturais, se baseando no sequestro do radical livre 2,2- difenil-1-picril- hidrazila ou DPPH, demonstrando ações à frente de espécies radiculares específicas ou antioxidantes. Dessa forma o DPPH sofre redução para a forma de difenil-picril-hidrazina passando da coloração púrpura para o amarelo, associada ao decaimento da absorbância em uma banda de 520 nm (37, 38, 39). Desde sua primeira aplicação até os dias atuais ele tem sofrido modificações como a utilização de diferentes solventes junto ao radical DPPH, diferenças nas concentrações do radical ou alíquota, assim como o tipo da mesma, mudanças significativas nos tempos de reação ou nas absorbâncias, o que dificulta a comparação como outros resultados pôr eles apresentarem protocolos que variam de acordo com as especificidades requeridas (40).

Desse modo, de forma a simplificar os resultados, os mesmos podem ser interpretados levando como base o equivalente que por sua vez inibe 50% do radical inicial de DPPH (CE50) para uma melhor interpretação dos dados de DPPH (41). Assim foi possível observar certas variações entre os tempos de uma mesma amostra assim como diferenças entre amostras distintas, no caso das amostras controle e a T2, comportamentos de semelhança estatística foram observados, uma vez que ocorre picos nos valores atingidos no tempo 10 que é precedido por um leve queda se assemelhando aos valores antes relatados no tempo 5, dessa forma mantendo os valores constantes no intervalo que se deu entre os tempos 5 e 15 com destaque para a amostra T2 que por sua vez apresentou valores estatísticos menores logo com maior capacidade antioxidante.

 Para a amostra T1 também foram relatados decaimentos nos valores, desta vez se  iniciando no tempo 10 até o 15, o que demonstra um aumento linear na atividade antioxidante elencado ao menor valor encontrado no tempo 15 se diferenciando estatisticamente das amostras C e T2. Como tanto os tratamentos 1 quanto 2 obtiveram diferenças estatísticas menores que a amostra controle, logo com atividade antioxidante maior, podem ter ocorrido certas migrações de compostos do revestimento para o pedúnculo aumentando sua atividade antioxidante. Assim como relatado nos trabalhos de Durigan et. al. (42) e Zhang et. al. (43), os autores mencionam a melhora na composição de frutos que por sua vez, foram revestidos por algum tipo de revestimento bioativo, assim pressupondo a migração de compostos que passam a fazer parte do fruto, tais como os que apresentam na atividade antioxidante.

CONCLUSÕES

O óleo essencial de alecrim contém potencial preservativo quando aplicado em alimentos. Nesse contexto, nesse contexto observou-se que os tratamentos utilizados foram de extrema importância para a manutenção da capacidade antioxidante do pedúnculo do caju, destacando-se o tratamento 1, contendo 1% de óleo essencial de alecrim, que se mostrou bastante efetivo na manutenção da vitamina C, carotenoides, compostos fenólicos e na redução da liberação de radicais livres.  Trazendo assim, uma alternativa na conservação do pedúnculo do caju, auxiliando na vida de prateleira dele.

AGRADECIMENTOS

O presente trabalho foi realizado com o apoio do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – Campus Sobral.

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Maísa Fernanda dos Santos Barbosa1 ; Carlos André de Souza2 *; Paulo Henrique de Oliveira Miranda1 ; Rogério de Aquino Saraiva3

1Universidade Federal de Pernambuco – UFPE

2Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE

3Universidade Federal do Cariri – UFCA

*Autor correspondente (Corresponding author) –E-mail: [email protected]

Resumo: Este capítulo consiste numa revisão sistemática sobre o potencial do gênero Erythroxylum P. Browne para a terapêutica moderna, visto que as últimas já se encontram ultrapassadas. Descrevemos as atividades farmacológicas investigadas nos últimos anos, fornecendo boas pistas para os pesquisadores em produtos naturais que buscam moléculas bioativas pelo critério da quimiossistemática.  

Palavras–chave: Produtos Naturais, metabólitos bioativos, quimiossistemática, Farmacognosia. 

Abstract: This chapter consists of a systematic review on the potential of the genus Erythroxylum P. Browne for modern therapeutics, since the latter are already outdated. We describe the pharmacological activities investigated in recent years, providing good leads for researchers in natural products who look for bioactive molecules by the criteria of chemosystematics.

Key Word: Natural products, bioactive metabolites, chemosystematics, Pharmacognosy.

INTRODUÇÃO

O gênero Erythroxylum P. Browne possui distribuição pantropical. As espécies deste taxa possuem uma variedade de alcaloides tropânicos que se destacaram como candidatos a fármacos [1]. Muitos estudos demonstram o potencial bioativo destas moléculas, assim como também de  flavonoides e terpenoides provindos do gênero [2]. 

A cocaína é o exemplo mais conhecido de alcaloide extraído de Erythroxylum coca, planta utilizada como terapêutica na medicina popular (e durante muito tempo na clássica também). Ela se transformou em um sério problema de saúde pública, pois causa dependência química devido a sua ação simpaticomimética indireta, bloqueia o transportador pré-sinaptico de dopamina, aumentando os níveis de dopamina, serotonina e noradrenalina, intimamente relacionadas com o mecanismo de recompensa e adição [3]. Obviamente, estes afeitos só foram descobertos após a sua ampla utilização. Este evento é um dos muitos que serviram de alerta para toda a comunidade da farmacologia, que passou a ter uma maior preocupação com os efeitos toxicológicos das plantas utilizadas. 

Durante muito tempo a indústria farmacêutica explorou a diversidade de moléculas fornecidas pelos organismos vivos, mas apenas em 2003 ela foi apresentada para a comunidade científica como a quarta fonte de biodiversidade, a biodiversidade molecular, que pode ser definida como a riqueza de moléculas encontrada na vida. Conhecer essa diversidade é o elemento chave para a implantação de estratégias de uso sustentável desse recurso, não apenas no que diz respeito às moléculas de interesse para a indústria farmacêutica, mas para toda e qualquer atividade que faça uso das biomoléculas, visto que elas são fundamentais para a sobrevivência e evolução das espécies, filos e ecossistemas [4]. As taxas de extinção também estão relacionadas com a diversidade molecular e as variações ambientais. Quanto menor a diversidade de moléculas e quimiotipos, maior a probabilidade de extinção em condições adversas [5]. Diante do exposto, atualmente é exigido dos pesquisadores que exploram este recurso um maior envolvimento em todas as questões que o permeiam, não apenas com foco em sua utilização, mas também em sua conservação, isto é, um uso sustentável desta quimiodiversidade.

O presente estudo consistiu em uma pesquisa exploratória nas plataformas “Web of Science”, PubChem”, “PubMed” e “Scholar Google”. Foi realizado um levantamento dos artigos sobre o potencial terapêutico dos produtos extraídos das espécies deste gênero.  Após este levantamento, foi realizada a triagem dos artigos, onde foram escolhidas as publicações mais recentes e relevantes a este estudo e, por fim, a compilação dos resultados. 

FITOQUÍMICA DO GÊNERO

De acordo com os estudos realizados, os alcaloides tropânicos são os principais metabólitos secundários encontrados no gênero Erythroxylum. Embora eles sejam a maioria, alguns autores não detectaram a presença desses compostos em determinadas espécies, como por exemplo o estudo de Negri et al. (2016) com E. vaccinifolium, apesar de ter sido relatada a presença destes em outro estudo com a mesma espécie feito por Zanolari et al. (2003). Negri at al. (2016) argumentam que as condições utilizadas poderiam não ter sido adequadas para a extração de alcaloides tropânicos, como as condições de pH por exemplo, logo, é necessário que se tenha em mente a finalidade do estudo antes de escolher a melhor metodologia de extração [6,7].

Uma revisão de Oliveira et al. (2010) faz uma compilação do conhecimento sobre os dados espectrais de ¹³C-NMR de 186 alcalóides tropânicos, distribuídos em 35 espécies do gênero Erythroxylum, informações que podem orientar os estudos para a detecção destas moléculas, visto que a estrutura molecular de muitos dos alcaloides isolados ainda não foi totalmente elucidada [8].

Conhecer estas moléculas é o caminho para compreender a evolução das espécies desta família, a biossíntese dessas estruturas e, principalmente, como elas interagem com os componentes abióticos e bióticos do ecossistema [5]. Não existe nenhum estudo com espécies desta família que aborde o valor adaptativo destas moléculas e como elas interagem com o ambiente, embora esta seja a melhor forma de traçar estratégias de conservação para o uso seguro deste recurso. Os estudos ecológicos que abordam estas interações com o ambiente ainda são raros.

Múltiplas variáveis, bióticas e abióticas, produzem respostas adaptativas na produção dos metabólitos pela planta, como herbivoria, radiação, disponibilidade de água, entre outras. Membros de uma mesma espécie podem se diferenciar em quimiotipos, produzindo moléculas distintas que são o ponto chave dos eventos de especiação, pois conferem as diferenças adaptativas sobre as quais a seleção natural atua formando novas espécies. As taxas de extinção também estão relacionadas com a diversidade molecular e as variações ambientais. Quanto menor a diversidade de moléculas e quimiotipos, maior a probabilidade de extinção em condições adversas [5].

A biossíntese de alguns metabólitos secundários pode ser restrita a uma única família, a um gênero ou a uma única espécie. Esses metabólitos são inclusive muito utilizados na quimiotaxonomia, porque refletem a filogenia do grupo [9,4]. Griffin e Lin (2000) discutem a quimiotaxonomia dos alcaloides tropânicos de Erythroxylaceae e descrevem a sua distribuição geográfica. O estudo também inclui as famílias Solanaceae, Proteaceae, Euphorbiaceae, Rhizophoraceae, Convolvulaceae e Cruciferaceae [10]. Posteriormente, Simone et al. (2008) também fez uma revisão sobre os alcaloides tropânicos nestas mesmas famílias e ainda inclui Moraceae [11].

Todos estes estudos sobre os alcaloides não são em vão, eles refletem o quão são complexas essas vias biossintéticas e, por isto, são tão difíceis de prever parentescos. Além disso, a seleção natural pode utilizar fontes distintas para produzir moléculas com estrutura e ações biológicas similares. No estudo de Jirschitzka et. al. (2012), por exemplo, há evidências de que os alcaloides tropânicos evoluíram de forma independente nas famílias Erythroxylaceae e Solanaceae, um caso curioso de evolução convergente [12]. Todavia, as origens filogenéticas dos alcaloides tropânicos no gênero Erythroxylum aparentemente são as mesmas. Ainda é cedo para afirmar, mas algumas evidências suportam o conceito de etapas biossinteticas comuns, como a ocorrência simultânea de uma estrutura de 3α-hidroxi ou 3β-hidroxitropano, calisteinas, cocaína, outros alcaloides e nicotina [13].

Apesar dos pontos positivos acerca dos diversos estudos envolvendo alcaloides tropanicos, como por exemplo o desenvolvimento de técnicas cada vez mais elaboradas para a extração e a descoberta de novas entidades químicas, existe pouco interesse pela elucidação estrutural de outras classes de moléculas. Isso é preocupante, pois as estruturas moleculares da maioria dos metabólitos secundários desta família seguem desconhecidas. Os flavonoides por exemplo, são essenciais para a filogenia do gênero, visto que a quercetina e o campferol, assim como seus derivados 3-glicosideos são características marcantes no gênero, sendo inclusive utilizados na taxonomia [14,15].

Concluindo, as espécies deste taxon possuem uma vasta biodiversidade molecular, contudo ela está subestimada porque a maioria (das mais de 240 espécies do gênero) continua com sua constituição química desconhecida. Portanto, ainda são necessários muitos estudos fitoquímicos, inclusive os que considerem aspectos ecológicos e investiguem o papel destas moléculas nos ecossistemas naturais, visto que os diferentes ambientes podem impor pressões seletivas que implicam em moléculas estrutural e/ou funcionalmente distintas e, pelo processo de seleção natural, podem resultar em eventos de extinções ou especiações.

POTENCIAL TERAPÊUTICO

Diversos ensaios in vitro e in vivo demonstraram a atividade biológica de certas espécies (Tabela 1), mas na maioria não foram identificadas as moléculas responsáveis por tais atividades. Além disso, nenhum estudo abordou a possível ação sinergética com outras substâncias. Entre as espécies investigadas os resultados foram animadores no ramo da terapêutica moderna, sendo os seus alcaloides tropânicos os agentes principais nesse processo. Cordell (2001) faz uma síntese de como estas moléculas são utilizadas na fabricação de medicamentos [1].

CONCLUSÕES

O gênero demonstra um alto potencial para a indústria farmacêutica, uma vez que possui uma grande diversidade de metabólitos que se demonstraram bioativos contra diversas enfermidades. Para atender as demandas industriais sem prejudicar a capacidade de sobrevivência da espécie no ecossistema, são necessários conhecimentos acerca do rendimento do processo de extração do produto natural e, principalmente, sobre o metabolismo da espécie em questão, reprodução, dinâmica populacional e relações ecológicas. Logo, o potencial terapêutico das espécies deste gênero é inegável, mas a utilização pela indústria farmacêutica deve seguir planos de manejo específicos. 

AGRADECIMENTOS

À CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) pela concessão de bolsa de doutorado.

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Anderson Henrique Venâncio *; Bruna Azevedo Balduino ; Mônica Aparecida da Silva ; Michelle Carlota Gonçalves   ; Cassia Duarte Oliveira ; Mateus Santos Carapiá ; Roberta Hilsdorf Piccoli  

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]

Resumo: Os óleos essenciais são substâncias obtidas das plantas, lipofílicas, odoríferas, oleosas, insaturáveis na presença de luz, formados por fenilpropanoides e terpenoides. A biossíntese dos óleos essenciais é muito complexa, e merece ser investigada com cautela, para verificar onde são formados cada composto químico durante o metabolismo secundário. Diante disso, o trabalho proposto tem como objetivo demonstrar a biossíntese de fenilpropanoides e terpenoides por meio de uma análise de evidências na literatura. Basicamente, através do metabolismo da glicose, o ácido chiquímico por meio de várias reações dá origem aos aminoácidos aromáticos fenilalanina e tirosina que por atuação de enzimas produzem os diferentes fenilpropanoides. Já pela rota do mevalonato, o ácido mevalônico origina os monoterpenos, diterpernos e sesquiterpenos que também compõe os óleos essenciais. Conhecer a biossíntese de óleos essenciais é extremamente importante para conhecer onde cada composto químico é formado durante as reações metabólicas, o que é de grande valia para área de metabolismo químico vegetal.

Palavras–chave: BIOQUÍMICA, CONSERVANTES NATURAIS, INVESTIGAÇÃO.

Abstract: Essential oils are substances obtained from plants, lipophilic, odoriferous, oily, unsaturated in the presence of light, formed by phenylpropanoids and terpenoids. The biosynthesis of essential oils is very complex and deserves to be carefully investigated to verify where each chemical compound is formed during secondary metabolism. Given this context, the proposed work aims to demonstrate the biosynthesis of phenylpropanoids and terpenoids through an analysis of evidence in the literature. Basically, through the metabolism of glucose, shikimic acid, through various reactions, gives rise to the aromatic amino acids phenylalanine and tyrosine which, through the action of enzymes, produce the different phenylpropanoids. As for the mevalonate route, mevalonic acid originates monoterpenes, diterpenes and sesquiterpenes that also make up essential oils. Knowing the biosynthesis of essential oils is extremely important, it is possible to know where each chemical compound is formed during metabolic reactions, which is of great value for the area of plant chemical metabolism.

Key Word: BIOCHEMISTRY, NATURAL PRESERVATIVES, RESEARCH.

INTRODUÇÃO

Os consumidores ao longo do tempo passaram a conhecer melhor os produtos de higiene pessoal e os alimentos de consumo, por meio da leitura de seus rótulos, que informam cada ingrediente químico e o que é utilizado na sua formulação (3, 16). Com o decorrer do tempo, perceberam que esses produtos utilizados continham em sua composição química substâncias naturais como os óleos essenciais e seus componentes químicos majoritários.

O uso de óleos essenciais vem se destacando por serem compostos naturais extraídos das plantas. Algumas pesquisas já têm demostrado que eles podem substituir parcialmente conservantes químicos como o nitrito/nitrato de sódio e potássio em produtos cárneos (8, 5, 15, 20). Já se sabe, que os aditivos químicos, principalmente quando aplicados em um determinado alimento e consumidos em longo prazo podem gerar consequências graves a saúde, como efeitos mutagênicos e carcinogênicos (11, 13, 17). Dessa forma, os óleos essenciais entram nas formulações como conservantes antimicrobianos e antioxidante naturais e também por conferirem odores que encantam os consumidores da indústria de cosméticos.

O emprego dos óleos essenciais em shampoo, sabonete, loções, perfumes e alimentos já é constante devido a atividades comprovadas como no tratamento de acnes, caspas em cabelos e outras funções biológicas (4, 14). No entanto, alguns desafios podem surgir dentro da indústria na sua aplicação. Por isto, muitos estudos, tem focado no uso de nanotecnologia para prolongar o seu tempo ação, melhorar a solubilização e evitar a interação com outros tipos de componentes químicos, diminuir os aspectos sensoriais nos alimentos, devido ao forte odor produzido, sendo centenas, ou até mais, constituintes químicos desses óleos essenciais responsáveis pelo aroma peculiar (1, 9). Dessa forma, para conhecer cada constituinte químico desses produtos naturais, é importante conhecer o metabolismo químico vegetal.

O metabolismo é caracterizado por reações químicas, onde uma enzima, garante uma direção específica para que essa reação ocorra. Durante o metabolismo químico vegetal, podemos ter reações anabólicas, catabólicas e de biotransformação (19, 23). As reações de biotransformação são extremamente importantes para a formação dos óleos essenciais e ocorrem no metabolismo vegetal secundário e são mediadas por enzimas. Já se sabe que o metabolismo primário, ou seja, o comum entre todos os seres vivos, de formação de macromoléculas orgânicas como carboidratos, proteínas, ácidos nucleicos e lipídeos, é responsável por originar os óleos essenciais no metabolismo secundário, passando por intermediários em vias bioquímicas vegetais como o ácido chiquímico e o acetato (23).

Os óleos essenciais apresentam grandes perspectivas para as indústrias em geral, e podem gerar rentabilidade, seja na área de ciências médicas e farmacêuticas, agronômica ou alimentar, com uma gama de aplicações, devido as suas atividades biológicas. Porém, deve-se conhecer o metabolismo químico dessas substâncias, para se saber onde cada composto é produzido, e estudar as reações enzimáticas que estão ocorrendo, para poder formar compostos químicos através de reações químicas orgânicas. Diante disso, esse trabalho objetivou descrever e demonstrar como ocorre a biossíntese de fenilpropanóides e terpenóides, que é basicamente a composição química dos óleos essenciais.

ÓLEOS ESSENCIAIS

As plantas e os micro-organismos como fungos e bactérias são seres capazes de produzirem uma infinidade de compostos químicos, que não se assemelham entre si, apresentando estruturas químicas diferentes umas das outras e que não exercem papel específico durante o metabolismo celular (18). Estes metabólitos das plantas, também chamados de metabólitos secundários, são capazes de serem aplicados em diversas áreas do conhecimento, apresentando atividades biológicas com grande relevância para a área terapêutica, antibacteriana, expectorante, herbicida, inseticida, fungicida, carminativa, anti-tumural, antioxidante, larvicida, farmacológicas, anti-inflamatória, secretolíticas, dentre outras (23).

De acordo com a ISO 9235 (International Standard Organization, 2013), os óleos essenciais são substâncias obtidas das plantas ou de suas partes por métodos de hidrodestilação ou destilação por arraste a vapor, bem como por processo mecânico de maceração pericarpos de frutas cítricas, sem envolver aquecimento do material (12). Cada óleo essencial é produzido em uma determinada parte da planta. Pode-se obter o óleo essencial de diversas partes, como folhas, cascas, madeira, rizomas, raízes, frutos, sementes, flores, caule e cerne, sua composição química varia de acordo com a localização (6). Os óleos essenciais podem ser estocados em partes específicas na planta, como tricomas, idioblastos, pelos, células parenquimáticas diferenciadas e canais oleíferos (23).

Existem diversos fatores que afetam o rendimento e a composição química do óleo essencial, como a idade da planta, fatores ecológicos e ambientais, radiação ultravioleta, temperatura, disponibilidade de água, tipo de solo, umidade, aspectos sanitários, manejo do solo e da planta, nutrientes, época de seca e chuva, máquinas e colhedoras (2, 10, 21). Por isto, se torna necessário realizar a sua caracterização química, onde pode ocorrer modificações deles, de acordo com os fatores que estão direta ou indiretamente ligados com a produção dessas substâncias.

Nas suas características físico-químicas os óleos essenciais apresentam-se como líquidos em temperatura ambiente, são oleosos, voláteis, com aroma agradável, complexos, lipofílicos, ligeiramente incolores ou amarelados, exceto o óleo essencial de camomila que tem a coloração azul devido ao alto teor de azuleno e camazuleno, que são seus constituintes químicos majoritários (22). Eles devem ser armazenados em geladeira, dentro de um frasco âmbar de vidro, envoltos com papel alumínio e protegidos da luz. Os óleos essenciais são diferentes de outros tipos de óleos extraídos de sementes vegetais, que são denominados de óleos vegetais. Podem possuir constituintes químicos como: hidrocarbonetos terpênicos, fenóis, ésteres, furanos, ácidos orgânicos, aldeídos, cetonas, lactonas, peróxido, óxidos, entre outros, até mesmo compostos químicos que contem enxofre (23).

METABOLISMO QUÍMICO VEGETAL DE ÓLEOS ESSENCIAIS

O metabolismo é muito importante para todos os seres vivos, eucariotos e procariotos, envolve todo conhecimento químico da maquinaria celular. Ocorrem reações anabólicas de construção de macromoléculas e catabólicas de quebra de macromoléculas em moléculas simples. Entretanto, na literatura também está descrita a biotransformação, ou seja, a transformação de uma molécula em outra através de enzimas, relatada durante o metabolismo secundário das plantas aromáticas (23).

De uma forma geral, nas reações bioquímicas que ocorrem em plantas, os compostos estão sempre sendo degradados e enzimas garantem uma direção específica para que essa reação ocorra. Merece destaque, o metabolismo que ocorre nas plantas aromáticas, principais produtoras de óleos essenciais, que foram plantas que evoluíram através da comunicação com outros tipos de seres vivos como os insetos polinizadores. Dessa forma, a partir dessa degradação, podem se formar dois grandes grupos no metabolismo, o primeiro é o metabolismo primário, garantindo a sobrevivência do indivíduo e o segundo o metabolismo secundário, onde são formados os alcaloides, ligninas, flavonoides, protoalcalóides, alcaloides indólicos e benzilisoquinolínicos, alcaloides pirrolidínicos tropânicos e quizinolínicos, ácidos graxos, cumarinas, taninos, as quinonas e os óleos essenciais constituídos de terpenos e fenilpropanoides (7, 23).

O surgimento das várias substâncias produzidas durante o metabolismo secundário, entre elas os óleos essenciais, dá-se por meio do metabolismo primário, que é um metabolismo comum entre todos os seres vivos, onde são formadas macromoléculas orgânicas simples e complexas como carboidratos, proteínas, aminoácidos, lipídeos, ácidos nucleicos, entre outras substâncias que asseguram a sobrevivência do indivíduo. Ressalta-se que alguns lipídeos são sintetizados durante o metabolismo secundário. A formação dos óleos essenciais se dá por meio do metabolismo da glicose, envolvendo a via dos principais intermediários, o ácido chiquímico e o acetato. Na Figura 1 é apresentado o ciclo biossintético de óleos essenciais, demonstrando-se claramente a formação dos fenilpropanoides e terpenoides (23).

BIOSSÍNTESE DE FENILPROPANOIDES

Basicamente, o ácido chiquímico, pela via do chiquimato, por meio de várias reações, origina os aminoácidos aromáticos, fenilalanina e tirosina, que são precursores da formação dos fenilpropanoides, um dos componentes dos óleos essenciais. Dessa forma, de uma maneira explicativa para se formar esses compostos, por meio do metabolismo da glicose a condensação aldólica da eritrose-4-fosfato, proveniente da via das pentoses, mais o fosfoenolpiruvato produzido na via glicolítica, somado as reações de redução e desidratação originará o ácido chiquímico que se converte por ação de enzima a  ácido corísmico, e por meio de reações biotransformação origina os aminoácidos aromáticos fenilalanina e tirosina que por atuação da enzima fenilalanina amoliase (PAL) se transformam em ácido cinâmico e p-cumárico que por meio de reações de redução, oxidação e ciclização, produz os diferentes fenilpropanoides (7, 23).

Complementa-se que, as reações que ocorrem nas cadeias laterais dos ácidos cinâmico e p-cumárico produzem os diferentes feilpropanóides, na redução enzimática há formação de propenil ou alilbenzenos. Entretanto, a degradação das cadeias laterais leva a oxidação com à formação de aldeídos aromáticos. E as ciclizações enzimáticas, obtém compostos cíclicos com características aromáticas (23).

BIOSSÍNTESE DE TERPENOIDES

Pela rota do mevalonato, que ocorre no citoplasma, a condensação aldólica do aceto acetil coa e acetil coa origina o ácido mevalônico que é convertido através de reações para originar o isopentenil pirofosfato, uma unidade prenilada, que, por meio de uma reação enzimática, origina seu isômero dimetilalil-pirofosfato, e a união da cabeça com a cauda do esqueleto carbonado, originará os monoterpenos, sesquiterpenos e diterpenos que compõem também os óleos essenciais (23).

Os constituientes dos óleos essenciais são derivados de fenilpropanoides ou terpenos, sendo esses últimos predominantes na forma de monoterpenos e sesquiterpenos. Os terpenos são compostos químicos orgânicos, que apresentam oxigênio na cadeia carbônica, dependendo do composto, sendo chamados de terpenoides. Os terpenos e terpenoides derivam do isopreno (2-metilbutanodieno), a partir da rota biossintética do ácido mevalônico. A classificação ocorre pelo número de unidades isoprenicas. A classificação inclui os monoterpenos (10 átomos de carbono), sesquiterpenos (15 átomos de carbono), diterpenos (20 átomos de carbono), sesterpenos (25 átomos de carbonos), triterpenos (30 átomos de carbonos), tetraterpenos (40 átomos de carbonos) e polisoprenoides. Os monoterpenos e sesquiterpenos são os compostos encontrados com maior frequência nos óleos essenciais e podem ser subdivididos em acíclicos, monocíclicos ou bicíclicos (7).

Os terpenos são biossintetizados a partir de metabólitos primários, partindo-se de duas rotas distintas. Aqui vamos citar, apenas a rota do mevalonato, mas também tem-se uma outra relatada na literatura, a via DXPS, pouco elucidada. Assim, três moléculas de acetil-CoA são ligadas, onde há uma série de reações para formar o ácido mevalônico, e este é pirofosforilado, descarboxilado e desidratado, formando o isopentonildifosfato (IPP) (23). Esta é a unidade prenila ativa para a formação dos terpenos, que se interconverte por isomerização em dimetilalildifosfato (DMAPP). As moléculas de IPP, e seu isômero DMAPP, sintetizados, unem-se para originar os terpenos maiores por meio do modelo cabeça- cauda. A adição eletrofílica de unidades de IPP e DMAPP, pela ação da enzima pernil-transferase, forma um cátion alílico, o geranil-difosfato (GPP) que condensa com outra unidade de IPP, produzindo o farnesildifosfato (FPP). Por último, a união de FPP com outra unidade de IPP, leva a formação do geranilgeraniladifosfato (GGPP), precursor dos diterpenos (7, 23).

CONCLUSÕES

Conhecer os óleos essenciais, seu metabolismo químico e os principais compostos majoritários formados é extremamente importante em pesquisas científicas e aplicações industriais. O ciclo biossintético demonstra com clareza como é a produção desses produtos naturais. Cada composto químico pode ser produzido por meio de reações químicas orgânicas. A via dos principais intermediários, do chiquimato e do acetato, é a principal na formação dos fenilpropanoides e terpenoides, monômeros ativos dos óleos essenciais.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o apoio da Universidade Federal de Lavras, da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas-Gerais (FAPEMIG).

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Marcio Michael Pontes *; Paloma Andrade Santos Araújo ; Vinícius Araújo de Oliveira ; Nathalia Alexandre Eloy Lins ; Gisele Nayara Bezerra da Silva ; Rosângela Estevão Alves Falcão  

Marcio Michael Pontes – [email protected]

Resumo: A utilização de compostos naturais com fins terapêuticos é um costume amplamente difundido na cultura do homem. Durante a história da humanidade, a utilização de compostos encontrados em plantas com fins medicinais foi por um longo tempo utilizado no tratamento de infecções, inflamações e outras patologias, este comportamento resultou no desenvolvimento de fármacos que são comumente encontrados em farmácias e utilizados nos dias atuais. Dentre as espécies vegetais utilizadas pode-se destacar o cajueiro(Anacardium occidentale), planta típica do nordeste brasileiro, representada por árvores de grande porte e de importância econômica, uma vez que seu fruto e pseudofruto podem ser comercializado, visto sua vasta utilização na culinária, sendo incorporado em vários pratos da culinária nordestina. Ademais, a composição fitoquímica do cajueiro atribui a essa espécie uma grande capacidade farmacológica. Segundo estudos, a espécie pode ser utilizada no tratamento de doenças causadas por fungos, bactérias e outros microorganismos causadores de infecções ou inflamações. O trabalho em questão visa analisar a composição fitoquímica do cajueiro, compostos secundários, capacidade farmacológica e caracterização botânica da espécie, fazendo uma comparação entre trabalhos existentes na literatura, realizando um levantamento de dados em plataformas digitais como o Google Acadêmico, Scielo, Science Direct, Pubmed e Lilacs, após a seleção dos artigos realizado uma triagem para a escrita do trabalho.

Palavras–chave: Anacardium occidentale, etnofarmacologia, Botânica, Cajueiro, Revisão de literatura

Abstract: The use of natural compounds for therapeutic purposes is a widespread custom in human culture. During human history, the use of compounds found in plants for medicinal purposes was for a long time used in the treatment of infections, inflammations and other pathologies, this behavior resulted in the development of drugs that are commonly found in pharmacies and used today. Among the plant species used, the cashew tree (Anacardium occidentale) can be highlighted, a typical plant from the Brazilian northeast, represented by large trees of economic importance, since its fruit and pseudofruit can be commercialized, given its wide use in cooking, being incorporated into several dishes of northeastern cuisine. Furthermore, the phytochemical composition of the cashew tree gives this species a great pharmacological capacity. According to studies, the species can be used in the treatment of diseases caused by fungi, bacteria and other microorganisms that cause infections or inflammations. The work in question aims to analyze the phytochemical composition of the cashew tree, secondary compounds, pharmacological capacity and botanical characterization of the species, making a comparison between existing works in the literature, carrying out a data survey on digital platforms such as Google Scholar, Scielo, Science Direct, Pubmed and Lilacs, after selecting the articles, a screening was carried out for the writing of the work.

Key Word: Anacardium occidentale, ethnopharmacology, Botany, Cashew, Literature review

INTRODUÇÃO 

As plantas são importantes fontes de compostos químicos que podem ser utilizados com diversas finalidades, as vias metabólicas secundárias das plantas dão origem a compostos como taninos, cumarinas, flavonoides, alcaloides, glicosídeos e terpenos (FERREIRA, 2005). A presença desses compostos em plantas representa a composição fitoquímica de diferentes espécies, apresentando substâncias que podem ser utilizadas na indústria farmacêutica para a produção de medicações a base de compostos naturais simples ou combinados sendo uma alternativa mais acessível para populações mais carentes quando utilizados in natura, e até mesmo, podendo ser utilizadas para diminuir o uso excessivo de medicações sintéticas. Para isto, é importante investigar os compostos presentes em plantas, isso é feito a partir de estudos farmacológicos dos compostos químicos que podem estar presentes em espécies vegetais.

A etnofarmacologia é um ramo da farmacologia que faz o uso do conhecimento popular associado a estudos laboratoriais que visa analisar o potencial terapêutico de espécies vegetais com a finalidade de produzir medicações à base destes produtos.

O uso de produtos naturais com propriedades terapêuticas pela civilização humana é antigo e, por um longo tempo, o uso de produtos minerais, vegetais e animais foi a principal fonte de substâncias de uso terapêutico (RATES, 2001 apud SILVA, 2015. p1). Várias espécies de vegetais existentes possuem potencial fitoquímico, podendo ser utilizado diversas partes da planta para tais fins. Estima-se a existência de aproximadamente, 250.000 espécies de plantas no mundo e, provavelmente, apenas 10% foram testadas em ensaios biológicos (HARVEY, 2000 apud SILVA, 2015. p1).

A vasta extensão territorial Brasileira atribui ao país uma grande diversidade de espécies vegetais que podem ser utilizadas com diversas finalidades, a exemplo disso a exploração da fruticultura, flores ornamentais e o mercado de fármacos naturais que cresceram significativamente nos últimos anos. Dentre os produtos exportados pelo país está o fruto do cajueiro, a castanha e o seu pseudofruto, o caju.

A espécie em questão tem sido utilizada economicamente, uma vez que o fruto é rico em vitaminas e favorecendo a produção de uma variedade de produtos alimentícios processados ou ainda podendo ser consumido in natura.

Anacardium occidentale, popularmente conhecido como cajueiro, cajueiro roxo, cajueiro branco ou cajueiro comum, é uma planta típica da região nordeste, encontrada no bioma da caatinga, cerrado e regiões de floresta amazônica. A planta possui grande potencial tanto econômico, devido a comercialização de seu fruto, a amêndoa da castanha que pode ser consumida em diversos pratos da culinária nordestina, assim como o pedúnculo, ou pseudofruto, que possui diversas colorações e pode ser utilizado na produção de doces e sucos, quanto farmacologia, utilizando-o com diversos fins terapêuticos, inclusive como antimicrobiano.

Nesta perspectiva, o presente trabalho visa analisar o potencial farmacológico do cajueiro, Anacardium occidentale, fazendo um levantamento bibliográfico a respeito dos compostos presentes na espécie vegetal em questão, assim como a utilização do mesmo para produção de medicações.

METODOLOGIA

A metodologia utilizada consiste em uma revisão de literatura baseada em artigos publicados em periódicos indexados nas bases de dados Google Acadêmico, Scielo, Pubmed e Science Direct, publicados entre 2015 e 2022, sendo realizado um levantamento de artigos relacionados à utilização de Anacardium occidentale L, termo que foi utilizado com descritor durante a seleção dos artigos. Foram encontrados 94 artigos relacionados ao tema da pesquisa nos quais foram escolhidos inicialmente 38.

O trabalho foi desenvolvido em três etapas, inicialmente foi feita a seleção do material utilizado, dois revisores fizeram um levantamento de dados dos artigos selecionados, analisando em cada trabalho, a composição fitoquímica do cajueiro, compostos secundários, a utilização da planta como fármaco, o potencial antimicrobiano e antiinflamatório da espécie e conceitos de botânica, totalizando a utilização de 17 artigos na pesquisa bibliográfica.

Ao final, quatro artigos abordam conceitos de botânica, oito apresentaram a utilização farmacológica e atividade biológica do cajueiro, e seis apresentaram a composição fitoquímica de compostos secundários da planta. O artigo de Jaramillo-Salazar et al foi revisado em dois diferentes tópicos do trabalho (tabela 1).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os metabólitos secundários são compostos produzidos por plantas que tem como finalidade a proteção da espécie vegetal frente a agentes abióticos e bióticos, além de atribuir à planta potencial farmacológico, sendo de grande importância para a saúde humana. Cada composto apresenta especificidades, que podem ser utilizadas frente a diversas patologias. Essas substâncias são fruto de adaptações que a planta desenvolve ao longo dos anos, esse mecanismo possibilita um desenvolvimento adaptável à espécie sem comprometer as células e processos fisiológicos, que podem ser influenciados por fatores externos. (ISAH, 2019 apud BORGES 2020)

  Os compostos secundários realizam importante papel no processo evolutivo de espécies vegetais assim como na interação destes com os seres vivos. Eles são divididos em três grupos: terpenos, compostos fenólicos e nitrogenados. A primeira classe, os terpenos, são representados por compostos de 5 carbonos, Os diferentes terpenos incluem hemiterpenos (C5), monoterpenos (C10), sesquiterpenes (C15), diterpenes (C20), sesterpenos (C25), triterpenes (C30), tetraterpenos (C40) e politerpenos (> C40) (BROCK e DICKSCHAT, 2013 apud BORGES 2020).

Os compostos fenólicos estão inclusos em um grupo quimicamente heterogêneo, com aproximadamente 10.000 compostos. Segundo DE LA ROSA et al., 2019 apud BORGES 2020:  Alguns desses compostos são solúveis apenas em solventes orgânicos, outros são ácidos carboxílicos e glicosídeos solúveis em água e ainda existem alguns que são grandes polímeros insolúveis.

A última classe, os compostos nitrogenados, estão inclusos os alcalóides, glicosídeos cianogênicos e aminoácidos não proteicos, dentre os quais os alcalóides são encontrados em aproximadamente 20% das espécies, representando assim um dos principais compostos nitrogenados existentes, sendo muito utilizados na farmacologia (BORGES 2020)

CARACTERIZAÇÃO BOTÂNICA E FITOQUÍMICA DO CAJUEIRO

O cajueiro comum, Anacardium occidentale L., é uma espécie pertencente à família Anacardiaceae, a qual está incluso árvores de grande porte e arbusto, sendo típica de clima tropical e subtropical, formado por duas partes o fruto, a castanha, e o pseudofruto, o caju, que pode ser utilizada para a produção de suco.

Anacardium são plantas adaptadas para solos argilosos e pedregosos, geralmente crescem em altitudes de aproximadamente 600 metros, preferencialmente em solos bem drenados, podendo atingir entre 4,5 a 6,5 metros, com períodos de vida de aproximadamente 30 a 40 anos, entre o terceiro a quarto ano a espécie começa a dar frutos. Segundo SALEHI 2019(1):

”O sistema radicular de uma árvore madura consiste em uma raiz mestra e uma rede extensa e bem desenvolvida de raízes laterais e submersas, depois de cultivadas a partir de sementes [ 7]. A produção geralmente leva três anos após o plantio e oito anos antes que o rendimento econômico possa começar. No entanto, algumas raças, como o cajueiro anão, iniciam a produção em apenas um ano e atingem a colheita econômica em três anos [ 8 ]. A polinização das flores é feita por moscas, abelhas, formigas e vento. A planta é autofértil, prefere solo úmido, tolera seca, vento forte, mas não exposição marítima [ 9 ].”

Utilizado comumente por comunidades, principalmente de zona rural, como cicatrizante, suas folhas e casca podem ser utilizadas para o tratamento de úlceras na região da boca, assim como no tratamento de diversas patologias inflamatórias. Além de apresentar propriedades antibacterianas e antifúngicas, representando uma alternativa para o tratamento de infecções em cavidade bucal. (ALVARENGA et al, 2016(2); ANAND et al., 2015(3)).

A família é constituída por aproximadamente 81 gêneros e mais de 800 espécies. muitos exemplares possuem frutos e pseudofrutos que constituem um importante recurso alimentar, como por exemplo o cajueiro (Anacardium occidentale L.), mangueira (Magifera indica L.), pistache (Pistacia vera L.) e umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda) (Montanari et al., 2012; Fyfe et al., 2020 apud BEZERRA, 2021.)(4).

Jaramillo-Salazar et al (2019)(5), realizou testes fitoquímicos com extratos rotoevaporados de solventes de diferentes polaridades de Anacardium occidentale (água, metanol, acetato de etila, hexano e acetona). Nos testes fitoquímicos de cada extrato foram encontrados os seguintes compostos: para a fração hexânica identificou-se compostos da classe dos flavonóides; para a fração acetônica foram encontrados flavonóides, triterpenos e esteróides (figura 1); a fração acetato de etila possui alcalóides, flavonóides e lactonas e nas frações metanólica e aquosa encontram-se alcalóides, flavonóides, triterpenos e esteróides.

Cruz-Reina et al (2022)(6) identificou os compostos secundários do suco do pseudofruto e do bagaço de duas variedades de Anacardium occidentale, a variedade Mapiri e a variedade 8315. No pseudofruto identificou taninos, alcalóides em alta quantidade e carotenóides em ambas as variedades. No bagaço identificou leucoantocianinas, taninos, esteróides e carotenóides também em ambas variedades. As duas variedades apresentaram perfis fitoquímicos muito semelhantes. Tanto o pseudofruto quanto o bagaço possuem ácido ascórbico.

Zuharah et al (2021)(7) fez a identificação de compostos secundários do extrato metanólico do tronco de diferentes espécies arbóreas, entre elas a A. occidentale. Em seu trabalho ele encontrou a presença de saponinas, taninos, açúcares redutores, flavonóides e esteróides. Os flavonóides encontrados em maior abundância foram a quercetina e a apigenina.

Sruthi, Roopavathi, Naidu M (2022)(8) avaliaram os compostos secundários da casca da castanha de Anacardium occidentale. Encontraram muitos compostos das classes polifenóis e flavonóides. Os testes realizados mostraram que os compostos encontrados foram: Flavonóis, flavanonas, antocianinas, taninos condensados e catequinas.

Costa et al (2020)(9) fez a caracterização fitoquímica de extratos etanólicos da casca do tronco e das folhas de A. occidentale. Em seu trabalho, ele encontrou compostos da classe dos flavonóides e taninos condensados e hidrolisáveis em ambos os extratos, também identificou a presença de catequinas. Quercetina foi encontrada no extrato das folhas.

Costa et al (2021)(10) encontrou a presença de ácidos fenólicos, flavonóides como a luteolina e a agatisflavona, catequinas e taninos no extrato etanólico da casca do tronco de A. occidentale.  A caracterização fitoquímica do A. occidentale (tabela 2) indica alta presença de compostos da classe dos flavonóides, como as leucoantocianinas e também de alcalóides. Os carotenóides que também foram encontrados são uma classe de compostos secundários conhecidos por seu potencial antioxidante. Os taninos foram encontrados na maioria dos trabalhos revisados, indicando abundância dessa classe de compostos na planta.

ATIVIDADES BIOLÓGICAS E FARMACOLÓGICAS

Jaramillo-Salazar et al (2019) (5), analisou o potencial, antibacteriano e antifúngico de Anacardium occidentale com extratos feitos com solventes de diferentes polaridades (água, metanol, acetato de etila, hexano e acetona) feitos por rotoevaporação. Para a avaliação do potencial antibacteriano foi utilizada a bactéria Staphylococcus aureus. Apenas os extratos hexânico e acetato de etila apresentaram atividade antibacteriana. Para a análise antifúngica se utilizou as espécies: Aspergillus niger e Trichophyton rubrum. Apenas os extratos acetato de etila e acetônico apresentaram atividade antifúngica.

 O extrato etanólico bruto de Anacardium occidentale apresentou boa atividade plasmodicida frente a espécie Plasmodium falciparum, o estudo associa a alta atividade antiplasmódica à abundante presença alquilfenóis em Anacardium occidentale. (GIMENEZ et al 2019) (11)

Pereira et al (2018) (12) avaliou o potencial antimicrobiano da associação de cefalexina junto à taninos extraídos de Anacardium occidentale e Anadenanthera colubrina frente a uma cepa de Staphylococcus aureus bovina. Diferentes concentrações foram utilizadas de 0,976 mg/mL a 500 mg/mL para os taninos e 2 µg/mL a 512 µg/mL para a cefalexina. A associação teve a eficácia avaliada pela Concentração inibitória mínima (CMI), tendo CMI de 7,8 mg/mL e os halos de inibição da associação variaram de 0,9 mm a 46 mm. Indicando boa atividade inibitória contra a S. aureus bovina.

Para a veterinária e criação de animais, também se observa usos do cajueiro, um estudo realizado com aves neonatais avaliou a ação antidiarreica da suplementação da alimentação das aves com 1,5% de folhas em pó da Anacardium occidentale. Chegou à conclusão que devido a diminuição da secreção de fluidos intestinais as folhas em pó podem ser usadas preventivamente para reduzir a incidência de diarreias nas aves. (SERA et al, 2017) (13).

O exsudato resinoso (goma) de A. occidentale possui usos histotecnológicos como alternativa aos meios de montagem de preparação histológica comerciais por questões de biossegurança por ser atóxica, apresentar nitidez das imagens e conservação da morfologia das estruturas observadas. Além disso a MGRC (goma resinosa de cajueiro) é economicamente viável e não prejudica o meio ambiente. (PAZ et al, 2022) (14)

O cardanol (Figura 2) é um dos constituintes do líquido da casca de castanha de caju (A. occidentale) e apresenta alta atividade larvicida contra o mosquito vetor da dengue, Zika e chikungunya, Aedes aegypti. O cardanol possui letalidade média para as larvas em 24h, sendo altamente letal em 48h e 72h. (Paiva et al) (15).

Chaves et al (2022) (16), avaliou a inibição da replicação do vírus da COVID-19, o SARS-CoV-2 por um biflavonóide natural encontrado em A. occidentale, o agatisflavona e chegou à conclusão de que a agatisflavona é um melhor inibidor do que a apigenina, um outro flavonóide que também possui propriedades antivirais. A agatisflavona ataca a protease principal do vírus de maneira não competitiva. Sendo então a agatisflavona um possível recurso para o desenvolvimento de medicamentos antivirais semi-sintéticos.

Barros et al (2020) (17) avaliou o potencial antitumoral do exsudato (resina) de A. occidentale in vivo em ratos. A resina foi diluída em solução salina a 0,9% e utilizada no tratamento dos ratos inoculados com as células tumorais. A resina inibiu o crescimento dos tumores com resultados variando entre 36% a 46%.

Os trabalhos revisados mostram o potencial antimicrobiano, plasmodicida, antidiarréico para aves, biotecnológico na produção de meios atóxicos e biodegradáveis de montagem histológica e ação larvicida contra o Aedes aegypti  e a ação antiviral contra o SARS-CoV-2 e antitumoral mostram a gama de possibilidades e de diferentes áreas onde é possível fazer a aplicação biológica e farmacológica de Anacardium occidentale e a importância da expansão do estudo dos compostos secundários presentes na planta e suas aplicações na farmacologia e biotecnologia.(Tabela 3).

CONCLUSÃO

Anacardium occidentale, o cajueiro, é uma planta de grande importância tanto econômica quanto farmacológica. Sendo utilizado por comunidades majoritariamente de zona rural, apresentar uma vasta composição fitoquímica, a presença de flavonóides, lactonas, esteroides, triterpenos, saponinas, antocianidinas e entre outros compostos atribui a espécie potencial farmacológico, podendo ser utilizada como diversas finalidades dentro da medicina.

Os artigos utilizados apresentaram uma vasta aplicabilidade do cajueiro, sendo utilizado diversos teste com a planta, comprovado assim a capacidade biológica e terapêutica da espécie vegetal, assim como as mais diversas estruturas da planta possuem compostos terapêuticos, desde a folha, casca e até mesmo seu fruto e pseudofruto. Tais características demonstram capacidade fitoterápica da espécie assim como trazem credibilidade ao conhecimento popular.

Ademais, a análise evidenciou as diversas aplicabilidades do cajueiro, desde aspectos econômicos, podendo ser utilizado para comercialização de seus produtos, muito utilizados na culinária, assim como as diversas utilidades do mesmo para o tratamento de patologias causadas por agentes infecciosos.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos órgãos de fomento à pesquisa FACEPE e CNPq.

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Rafaela Rolim da Silva1; Ivina Thayná Miranda Trindade2; Vitor Hugo Neves da Silva3; Jaqueline Bezerra de Araújo4; Dominique Fernandes de Moura do Carmo5

1Programa de pós graduação em ciência e Tecnologia para Recursos Amazônicos. ICET-UFAM

2 Programa de pós graduação em ciência e Tecnologia para Recursos Amazônicos. ICET-UFAM

3Estudante do curso de Farmácia. ICET-UFAM

4Docente/ pesquisadora de Química. IFAM

5Docente/pesquisadora de Química. ICET -UFAM

Introdução: O stress oxidativo tem sido associado ao desenvolvimento de muitas patologias graves, como o câncer, doenças cardíacas, doenças degenerativas como Alzheimer, também está envolvido no processo de envelhecimento. Dessa forma, a busca por novos compostos antioxidantes principalmente de origem natural, se faz cada vez mais necessário, e estudos com espécies de Vismia tem mostrado resultados promissores quanto a essa atividade e o possível emprego destas na produção de novas substâncias farmacológicas. Objetivo: Avaliar a atividade antioxidante dos extratos de Vismia cayennensis e Vismia guianensis pelo método do radical livre 1,1,difenil-2-picrilhidrazil (DPPH). Métodos: a capacidade antioxidante foi verificada a partir da preparação dos extratos em concentração de 1mg/mL, sendo adicionados 1000µL em 3900µL de solução de DPPH•, a análise foi realizada em espectrofotômetro a 515 nm, e a redução do radical livre foi monitorada pelo decréscimo da absorbância durante o período reacional, havendo mudança de coloração do violeta para amarelo. O padrão positivo utilizado foi o Trolox®. Resultados: os extratos de Vismia guianensis das frações hexânica (Vg-Hex) diclorometano (Vg-Dic), acetato de etila (Vg-Act) e hidroalcóolica (EVG) apresentaram expressiva capacidade de sequestrar os radicais livres DPPH•, sendo 1366,6 µM ET, 1412,1 µM ET, 1223,8 µM ET e 1381,0 µM ET, respectivamente. O extrato diclorometano de Vismia cayennensis (Vc-Dic) também apresentou ativo quanto ao radical livre com 1322,7 µM ET. A expressiva atividade é caracterizada, pelos metabólitos já identificados e descritos na literatura, como a catequina, e classes como quinonas, antraquinonas, xantonas, antranoides, benzofenonas, e flavonoides em geral, estes metabólitos possuem em sua estrutura hidroxilas, que possibilitam a doação de elétrons, ocasionando a redução do 1,1,difenil-2-picrilhidrazil e consequentemente a diminuição da absorbância da solução no comprimento de onda de 515 nm. Dessa forma, a inibição do radical livre está ligada ao índice de compostos fenólicos presente nos extratos. Conclusão: as espécies avaliadas mostraram expressiva capacidade sequestrante do radical DPPH•, afirmando a necessidade de fracionamentos dos extratos para análise química visando identificar substâncias responsáveis por essa atividade, e demais ensaios antioxidantes frente a outros radicais livres, como testes de ABTS, FRAP e cooxidação de β-caroteno/ácido linoleico, que serão realizados com intuito de afirmar o potencial antioxidante das espécies e seu uso no ramo farmacológico.

Palavras chaves: Ensaio antioxidante, DPPH, extrato.

Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Nicole Marina Almeida Maia *; Vanessa Caroline de Oliveira  ;Nataly de Almeida Costa ; Maria José do Amaral e Paiva ; Daniele Juliana Rodrigues Gonçalves ; Larissa Lorrane Rodrigues Borges; Érica Nascif Rufino Vieira  

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]

Resumo: Clitoria ternatea, também conhecida como ervilha-borboleta, é uma leguminosa nativa da Indonésia, mas bem adaptada em solos de áreas equatoriais tropicais como no Brasil. O potencial da planta e suas flores azuis como alimento funcional é evidenciando há décadas pela medicina tradicional indiana ayurvédica e diversas pesquisas científicas atestam as suas propriedades antioxidantes em estudos in vivo e in vitro. A funcionalidade das flores é atribuída aos compostos fenólicos e antocianinas, que são moléculas capazes de reagir com subprodutos metabólicos, como as espécies reativas de oxigênio, e assim eliminá-las do organismo. Além disso, as antocianinas ternatinas são responsáveis pela coloração natural azul das flores de ervilha-borboleta. Nesse contexto, a indústria alimentícia possuí interesses em aproveitar os biocompostos da Clitoria ternatea para desenvolver alimentos mais nutritivos, formular um aditivo natural conservante e corante azul e produzir embalagens inteligentes. Nesta revisão o objetivo é reunir estudos e metodologias in vivo e in vitro das propriedades fitoterápicas do extrato de Clitoria ternatea e demonstrar a aplicabilidade dos compostos bioativos das flores no desenvolvimento de novos produtos contribuindo assim para fomentar novos estudos científicos e incentivar a utilização de aditivos alimentares naturais.

Palavras–chave: antocianinas, atividade antioxidante, Clitoria ternatea, compostos fenólicos.

Abstract: Clitoria ternatea, also known as butterfly pea, is a leguminous native to Indonesia, but adapted to soils in tropical equatorial areas such as Brazil. The potential of the plant and its blue flowers as a functional food has been evidenced for decades by traditional Indian Ayurvedic medicine and several scientific studies attest to its antioxidant properties in in vivo and in vitro studies. The functionality of the flowers is attributed to phenolic compounds and anthocyanins, which are controlled in order to combat metabolic by-products, such as reactive oxygen species, and thus eliminate them from the body. In addition, delphinidin anthocyanidins are responsible for the natural blue color of butterfly pea flowers. In this context, the food industry was interested in taking advantage of the antioxidant potential and natural blue dye of Clitoria ternatea to develop more nutritious foods, formulate a natural preservative additive and blue dye and produce smart packaging. In this review, the objective is to gather in vivo and in vitro studies and methodologies of the phytotherapeutic properties of the Clitoria ternatea extract and to demonstrate the applicability of the bioactive compounds of the flowers in the development of new satisfied products, thus promoting new scientific studies and encouraging the use of food additives natural.

Key Word: anthocyanins; antioxidant activity; Clitoria ternatea; phenolic compounds

INTRODUÇÃO

A utilização de flores comestíveis na alimentação está relacionada a práticas culturais, geralmente associadas aos efeitos benéficos para a saúde. No entanto, o mercado gastronômico e a indústria alimentícia demonstram interesse nas preparações e produtos empregando essas flores. A gastronomia emprega as flores na culinária como forma de diversificar o sabor, aroma e cor das preparações, além de proporcionar uma nova experiência gastronômica. Para a indústria alimentícia, além dos atributos sensoriais, o emprego do extrato de flores comestíveis objetiva propriedades tecnológicas como potencial conservante, corante e melhoria no perfil nutricional dos produtos alimentícios.

A Empresa Brasileira de Pesquisa e Agropecuária (Embrapa), considera as flores comestíveis dentro da categoria de Plantas Alimentícias não Convencionais (PANCs) e destaca um nicho de mercado em potencial para os produtores (1). As PANCs são definidas como espécies vegetais que possuem uma ou mais partes alimentícias que não são corriqueiras, que não fazem parte do dia a dia, sendo espontâneas ou cultivadas, nativas ou exóticas, incluindo partes comestíveis de espécies convencionais como as flores brotos e sementes de abóbora (2). Dentre as PANCs introduzidas no Brasil, destaca-se a Clitoria ternatea e o seu potencial como aditivo corante azul.

A Clitoria ternatea, tradicionalmente conhecida como cunhã ou ervilha borboleta, é uma leguminosa herbácea perene, originária da Indonésia, com até 2-3 metros de altura, encontrada em áreas equatoriais tropicais sendo as plantas bem adaptáveis às diversas condições de temperatura e umidade (3). Diversos pesquisadores atestaram que os compostos bioativos extraídos de sementes, raízes, flores e folhas de Clitoria ternatea, possuem potencial ação antioxidante (4,5), ação antimicrobiana (6,7) e atividade hepatoprotetora (8). Além das propriedades citadas, as flores de ervilha borboleta são muito utilizadas devido as diversas antocianinas que lhe conferem a coloração azul.

As antocianinas pertencem a classe de compostos fenólicos, na subclasse dos polifenóis, e são caracterizadas pelo esqueleto de carbono com a configuração C6 – C3 – C6 e contém 15 átomos de carbono (9,10). As moléculas de antocianinas absorvem fortemente na região UV-visível do espectro eletromagnético conferindo diversas cores em flores, folhas, sementes e tubérculos, raízes, caules e frutos que vão do vermelho ao violeta e azul (11). Dentre essas antocianinas, as ternatinas, presentes nas flores de Clitoria ternatea, constituem um grupo de 15 antocianinas poliaciladas responsáveis pela estabilidade em uma diversa gama de pH e sua aplicação tecnológica como corante (5).

Os objetivos desta revisão são reunir estudos científicos que corroboram com o potencial fitoterápico dos compostos fenólicos e antocianinas das flores de Clitoria ternatea, demonstrar as metodologias empregadas por esses autores e indicar as principais aplicações tecnológicas e inovadoras da indústria alimentícia dos compostos ativos dessa planta. Assim é possível apoiar cientificamente a utilização de flores de ervilha borboleta como matéria-prima para desenvolver produtos alimentícios com melhor valor nutricional e incentivar a utilização de aditivos alimentares mais naturais no processamento de alimentos.

ANTOCIANINAS E COMPOSTOS FENÓLICOS DA ERVILHA BORBOLETA

Matriz vegetal: Clitoria ternatea

Clitoria ternatea pertence à família Fabaceae, e também é conhecida como ervilha-borboleta. É uma leguminosa herbácea perene, com até 2-3 metros de altura, encontrada em áreas equatoriais tropicais sendo as plantas bem adaptáveis às diversas condições de temperatura e umidade (3). A planta é originaria do arquipélago de Molluca (Indonésia), tendo o primeiro registro de espécie na ilha de Ternate e, atualmente, está amplamente distribuída na América do Sul e Central, regiões da Ásia tropical como Índia, China, Filipinas e em outros países de clima equatorial tropical (12), inclusive no Brasil onde a planta é popularmente conhecida como cunhã.

Existem diferentes linhagens com diversas colorações de flores de Clitoria ternatea: azul escuro, azul claro, lilás e branco. A variedade de cores está relacionada, principalmente, com as estruturas químicas das diversas antocianinas presentes nas pétalas (13). A figura 1 apresenta a flor de Clitoria ternatea selvagem (A) e um exemplar do cultivar Double blue no qual as pétalas radiais possuem coloração azul escuro.

Antocianinas e compostos fenólicos: estrutura química

As antocianinas pertencem a classe de compostos fenólicos, na subclasse dos polifenóis, e são caracterizadas pelo esqueleto de carbono com a configuração C6 – C3 – C6 e contém 15 átomos de carbono (9,10). As moléculas de antocianinas absorvem fortemente na região UV-visível do espectro eletromagnético conferindo diversas cores em flores, folhas, sementes e tubérculos, raízes, caules e frutos que vão do vermelho ao violeta e azul (11).

O cátion flavilium apresentado na Figura 2 é a estrutura básica das antocianinas e por ser deficiente em elétrons é, portanto, muito reativo.

Por serem muito reativas, as estruturas básicas do cátion flavilium são geralmente moléculas glicosiladas que absorvem luz em torno de 500 nm (15). Quando não glicosiladas as antocianinas são chamadas de antocianidinas ou agliconas. São conhecidas em torno de 22 a 25 antocianidinas mas apenas seis (cianidina, delfinidina, malvidina, pelargonidina, peonidina e petunidina) são importantes em alimentos (16,17). As antocianidinas comumente encontradas na natureza e sua  estrutura química estão relacionadas na Figura 3 onde os radicais R e R’modificam-se e dão origem as diferentes antocianidinas naturais.

Antocianinas responsáveis pela coloração azul

Nas antocianinas, os resíduos de açúcar podem ser acilados com ácidos cinâmicos ou com ácidos alifáticos que são ácidos orgânicos presentes nas estruturas celulares dos vegetais. As antocianinas podem ser classificadas de acordo com a quantidade de grupos acilas em: antocianinas não acetiladas, monoaciladas e poliaciladas (18).

A poliacilação é caracterizada por duas ou mais acilações na mesma molécula (19). A poliacilação com grupos acilas aromáticos proporciona a copigmentação intramolecular com as antocianidinas. Essa copigmentação é responsável pelas colorações azuladas das flores mesmo em condições de pH fisiológico e sendo, portanto, o fenômeno que evidencia a coloração azul em flores de Clitoria ternatea (20). As antocianinas poliaciladas possuem maior potencial corante em relação as antocianinas monoaciladas e não acetiladas devido a sua maior estabilidade em uma ampla faixa de pH (21).

As pétalas de Clitoria ternatea acumulam antocianinas poliaciladas denominadas ternatinas (ternatins): A1, A2, A3, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3, C4, C5, D1, D2 e D3 (13,22–26). As ternatinas são definidas como um grupo de 15 antocianinas poliaciladas derivadas da delfinidina 3-O-(6”-O-malonil)-ß-glicosídeo. A derivação ocorre pela substituição dos grupos OH das posições 3’ e 5’ (anel B da antocianidina) por uma cadeia de unidades alternadas de D-glicose (G) e ácido p-cumárico (C) (13,24). As preternatinas (preternatins) identificadas por Terahara et al. (24) são prováveis precursoras das ternatinas A3 e C4 e, segundo esses autores, para cada ternatina poderia haver uma preternatina correspondente. A figura 4 representa a estrutura da delfinidina malonilada 3,3’,5’-triglicosídeos e demonstra as cadeias laterais alternadas encontradas nas flores de Clitoria ternatea.

Estabilidade das ternatinas

A teoria do empilhamento molecular é uma abordagem química dos mecanismos de copigmentação e auto-associação. De acordo com essa teoria, ambos os mecanismos ocorrem por interações hidrofóbicas entre anéis aromáticos de antocianinas com anéis aromáticos de copigmentos (Figura 5-A) ou por interações de anéis aromáticos de mais de uma antocianina, chamada de auto-associação (Figura 5-B). Além disso, pode ocorrer o empilhamento intramolecular conhecido como copgimentação intramolecular (Figura 5-C) (14).

A copigmentação intramolecular, ou empilhamento tipo sanduíche, ocorre em antocianinas poliaciladas como ocorre nas ternatinas presentes nas flores de Clitoria ternatea. Nas antocianinas poliaciladas, os resíduos aromáticos de grupos acil empilham sobre o cromóforo antocianidina por ligações hidrofóbicas e o empilhamento pode ocorrer em ambos os lados do cromóforo antocianidina (14). A estabilidade de cor das antocianinas pode ser descrita em termos colorimétricos ou em estabilidade química. A estabilidade de cor está relacionada ao equilibro reversível entre formas coloridas e incolores sendo influenciadas principalmente pelo pH. Já a estabilidade química relaciona-se com a degradação química irreversível de pigmentos, principalmente dos cromóforos (18).

Considerando a estabilidade das ternatinas em uma ampla faixa de pH e o seu potencial nutracêutico fica evidente que a utilização das pétalas de Clitoria ternatea para o desenvolvimento de produtos inovadores é atrativa para a indústria alimentícia (17). Sendo assim, algumas pesquisas de propriedades funcionais de saúde assim como algumas aplicações tecnológicas são exploradas no próximo capítulo.

2. FLORES DE ERVILHA BORBOLETA COM PROPRIEDADES FUNCIONAIS DE SAÚDE E APLICAÇÕES TECNOLÓGICAS

Segundo Mukherjee et al. (27), a Clitoria ternatea tem sido tradicionalmente utilizada pela medicina clássica indiana ayurvédica como tratamento para diversas doenças e estudos atestam a ampla gama de atividades farmacológicas de compostos bioativos presentes nos extratos desta planta. Os compostos bioativos extraídos de sementes, raízes, flores e folhas da ervilha borboletasão estudados pela potencial ação antioxidante (4,5), antimicrobiana (5,28,29), antidiabética (30,31), anti-hipertensiva (31) e hepatoprotetora (8,32).

Nas flores da ervilha borboleta, os compostos fenólicos são os mais abundantes, principalmente as antocianinas ternatinas e derivados da delfinidina que são responsáveis pela coloração azul das pétalas (33). Na alimentação humana, os compostos fenólicos são responsáveis por efeitos fisiológicos benéficos na saúde como a redução do risco de doenças cardiometabólicas e a prevenção de danos oxidativos de lipídios e lipoproteínas (34). Os compostos agem inibindo a agregação plaquetária,  eliminando radicais livres ou agindo como quelante de metais (31).

Daisy e Rajathi (35) observaram efeitos hipoglicêmicos sobre diabetes induzida em ratos com a utilização de extratos de Clitoria ternatea. Em outro estudo in vivo, notou-se que a mistura do pó de flores de Clitoria ternatea e de Punica granatum possuem potencial anti-hiperglicêmico, sobre diabetes mellitus induzidas em ratos, análogo ao medicamento metformina (36). No extrato de partes aéreas de Clitoria ternatea foram encontradas atividade de regeneração pancreática, efeito anti-hiperlipidêmico e antidiabético em ratos diabéticos induzidos por estreptozotocina (37). O possível mecanismo de ação para esses resultados são o aumento da secreção de insulina e o aprimoramento da glicogênese (síntese de glicogênio no fígado e músculos) induzidas pelos fitoquímicos presentes nas plantas de Clitoria ternatea (35). Dentre os compostos bioativos citados nos estudos anteriores, Chusak et al. (38) atribuíram os efeitos hipoglicêmicos, ao pool de compostos fenólicos presentes em flores de Clitoria ternatea tais como kaempferol, delfinidina (ternatinas), ácido p-coumático e quercetina que agem sobre as enzimas α-amilase pancreática e a α-glucosidase durante a digestão in vitro do amido. A modulação de genes relacionados a diabetes também pode ser regulada com a utilização de extrato proteico de flores de Clitoria ternatea em camundongos diabéticos induzidos por aloxana (30). Segundo esses autores, a modulação genética para expressão dos genes PPARγ, Tcf712, Glut2 e Capn10 desempenhou aumento na sensibilidade e secreção de insulina e a supressão do gene MCP1 indica papel na redução da inflamação relacionada ao diabetes.

A glicação de proteínas, ocorre pela reação não enzimática entre açúcares redutores (glicose e frutose) e grupos aminos livres presentes nas moléculas biológicas tendo como uma das causas o aumento persistente de glicose sanguínea (39). Essa reação contribuí para a formação de produtos finais de glicação avançada que acumulam no organismo e modificam funcionalmente proteínas contribuindo assim para o envelhecimento e patogênese de doenças como a diabetes e Alzheimer (40). O efeito inibitório do extrato de flores de Clitoria ternatea na glicação de proteínas e em danos oxidativos ao DNA utilizando modelos in vitro indicaram o efeito preventivo da glicação proteica induzida por frutose e danos a proteínas e ao DNA dependentes de oxidação (41). Chayaratanasin; Adisakwattana; Thilavech (41), sugerem que os compostos bioativos presentes nos extratos das flores de ervilha borboleta exercem efeitos inibitórios na glicação de proteínas e de proteção contra danos oxidativos mediante a captura de diferentes tipos de radicais livres e o aprisionamento de grupos carbonila.

O extrato parcialmente purificado das flores de Clitoria ternatea também apresentou atividade antimicrobiana, efeito protetor contra hemólise de eritrócitos, inibição da α-amilase e α-glucosidase e conversora da angiotensina-I (ECA-I), inibição da peroxidação lipídica, capacidade de absorção de radicais livres, inibição da cisão da fita de DNA, inibição da oxidação do colesterol LDL e atividade antioxidante contra espécies reativas de oxigênio em ensaios in vitro (31). Os autores (31) relataram que os efeitos antioxidantes intracelulares dos extratos brutos de Clitoria ternatea são devido à natureza complexa de sua composição, ou seja, as antocianinas presentes são capazes de auto-associar, interagir com flavonoides de estrutura semelhante e reagir com muitas outras substâncias como resultado de sua carga positiva (cátions) na estrutura do anel central (42). O quadro 1 apresenta algumas pesquisas com extratos de várias partes de Clitoria ternatea e demonstra os resultados quantificação de compostos ativos, atividade antioxidante e efeitos de saúde observados in vitro e in vivo. As pesquisas foram obtidas por busca nas bases de dados Scopus, Science Direct e Web of Science utilizando as palavras chave anthocyanins; antioxidant activity; Clitoria ternatea; phenolic compounds no período de 2010 a 2022.

O desenvolvimento de novos produtos utilizando os potenciais da Clitoria ternatea como fonte de corante natural azul, ou por suas propriedades tecnológicas também é tema de estudos científicos. No desenvolvimento de uma bebida kombucha utilizando flores de ervilha borboleta, os autores apontam benefícios funcionais observados em camundongos (45). Em panificação o extrato de Clitoria ternatea reduziu significativamente o índice de hidrólise, o índice glicêmico previsto e a digestibilidade do amido através da inibição de enzimas digestivas de carboidratos em ensaios in vitro (46). As propriedades antibiofilme de extratos ricos em antocianina de Clitoria ternatea foram eficientes contra bactérias formadoras de carie dental (47) e também de Pseudomonas aeruginosa (48). Antocianinas de ervilha borboleta também foram incorporadas em embalagens colorimétricas para monitorar o deterioramento de carne de porco (49). Segundo Monteiro (50), o manejo agroecológico de Clitoria ternatea no Brasil possibilita fonte de renda para agricultores familiares visto que é uma planta de fácil cultivo e adaptação, mínimo processamento para comercialização e potencial mercado gastronômico.

As principais aplicações tecnológicas e inovadoras da ervilha-borboleta são categorizadas na figura 6:

CONCLUSÕES

As flores de Clitoria ternatea apresentam benefícios antioxidantes por serem fontes de compostos fenólicos e antocianinas e esses compostos podem ser melhor explorados pela indústria alimentícia seja para melhorar o perfil nutricional de produtos alimentícios, ou para aplicações tecnológicas como conservante, corante natural e em embalagens inteligentes. No entanto, os estudos de desenvolvimento de produtos alimentícios e análise sensorial ainda são incipientes. O cultivo de Clitoria ternatea no Brasil é facilitado pelas condições de solo e clima favoráveis e o desenvolvimento sustentável da cadeia produtiva das flores da ervilha-borboleta pode gerar produtos com valor agregado que contribuem para a o desenvolvimento da economia rural de pequenos e médios produtores.

AGRADECIMENTOS

O presente trabalho foi realizado com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001.

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Victor Campana Leite1; Luísa Souza Calderano2;Pedro Henrique Santos de Freitas3;  Jair Adriano Kopke de Aguiar4, Nícolas de Castro Campos Pinto5

1Mestrando pelo Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas – Laboratório de Produtos Naturais Bioativos – UFJF.

2Estudante do curso de Farmácia – Laboratório de Produtos Naturais Bioativos – UFJF..

3Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas – Laboratório de Produtos Naturais Bioativos – UFJF.

4Docente/pesquisador do Departamento de Bioquímica – Laboratório de Produtos Naturais Bioativos – UFJF.

5Docente/pesquisador do Laboratório de Glicoconjugados, Departamento de Bioquímica –  Universidade Federal de Juiz de Fora.

Introdução. A presença de uma quantidade elevada de melanina em regiões específicas da pele é um distúrbio associado à ação da tirosinase. Essa alteração pode ser originada por diversas razões, incluindo exposição ao sol, inflamação, idade elevada, condições genéticas e desajustes hormonais. Esse processo pode resultar em problemas como hiperpigmentação, age spot, melasma e outras comorbidades que geram desde efeitos estéticos negativos, devido à manifestação de manchas ou zonas escurecidas na pele, até problemas graves, como o melanoma. Objetivo. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade do extrato vegetal da planta Stachys Byzantina (peixinho-da-horta) e de suas partições em inibir a atividade da tirosinase. Métodos. Para isso, realizou-se o preparo do extrato etanólico (EE) e suas partições, obtidas utilizando diferentes solventes em ordem crescente de polaridade: hexano, diclorometano e acetato de etila. Para verificar a inibição da tirosinase, inicialmente realizou-se a bioautografia em cromatografia em camada delgada. Neste método, utilizou-se uma fase móvel composta de hexano e acetato de etila (80:20) para a partição hexano e outra composta por acetato de etila, ácido fórmico, ácido acético glacial e água (100:11:11:26) para as demais partições e EE. Após a corrida, realizou-se a reação enzimática da tirosinase com L-tirosina em cada spot e em cada banda da cromatoplaca. Posteriormente, realizou-se o teste de inibição da tirosinase a fim de calcular a CI50 do EE para melhor verificar seu o potencial em inibir a melanogênese Esse teste fundamenta-se na análise do produto de degradação da L-tirosina, o dopacromo, pela leitura em espectrofotômetro a 450nm. Resultados. A reaçãonas cromatoplacas gera uma coloração escura, característica da formação da eumelanina. Todavia, quando a enzima é inibida, essa coloração fica mais clara ou sem cor e, assim, é possível identificar quais regiões possuem atividade. Em todas amostras algum spot ou banda apresentou perda da coloração após a reação, demonstrando regiões e/ou compostos que inibem a tirosinase. EE apresentou um CI50 de 5,968 ± 0,9536 (mg/mL) e uma inibição de 29,55% na concentração de 350µg/mL. Conclusão. Foi possível observar que o EE é capaz de reduzir a ação da tirosinase e que há a presença de compostos com essa atividade em suas partições. Futuramente, espera-se encontrar a CI50 de todas as partições para entender qual a mais promissora e identificar quais os compostos responsáveis pela atividade. Agradecimentos. FAPEMIG,CAPES e Delfino Antônio Campos pela assistência técnica.

Palavras-chave: Stachys, Tirosinase, Hiperpigmentação, Melanogênese, Peixinho-da-horta.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Francinaldo Filho Castro Monteiro1; Gabriele Chaves Silva2; Fabiana Pereira Soares3

1Graduado em Farmácia; Universidade de Fortaleza (UNIFOR).

2Estudante do Curso de Farmácia; Universidade de Fortaleza (UNIFOR). Membro do Grupo de Estudos de Fitoterapia e Farmacognosia (GEFF – UNIFOR).

3Docente do Curso de Farmácia; Universidade de Fortaleza (UNIFOR). Orientadora do Grupo de Estudos de Fitoterapia e Farmacognosia (GEFF – UNIFOR)

Introdução: Plectranthus neochilus é uma erva perene conhecida como boldinho, boldo miúdo, boldo ou boldo-gambá, segundo a medicina popular brasileira. Esta planta aromática possui fácil adaptação territorial, tendo seu uso medicinal e ornamental difundido em continentes como América, Ásia e África. Objetivo: Realizar a análise microscópica de P. neochilus e descrever o potencial medicinal de seu óleo essencial. Métodos: Trata-se de um estudo experimental realizado no laboratório de Farmacognosia da Universidade de Fortaleza (UNIFOR). As folhas de P. neochilus foram coletadas em um canteiro próximo ao Bloco F do campus da UNIFOR por volta de 9h30. Os cortes para análise histológica foram feitos na planta in natura, descorados comhipoclorito de sódio e corados com hematoxilina, seguindo procedimento padrão para análise de lâminas foliares vegetais. Posteriormente foi realizada uma pesquisa bibliográfica nas bases de dados Scielo e Scholar Google cruzando os termos “Óleo essencial” e “Plectranthus neochilus”. Resultados e Conclusão: Mediante análise anatômica da folha de P. neochilus foi possível observar a presença de pelos glandulares e glândulas exógenas na planta, estas apresentavam um conteúdo com coloração amarela alaranjada, indicando a presença de óleo essencial, estando em conformidade com a literatura. Apesar de ser utilizada na medicina popular como um “boldo”, a espécie P. neochilus comprovadamente apresenta ação esquistossomicida, antimicrobiana e repelente contra alguns insetos; atividades biológicas relacionadas, principalmente, ao seu óleo essencial rico em β-cariofileno e óxido de cariofileno

Palavras-chave: Plectrantus neochilus, Óleo essencial, Anatomia foliar.

Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Isamara Reis Gomes *; Éder Dutra de Resende ;

Laboratório de Tecnologia de Alimentos, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Av. Aberto Lamego, 2000, Parque Califórnia, 28013-602, Campos dos Goytacazes – RJ

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email:[email protected]

Resumo: O fungo Colletotrichum gloesporioides é o principal causador da doença antracnose em frutos de mamoeiros. Esta doença se caracteriza por lesionar o fruto, deixando-o impróprio para o consumo, resultando em grandes perdas pós-colheita do mamão. Diversas tecnologias têm sido testadas para controle desse fungo, dentre elas o uso de fungicidas sintéticos, mas o uso de revestimento ativo incorporado com produtos antimicrobianos com óleos e extratos vegetais tem se tornado uma tecnologia emergente, por se tratar de um produto natural, de fácil manipulação e de baixo custo. O objetivo do trabalho é avaliar a Concentração Mínima Inibitória (CMI) de Momordica charantia L. para controle do crescimento de Colletotrichum gloesporioides. Desta forma, o estudo da metodologia de produção, aplicação e utilização do revestimento ativo de amido de mandioca incorporado com extrato de Momordica charantia L. se mostrou efetivo no controle in vitro do crescimento de Colletotrichum gloesporioides. A Concentração Mínima Inibitória (CMI) do extrato no revestimento ativo foi de 1,174% de massa seca do extrato aquoso,possibilitando 99% de inibição do crescimento do fungo, mostrando o potencial deste extrato aquoso para ser utilizado no controle do fungo Colletotrichum gloesporioides.

Palavras–chave: Extrato aquoso, Inibição do crescimento micelial, Revestimento ativo

Abstract: The fungus Colletotrichum gloesporioides is the main cause of anthracnose disease in papaya fruits. This disease is characterized by injuring the fruit, leaving it inappropriate for consumption, resulting in large post-harvest papaya losses. Several technologies have been tested to control this fungus, including the use of synthetic fungicides, but the use of active coating incorporated with antimicrobial products with oils and plant extracts has become an emerging technology, as it is a natural product, easy to handling and low cost. The objective of this work is to evaluate the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of Momordica charantia L. extract to control the growth of Colletotrichum gloesporioides. Thus, the study of the production methodology, application and use of the active coating of cassava starch incorporated with Momordica charantia L. extract proved to be effective in controlling the in vitro growth of Colletotrichum gloesporioides. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of the extract in the active coating was 1.174% of dry mass of the aqueous extract, enabling 99% inhibition of fungal growth, showing the potential of this aqueous extract to be used in the control of fungus Colletotrichum gloesporioides.

Key Word: Aqueous extract, Inhibition of mycelial growth, active coating

INTRODUÇÃO

Segundo a FAO (1), o Brasil é o segundo maior produtor de mamão do mundo, ficando atrás somente da Índia. Esta grande produção de mamão no Brasil é graças as condições climáticas do país tropical que favorece o cultivo da planta.

O fruto de mamão sofre grandes perdas na produção provocadas por doenças fúngicas, dentre estas doenças a antracnose tem grande destaque. Esta doença é provocada pelo fungo Colletotrichum gloesporioides que produz uma lesão na superfície do fruto, deixando-o impróprio para o consumo (2).

            Diversas tecnologias vêm sendo utilizadas para o controle fúngico do Colletotrichum gloesporioides e aumento da vida útil do fruto de mamão, tais como o uso de refrigeração, tratamentos químicos, uso de embalagens de atmosfera modificada, uso de revestimentos ativos, aplicação de extratos vegetais e óleos essenciais, dentre outros, minimizando assim as perdas pós-colheita e aumentando a validade comercial do mamão (3).  

            Os revestimentos ativos são películas de espessuras variadas, oriundos de substâncias naturais ou sintéticas, que não apresentam riscos à saúde do consumidor e que conseguem interagir com a estrutura do produto (4).

       O amido de mandioca é um polissacarídeo abundante na natureza, e o mais utilizado para elaboração de coberturas comestíveis, é um produto de baixo custo e alta disponibilidade, é de fácil manipulação, é um produto biodegradável, contribuindo para uma menor poluição ambiental, quando lançado no meio ambiente (5).

            Alguns produtos naturais tais como extratos vegetais tem se tornado uma tecnologia emergente, muito utilizado para o controle fúngico em frutos e vegetais. O extrato aquoso de folhas de Momordica charantia L. apresenta em sua composição, compostos bioativos como, alcaloides, flavonoides, saponinas, taninos, glicosídeos e esteroidesque apresentam atividade antimicrobiana (6). Já existem diversos trabalhos na literatura mostrando estudos da eficiência antifúngica de extratos de Momordica charantia L. na inibição do fungo Colletotrichum gloesporioides (7; 8; 9).

O presente trabalho buscou avaliar a Concentração Mínima Inibitória (CMI) de Momordica charantia L. para controle do crescimento de Colletotrichum gloesporioides. A presente pesquisa é importante pois se mostra uma alternativa sustentável, com uso de um promissor antifúngico natural, produto do metabolismo secundário de plantas, que promove inibição do crescimento micelial do fungo Colletotrichum gloesporioides, responsável por grandes perdas na produção de mamão.

MATERIAL E MÉTODOS

O fungo Colletotrichum gloeosporioides foi isolado diretamente de frutos de mamão Caricapa paya L., que foram mantidos em câmara de incubação BOD (SP Labor) na temperatura de 25 ºC, até adquirirem sintomas da doença e sinais de patógeno.

O revestimento à base de amido de mandioca foi preparado na concentração de 6% de fécula de mandioca da marca PATUSCO, adquirido em supermercado de Campos dos Goytacazes (RJ).

O extrato foi preparado com folhas de Momordica charantia L. colhidas na  Zona da Mata Mineira (Latitude: -20.906657 e longitude: -42.240492), Eugenópolis e transportadas até o laboratório (LTA/UENF), onde foram higienizadas e processadas em secador de bandejas (Pardal), na temperatura de 50 oC com ventilação forçada de ar, durante 24 horas. Após secagem, as folhas foram trituradas em moinho analítico (marca QUIMIS) até obtenção de pó com granulometria de 0. 297 mm (peneira de 50 MASH). O pó do extrato seco foi utilizado na infusão para preparo do extrato aquoso.

Para preparar o extrato aquoso de Momordica charantia L., o extrato seco foi pesado em balança analítica de acordo com a concentração utilizada. Utilizou-se a técnica de infusão para o preparo. A água destilada foi previamente aquecida em chapa aquecedora até a temperatura de 80 oC, em seguida foi adicionada a proporção de massa de extrato seco adequada para cada concentração do revestimento. O material foi mantido sob agitação por 2 minutos para homogeneização do extrato e possibilitar a extração dos componentes ativos, sendo então filtrado em filtro de papel, resfriado e acondicionado em frasco estéril na geladeira. Foram usados extratos nas concentrações de 0%, 0,143%, 0,286%, 0,572%, 0,858%, 1,144%, 1,430%, 1,716%, 2,002% e 2,288% de massa seca (g 100 mL-1) para os testes in vitro.

Previamente ao experimento, foram definidas as porcentagens de massa seca em cada volume de extrato líquido, mediante análises de umidade em estufa (Quimis), a 105 oC por 24 horas, a fim de quantificar a massa seca de cada volume de extrato (g 100 mL-1).

A incorporação do extrato aquoso de Momordica charantia L. no revestimento ativo foi padronizada com um volume constante de 10 mL de extrato aquoso, para cada 40 mL de revestimento de fécula de mandioca (6%).

A homogeneização e incorporação do extrato líquido no revestimento foram feitas por meio de agitação (Turratec TE), a 10.000 rpm por 20 min. A definição da faixa de concentrações baseou-se em experimentos preliminares, em que foram testadas concentrações máximas para inibição completa do crescimento do fungo.

Placas de Petri foram preparadas com 20 mL de meio de cultura BDA (batata 200 g/l, dextrose 20 g/l, ágar 20 g/l) da marca KASVI, devidamente esterilizado em Autoclave, com temperatura de 120 °C e pressão de 1 kgf/cm2, por 15 min e acidificado com ácido tartárico. Após solidificação do meio BDA e a formação de uma camada regular em toda a placa de Petri, estas receberam um volume de 10 mL de revestimento ativo incorporado com o extrato aquoso e foram acondicionadas em geladeira por 24 h, com temperatura de 10 ºC para solidificação do revestimento na placa.

A inoculação foi realizada em câmara de fluxo laminar, utilizando um inóculo de 5 mm de diâmetro do micélio de C. gloeosporioides que foi repicado para o centro de cada placa de Petri de 9 cm de diâmetro, as quais foram vedadas com filme PVC e mantidas em B.O.D. na temperatura de 25 °C, até que as amostras controles atingissem 2/3 do diâmetro da placa. A avaliação do crescimento micelial foi verificada a cada dia, pela mensuração do diâmetro das colônias, em quatro direções diametralmente opostas, obtendo-se a média dos diâmetros de desenvolvimento dos micélios. Ao fim de 7 d foi calculada a área do crescimento do micélio, levando em consideração a área de um círculo, conforme a Equação 1.

A = πr2                                                                                                                      (Eq. 1)

Em que:

A = área do micélio (cm2)

π = valor de “pi”

r = valor do raio de círculo do micélio (cm)

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado,  constituído de dez tratamentos com diferentes concentrações de matéria seca no extrato: de 0%; 0,143%; 0,286%; 0,572 %; 0,858%; 1,144%; 1,430%; 1,716%; 2,002% e 2,288%, com quatro repetições para cada tratamento, sendo o tratamento controle representado por 0% de extrato, relativo ao raio medido na placa em que o fungo é depositado somente em meio BDA.

A concentração mínima inibitória (CMI) foi obtida a partir do ajuste de um modelo não-linear, que descreve a correlação entre a área de crescimento do fungo (cm2) em função da concentração de matéria seca do extrato de Momordica charantia L. no revestimento (g 100 mL-1). A CMI foi definida no ponto da curva em que a concentração de matéria seca do extrato no revestimento inibe o crescimento total do fungo, aos 7 d de incubação em B.O.D. a 28 oC.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O aumento da concentração do extrato no revestimento ativo promove uma inibição parcial ou total do crescimento do fungo à medida que se aumenta o teor de matéria seca do extrato no revestimento. Resultados similares foram obtidos por Venturosos et al. (9) e Silva et al. (8). 

Ao final de 7 d de incubação nota-se que o tratamento controle já tinha atingido quase toda a superfície da placa de Petri, enquanto nos outros tratamentos observa-se menor área de crescimento micelial à medida que se aumenta a concentração de massa seca do extrato no revestimento, conforme ilustrado na Figura 1.

O tratamento controle apresentou área de crescimento do fungo de 37,65 cm2 após 7 d de incubação a 28 ºC, ocorrendo redução desta área à medida que se aumentou a concentração de massa seca no extrato no revestimento ativo. Resultados similares foram encontrados por Silva et al. (8), em seu trabalho com uso do extrato de Momordica charantia L. para inibição do crescimento micelial de Colletotrichum gloeosporioides.

O tratamento com o revestimento contendo 0,143% de massa seca do extrato foi o que apresentou a menor inibição do crescimento micelial, com uma área de crescimento de 30,18 cm2. No entanto, o revestimento contendo 2,288% de massa seca do extrato, apresentou grande capacidade de inibição do fungo, com uma área de crescimento residual de 0,01 cm2. Nota-se na Figura 2 que o revestimento ativo contendo 0,856% de matéria seca do extrato já alcançou valores muito altos de inibição do fungo, porém, esse efeito de inibição segue uma curva definida por um modelo exponencial decrescente que tende a um valor residual mínimo.

A concentração mínima inibitória (CMI) foi calculada levando em consideração a porcentagem de matéria seca do extrato, que garante a inibição de 99% da área de crescimento do fungo. O modelo adimensional de ajuste da curva está indicado na Equação 2. Este modelo descreve a porcentagem de inibição do crescimento do fungo, tendo como estado de referência o crescimento máximo de 100% no tratamento controle. A CMI para o fungo Colletotrichum gloeosporioides foi atingida com concentração de 1,174% de matéria seca no extrato.

e –λx (1+ λx) – (1-pc) = 0                                                                             (Eq. 2)

Em que:

λ = Valor de lambda calculado previamente no ajuste do modelo aos dados

experimentais (5,6544)

x = concentração de matéria seca do extrato no revestimento ativo (%)

pc = Porcentagem de inibição (0,99)

As placas dos tratamentos que apresentaram alta capacidade de inibição permaneceram incubadas por um período de 20 d, a fim de se observar a efetividade da inibição do crescimento micelial por um período maior de tempo, notando-se que mesmo após 20 d de incubação, as placas não apresentaram crescimento significativo.

Segundo Celoto et al. (7), extratos aquosos e hidroetanólico, obtidos de folhas e ramos de Momordica charantia L, na concentração de 50% em relação ao volume adicionado em meio sólido, proporcionaram 71% e 65% de inibição do crescimento micelial do fungo Colletotrichum gloeosporioides.

CONCLUSÕES

O extrato de Momordica charantia L. foi eficiente para controle do crescimento in vitro do fungo Colletotrichum gloeosporioides. A Concentração Mínima Inibitória (CMI) do extrato no revestimento ativo é de 1,174% de massa seca do extrato aquoso,possibilitando 99% de inibição do crescimento do fungo.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a UENF pela oportunidade de desenvolvimento do trabalho, à FAPERJ pelo apoio financeiro e à CAPES pela bolsa de estudos.

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