Biorredução da acetofenona usando como biocatalisador as cascas do maracujá do mato e do maracujá amarelo das espécies Passiflora

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Produtos Naturais

Autores

Oliveira, K.R. (UFOB) ; Meneses, D. (IFBA) ; Leão, K.V. (UFOB) ; de Souza, S.N. (UFPI) ; Braga, V.S. (UFOB) ; Mapeli, A.M. (UFOB) ; Machado, L.M. (UFOB)

Resumo

A espécie Passiflora cincinnata Mast (maracujá do mato) e a Passiflora edulis Sims (maracujá amarelo), são bastante consumidas na região de Barreiras-BA, portanto, realizar o aproveitamento de suas cascas em biocatálise e não apenas como resíduo orgânico podendo ser um diferencial. Diante disto, o estudo investigou o potencial biocatálico presente nas cascas das espécies vegetais cultivadas na região do Oeste da Bahia, na redução acetofenona a feniletanol, avaliando as condições cinéticas de reação. Inicialmente foi estimado o teor de proteína totais no material vegetal das espécies, para obter o potencial enzimático. Foram utilizadas técnicas de IV e a quantificação dos valores de ee utilizou-se a cromatografia gasosas, CG-MS e CG-DIC.

Palavras chaves

Biocatálise; bioredução; maracujá

Introdução

A espécies de Passiflora cincinnata Mast e Passiflora edulis Sims, são espécies que apresentam um potencial econômico e nutricional para população. Os frutos de P. edulis, conhecidos como maracujá amarelo representam valor econômico considerável, pois são usados pelas indústrias de suco e farmacêutica. Mas, em contrapartida aos benefícios que esta espécie proporciona, há também uma preocupação com o rejeito agrícola que a produção de sucos causa (VIEIRA et al., 2010). Já a espécie de P. cincinnata é uma espécie endêmica na região do cerrado conhecida como maracujá do mato e apresenta caráter extrativista, atualmente é usada como planta ornamental, pois apresentam flores nas cores rosa, lilás e branca, mas seu principal emprego é através de sucos, chá e doces, mas assim como o rejeito do P. edulis, os rejeitos proporcionados pelo P. cincinnata também são uma preocupação. As cascas de P. edulis foram investigadas, apresentando uma fonte em potencial de redutase, apresentando-se como reagente alternativo na síntese orgânica para produção de produtos opticamente ativos (MACHADO et al., 2008). Já para a espécie de P. cinncinata não há relatos na literatura sobre o aproveitamento das cascas em biocatálise. Neste mesmo sentido o presente trabalho trouxe um estudo sobre a biocatálise aplicada a este rejeito agrícola de forma a amenizar a quantidade de descarte deste resíduo no meio ambiente, pensando em proporcionar aos resíduos da casca de P. cincinnata e P. edulis um aproveitamento em resolução cinética.

Material e métodos

As cascas do fruto do maracujá do mato (Passiflora cincinnata Mast) e maracujá amarelo (Passiflora edulis Sims), os frutos foram obtidos na comunidade do Morrão, município de Barreiras-BA, mantendo sempre os mesmos fornecedores. Recebendo as numerações 5709 e 5710 respectivamente das exsicatas das espécies foram ajuntadas ao acervo do Herbário da Universidade Federal do Oeste da Bahia UFOB\BRBA. A Produção do padrão por redução por via química da Acetofenona. Num balão de fundo redondo de 50 mL, foi adicionada a massa da acetofenona (1g), com 2 equivalentes de borohidreto de sódio, NaBH4, (0,630g) e 20 mL de metanol conforme metodologia de (MACHADO, 2008). Realizou a quantificação do teor de proteínas (método de HARTREE (1972) para quantifica as enzimas presentes nas espécies P. cincinnata e P. edulis. Utilizando a metodologia efetuada por Souza (2013). A fim de realizar um screening para a determinação da melhor casca da espécie vegetal, P. cincinnata e P. edulis, que melhor apresenta valores de conversão e excesso enantiomérico, as amostras foram submetidas à análise para o potencial catalítico na reação de redução da ACT ao álcool feniletanol, descrito a seguir. As Biorreduções de cetonas utilizando células íntegras como biocatalisadores foi realizada com as cascas do maracujá do mato e do amarelo foram lavadas com água da torneira e deixadas em solução de hipoclorito de sódio a 5% por 10 minutos. Em seguida, novamente lavadas com água destilada para retirada do hipoclorito de sódio. Cada reação foi realizada usando-se uma proporção de 3,5 g do vegetal, 30 mg de ACT e19 mL de água, acondicionados em erlenmeyers de 250 mL e submetidas a 180 rpm em agitador mecânico tipo Shaker, por 72 h, em temperatura ambiente. (MACHADO, 2008).

Resultado e discussão

Utilizou-se para biorredução, a metodologia de Machado 2006, usando Casca do Maracujá Amarelo (MAC); e a Casca do Maracujá do Mato (MMC), estas foram acondicionados em estufa controlada, temperatura 25°C, por 72 horas em agitação de 180 rpm (Figura01). Para a obtenção do álcool realizou-se análises CG-FID com coluna quiral DEX CB.Temp. 80 °C, 12 °C/ min a 200°C fluxo 1,3 mL/min, para todas as amostras, obtendo, assim, a porcentagem de conversão (c) e o excesso enantiomérico (ee). Após analises obtivemos a biorredução da acetofenona tendo como biocatalisador o MMC uma boa conversão c= 66,07% e bom ee= 60,83% do (R) reduzindo anti-prelog enquanto que a redução que a MAC obteve uma excelente c=96,41% e um bom ee= 65,53% do (S). Estes resultados são bastantes significativos, sendo necessário aperfeiçoar algumas das condições reacionais para verficar o poder de redução das enzimas oxi-redutase presentes nas cascas das espécies vegetais, P. cincinnata e P. edulis. Logo realizou-se um estudo cinético das biorreações com a otimização do tempo reacional foi necessário para avaliar a efetividade da metodologia padrão que faz uso de 72h para promover a biocatálise. Monitorando as reações com intervalos de 12 h, foram realizadas 7 reações, em duplicata, com o objetivo de conhecer a máxima atividade catalítica, conforme a figura 02. para demonstrar a porcentagem de conversão do substrato (acetofenona) ao produto 1-feniletanol, além do excesso enantiomérico do produto, que foram produzidos pela enzima presente na casca da espécie vegetal, P. cincinnata- MMC, sendo observado que a enzima presente na espécie P. cincinnata tem preferência para o enantiomero (R)-1- feniletanol, realizando moderadas a boas conversões de ACT ao álcool para todos os 7 tempos de reação.

*O ee foi descrito para o produto majoritário das reações indicado entre parenteses. Os valores de ee foram determinados por CG-FID com coluna quiral


Biorredução da ACT a (R)-1-feniletanol com a espécie P. cincinnata

Conclusões

O aproveitamento de rejeito agrícola para fim comercial tem-se aumentado progressivamente, neste sentido, a biocatálise trouxe uma nova alternativa com a vantagem e o favorecimento para a produção de compostos enantiomericamente puros com baixo custo e sem agressão ao meio ambiente. Em vista destas diferenças em especial a tendência de um promover a reação no sentido anti a regra Prelog para P. cincinnata e para a outra espécie no sentido Prelog para P. edulis, fez se necessário um melhor conhecimento do comportamento das enzimas presentes.

Agradecimentos

A CAPES, FAPESB,PPGCA-UFOB A Profa. Telma Leda-UFC e ao Prof. Ângelo Machado

Referências

DEA, R. C. D., Analise química, biológica e nutricional da farinha de subprodutos de duas espécies de Passiflora do Oeste da Bahia. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais). Programa de Pós-graduação em Ciências Ambientais, UFOB, 2015.
MACHADO, L.L. Processos Biocatalítico Usando Células Íntegras e Imobilizadas de Manihot esculenta e Manihot dulcis, Tese (Doutorado em Química Orgânica). Programa de Pós-graduação em Química orgânica, UFC, 2008.
SOUZA, D. M. de. Biotransformações utilizando Biocatalisadores de células íntegras de vegetais cultivadas no cerrado em reações de redução de cetonas aromáticas. Dissertação (Mestrado em Ciência Ambiental). Programa de Pós- graduação em Ciências Ambientais, UFBA, 2013.
VIEIRA, R. F.; COSTA, T.da S. A.; SILVA, D. B. da; SANO, S. M.; FERREIRA, F. R.; Frutas Nativas da Região Centro-Oeste do Brasil. EMBRAPA, Brasília, DF, 2010.