Determinação da atividade antioxidante e quantificação de compostos fenólicos de extratos da semente de girassol obtidos com a técnica de maceração em solventes de diferentes polaridades

ÁREA

Química de Produtos Naturais

Autores

Reis, L.L. (UFBA) ; Cerqueira, M.D. (UFBA) ; Ferraz, C.G. (UFBA) ; Araújo, F.M. (UFBA) ; Ribeiro, P.R. (UFBA)

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi determinar a atividade antioxidante e quantificar o teor de compostos fenólicos de extratos da semente de girassol. Os extratos foram obtidos através de maceração sucessiva utilizando hexano, acetato de etila e metanol, e também através da maceração direta em metanol. A atividade antioxidante foi determinada pelo método do sequestro do radical DPPH e a quantificação de fenólicos pelo método de Folin - Ciocalteau. O rendimento dos extratos em hexano foram os maiores com destaque para HGSC2 (50,88%). Os extratos com maior atividade antioxidante foram os metanólicos obtidos na extração sucessiva, com destaque para o extrato MGSC2 (IC50 de 8,98 ± 0,42) e a maior quantificação de compostos fenólicos também foi obtida com esse extrato (115,82 ± 2,95 mgEAG/g).

Palavras Chaves

Helianthus annus; Metabólitos secundários; produtos naturais

Introdução

As plantas medicinais veem sendo usadas há décadas por povos antigos e tradicionais para o tratamento de diversas doenças. Mesmo com o avanço da indústria química e farmacêutica na síntese de novas substâncias, a aplicação das plantas medicinais segue sendo amplamente utilizada no mundo atual devido a efeitos colaterais dos medicamentos sintéticos, devido à perda de eficácia destes fármacos desenvolvidos pela indústria, falta de acesso a esses remédios por parte da população mais vulnerável e por questões culturais por parte das comunidades tradicionais. Uma grande quantidade de compostos químicos pode ser encontrada nessas plantas, o que confere propriedades antioxidante, antimicrobiana, citotóxica, anti- inflamatória e diversas outras propriedades químicas e biológicas que justificam seu uso no tratamento de enfermidades. As indústrias química, alimentícia e farmacêutica tem demostrado grande interesse nelas devido a suas aplicações como medicamentos, alimentos e na obtenção de produtos de origem vegetal. O girassol (Helianthus annuus L.) é uma espécie vegetal que faz parte da família Asteraceae e do gênero Helianthus. A origem do nome se deve a semelhança da planta com o sol e é originária da américa do norte. Artigos da literatura mostram alguns estudos feitos com as partes áreas da planta envolvendo extração de compostos bioativos das folhas do girassol com solvente supercrítico(CASAS et al., 2009), determinação de atividades antidiabética e antioxidante com extratos da folha (ONOJA et al., 2020) e isolamento de substâncias bioativas da folha (EL MARSNI et al., 2015), mas uma grande parte dos estudos são realizados com as sementes e os produtos que podem ser gerados a partir destas como óleo vegetal e metabólitos secundários com potenciais atividades biológicas (ADELEKE e BABALOLA, 2020). A semente de girassol tem uma grande importância entre as oleaginosas, além de possuir alto valor nutricional e ser rica em óleo vegetal, com cerca de 22-55% de óleo em sua composição (AKKAYA, 2018), o subproduto gerado após a remoção do óleo, conhecido como torta, é de grande interesse industrial pois é rico em proteínas, vitaminas, carboidratos e compostos antioxidantes. A obtenção do óleo vegetal a partir da semente do girassol na indústria geralmente é feita através da extração por prensa mecânica ou da extração com solvente orgânico(PIGHINELLI, 2007). A extração por solvente orgânico pode ser realizada através da maceração a temperatura ambiente ou através do extrator soxhlet em temperaturas mais elevadas. Após a remoção do óleo, o subproduto gerado, rico em metabólitos secundários de acordo com estudos prévios, pode ser submetido a extração com solventes orgânicos mais polares com o objetivo de extrair compostos como fenólicos e flavonoides que atuam como antioxidantes em reações oxidativas. A determinação da atividade antioxidante dos extratos obtidos da planta é muito importante pois os compostos antioxidante detêm reações de caráter oxidativo (DE LEONARDIS; MACCIOLA; DI DOMENICO, 2005) além de serem um indicativo de outras atividades biológicas. Compostos antioxidantes como os fenólicos são capazes de estabilizar os radicais livres responsáveis pelas reações de oxidação através da doação de hidrogênios e da presença do anel aromático que estabiliza os radicais através de ressonância (CUVELIER; RICHARD; BERSET, 1992). O retardo dessas reações oxidativas são de grande importância no tratamento de doenças, na preservação de alimentos e de diversos produtos de origem natural sujeitos a degradação. Devido à grande importância dos produtos e subprodutos gerados pela semente de girassol, este trabalho tem como principal objetivo estudar e analisar duas metodologias de extração de metabólitos através da técnica de maceração com solvente orgânico, maceração sucessiva e maceração direta, determinar o rendimento dos produtos gerados, a atividade antioxidante e a quantificação de compostos fenólicos destes extratos.

Material e métodos

As sementes de girassol foram adquiridas em 4 diferentes lojas de produtos naturais, três sementes sem casca (GSC1, GSC2 E GSC3) e uma com casca (GCC4). As sementes foram trituradas e submetidas a dois processos de maceração. No primeiro processo foi realizada a maceração sucessiva aumentando a polaridade dos solventes da extração. 20 g de cada semente foram misturados com 100 mL de hexano, a mistura foi mantida a 25 °C por 3 dias, em seguida o extrato foi filtrado e o processo anterior foi repetido mais duas vezes, ao final o extrato obtido foi concentrado num evaporador rotativo (Fisatom, 4000 Laborota echo, Alemanha) e o material vegetal foi secado para que a maceração fosse realizada da mesma forma com o acetato de etila e, por fim, com metanol. No segundo processo foi feita a maceração direta no solvente mais polar. 20 g de semente foram misturados com 100 mL de metanol a 25 °C e o mesmo processo descrito anteriormente foi realizado novamente apenas com o metanol. A determinação da atividade antioxidante foi realizada através do método modificado de sequestro do radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil) (Santos et al., 2018). Diferentes concentrações das soluções estoques dos extratos foram colocadas no meio reacional com o DPPH a uma concentração de 120 mmol L-1 , as reações foram armazenadas no escuro por 30 minutos e a leitura das absorbâncias foi feita num espectrofotômetro de cubetas (Varian Cary 50 Spectrophotometer) a 515 nm. Uma solução de ácido gálico foi utilizada como controle positivo e o metanol puro foi utilizado como branco. Os resultados foram analisados em triplicata e expressos em termos de IC50, concentração que o extrato consome 50% do DPPH. A quantificação de compostos fenólicos foi feita através do método de Folin – Ciocalteau (BONOLI et al., 2004), 55 μL de cada amostra a uma concentração de 2 mg mL-1foram misturadas com 880 μL de água destilada, 110 μL de uma solução de carbonato de sódio (Na2CO3, 7,5% m/v) e 55 μL do reagente de Folin – Ciocalteu. O meio reacional foi armazenado em local escuro durante 120 minutos e, por fim, a absorbância foi lida a 725 nm num espectrofotômetro de cubetas (Varian Cary 50 Spectrophotometer). A determinação dos compostos fenólicos foi realizada através de interpolação utilizando uma curva padrão de ácido gálico. Os resultados foram analisados em triplicata e expressos em mgEAG g-1de extrato.

Resultado e discussão

No total foram obtidos 19 extratos com a técnica de maceração, 12 extratos com a maceração sucessiva, 4 para cada solvente e 7 com a maceração direta em metanol, pois os extratos obtidos nesta etapa para as sementes GSC1, GSC2 e GCC4 se separaram em duas fases, a superior com característica oleosa, e a inferior, com característica mais densa, já o extrato da semente GSC3 apresentou apenas uma fase, cada fase obtida foi analisada separadamente. O rendimento dos extratos foi calculado através do quociente entre a massa final de extrato e a massa inicial de material vegetal. A tabela 1 mostra o rendimento calculado para cada extrato. O “FS” no código da tabela 1 é referente a “fase superior” e o “FI” é referente a “fase inferior”. Os rendimentos obtidos na maceração sucessiva para os extratos em acetato de etila, foram muito menores que os outros extratos, e os rendimentos do metanol da maceração sucessiva foram menores que os extratos em hexano. Comparando os rendimentos dos extratos em hexano das sementes sem casca e da semente de girassol com casca, as sementes sem casca obtiveram um rendimento superior a 44%, com destaque para HGSC2 que alcançou um rendimento de 50,88%. Porém, a semente com casca obteve um rendimento inferior de 33,08%. Esse resultado sugere que a presença da casca pode influenciar na extração do óleo pois, considerando a massa da casca tem-se que a massa total de semente disponível para a extração é menor do que as 20g de material vegetal utilizado no início da extração. Os resultados mostram que o óleo presente da semente de girassol é extraído tanto com o hexano na maceração sucessiva quanto com o metanol na maceração direta, entretanto o metanol extrai uma quantidade muito menor que o hexano. A literatura aponta que o metanol pode ser usado na extração de lipídios neutros e menos apolares, enquanto o hexano consegue extrair os lipídios mais apolares. Portanto, os resultados sugerem que há uma maior quantidade de lipídios apolares nas sementes de girassol. A obtenção industrial de óleo vegetal de girassol é feita através da extração em hexano logo, a metodologia de maceração sucessiva com solventes de diferentes polaridades se mostra muito interessante devido ao alto rendimento do óleo. A atividade antioxidante através do método de sequestro do radical DPPH foi testada para os 19 extratos obtidos. A tabela 2 mostra os resultados para a atividade antioxidante e o teor de fenólicos totais para os 19 extratos. Os extratos em hexano e acetato de etila não apresentaram atividade antioxidante para uma concentração menor que 1000 μg mL-1. Todos os extratos em metanol obtidos na maceração sucessiva apresentaram atividade antioxidante, sendo o extrato MGSC2 o que apresentou maior atividade, com concentração 8,98 ± 0,42 μg mL-1. Entre os extratos em metanol da maceração direta o MG3 apresentou a maior atividade, com concentração 12,72 ± 0,26 μg mL-1, e apenas o extrato MFSG4 não apresentou atividade antioxidante para uma concentração menor que 1000 μg mL-1. O controle positivo utilizado foi o ácido gálico cujo IC50 foi 1,61 ± 0,15. O IC50 indica a concentração que o extrato consome 50% do radical DPPH do meio reacional, quanto menor o valor do IC50 maior o potencial antioxidante do extrato. Os valores de IC50 obtidos para os extratos em metanol por ambos os métodos não foram inferiores ao IC50 do ácido gálico, entretanto os extratos da maceração sucessiva, MGSC1 e MGSC2, obtiveram valores menores que os da maceração direta. Comparando o IC50 entre as fases inferiores e superiores dos extratos da maceração direta, as fases inferiores apresentam maior atividade que as superiores, uma possível justificativa para essa diferença de valor seria que a fase superior é possivelmente composta de lipídios e substâncias menos polares que as da fase inferior, entretanto análises químicas de cromatografia gasosa e líquida são necessárias para corroborar essa sugestão. Os resultados obtidos na determinação da atividade antioxidante estão de acordo com os resultados num estudo de determinação da atividade antioxidante de diferentes linhagens da semente de girassol (ABDALLA et al., 2021). Nesse estudo o método do DPPH também foi aplicado na determinação da atividade antioxidante e os resultados expressos em equivalente de trolox (mgET/g), numa faixa 34,51 a 40,42 mgET/g, este resultado indica uma atividade relevante assim como os resultados obtidos neste trabalho, embora expressados em unidades e representações diferentes. A atividade antioxidante dos extratos está fortemente relacionada à presença de compostos fenólicos que estabilizam os radicais livres responsáveis pela degradação oxidativa de algumas moléculas. Os valores obtidos na quantificação de fenólicos totais reforçam os resultados da determinação da atividade antioxidante pelo método do DPPH, os extratos com a maior quantidade de compostos fenólicos foram os extratos em metanol da extração sucessiva, com destaque para MGSC2 que obteve 115,82 ± 2,95 mgEA.g-1, seguidos das fases inferiores dos extratos em metanol da extração direta, com destaque para MFIG1 que obteve 90,57 ± 0,98 mgEA.g-1. Os extratos em hexano e acetato de etila, que não obtiveram resultados relevantes na determinação da atividade antioxidante, também não alcançaram altos valores na quantificação de compostos fenólicos. Esse resultado sugere que a atividade antioxidante dos extratos está relacionada com a presença de compostos polares como os fenólicos. O resultado do teor de fenólicos totais é reforçado pelo estudo da determinação de teor de fenólicos em diferentes linhagens da semente de girassol (ABDALLA et al., 2021). Nessa etapa do estudo é visto que a quantidade de fenólicos nas sementes estudadas varia numa faixa de 22,29 a 33,09 mgEAG/g. A diferença nos resultados obtidos em ambos os trabalhos pode se dar devido a diferentes ambientes de cultivo da semente, diferentes linhagens e diferentes metodologias de análise da quantificação de fenólicos. Comparando os dois métodos de extração por maceração, os resultados indicam que a maceração sucessiva pode ser a mais indicada na extração de metabólitos primários e secundários pois a primeira extração feita com hexano obtém altos rendimentos de um produto com alto interesse industrial que é o óleo vegetal de girassol bruto, e o produto obtido posteriormente com a extração em metanol obtém extratos ricos em compostos que apresentam um grande potencial antioxidante. O óleo obtido pela extração em hexano tem um valor agregado pois pode ser submetido a um processo de refino para a obtenção de um óleo de girassol apropriado para consumo. Já os extratos da maceração direta, embora apresentem bom potencial antioxidante com as fases inferiores e esses produtos tenham a fase superior com característica oleosa, o rendimento da fase superior é bem menor que o rendimento obtido com o hexano. Além disso algumas das características físicas entre os óleos, como a cor, são diferentes, os óleos obtidos com hexano tem uma coloração amarelada e não apresentaram atividade antioxidante nem uma alta quantificação de compostos fenólicos, entretanto os óleos obtidos com o metanol apresentam uma coloração esverdeada ou amarronzada além da maioria apresentar atividade antioxidante e alta quantificação de compostos fenólicos. Estes resultados são um forte indicativo que as características químicas de ambos os óleos são diferentes.

Descrição dos rendimentos de cada extrato em \r\npercentual


Resultado da Atividade antioxidante e teor de \r\nfenólicos totais de cada extrato

Conclusões

Os resultados obtidos no trabalho mostram que a extração sucessiva obtém um alto rendimento dos extratos em hexano, que tem um alto valor agregado no setor industrial, e também que os extratos metanólicos apresentam um potencial antioxidante relevante que é reforçado pelo teste de quantificação de compostos fenólicos. Em contrapartida, a extração direta em metanol obtém extratos que apresentam potencial antioxidante relevante com as fases inferiores, mas não consegue gerar um produto como o óleo vegetal obtido na extração com hexano. Isso faz com que o método de maceração sucessiva seja mais indicado para a extração de metabólitos primários e secundários, por gerar produtos com potenciais aplicações em diferentes setores da indústria como a química, alimentícia e farmacêutica. O potencial antioxidante dos extratos metanólicos pode indicar resultados relevantes em testes de atividade antimicrobiana e citotóxica, logo é necessário prosseguir nos estudos dos extratos para avaliar a capacidade deles em outros testes. Além disso, realizar a análise do perfil químico vai auxiliar na identificação das substâncias que podem ser responsáveis pelas atividades já determinadas e confirmar a viabilidade das aplicações dos produtos gerados pela extração sucessiva.

Agradecimentos

A FAPESB, pelo financiamento da pesquisa, a CAPES pela disponibilidade da base de dados com artigos científicos.

Referências

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3. AKKAYA, M. R. Prediction of fatty acid composition of sunflower seeds by near-infrared reflectance spectroscopy. J Food Sci Technol (June 2018) 55(6):2318–2325.

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