Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2
TÍTULO: Álcoois produzidos através de biotransformações utilizando células íntegras de Sesamum indicum
AUTORES: Peixoto, L.P. (UFCA) ; Sousa, D.Y.X. (UFCA) ; Oliveira, J.D.F. (UFCA) ; Caldas, F.R.L. (IFCE) ; Machado, L.L. (UFOB) ; Nunes, F.M. (UFC) ; Pereira, A.K.L.S. (UFCA)
RESUMO: O estudo da biocatálise utilizando espécies vegetais tem avanços cada vez mais crescentes devido à sua vasta utilização no setor industrial. Assim sendo, neste estudo foram realizadas reações biocatalícas, com a espécie Sesamum indicum, popularmente conhecido como gergelim, pertencente à família Pedaliaceae que foi utilizada como biocatalisador. Assim, foram efetuadas biorreduções de compostos carbonílicos do grupamento cetona e juntamente com redutases presentes nas células vegetais estudadas obteve-se os álcoois correspondentes. Para constatar se há atividade catalítica, utilizou-se técnicas instrumentais cromatográficas tais como a cromatografia em coluna (CC) para purificação dos bioprodutos e a análise por Cromatografia em Camada Delgada (CCD), além de espectroscopia no Infravermelho.
PALAVRAS CHAVES: Gergelim; Cetonas; Enzimas
INTRODUÇÃO: A biocatálise utiliza enzimas purificadas ou células íntegras, geralmente através de células imobilizadas. Ela promove reações que não são facilmente conduzidas pela química orgânica clássica e também reações que podem substituir etapas químicas severas. Assim, o uso da biocatálise apresenta notável destaque pois torna-se uma tecnologia suplementar muito útil para a indústria química (CORTEZ, 2017), visto que o conceito de sustentabilidade cresce com o passar dos anos, e este processo está incluso nos princípios da química verde. Dessa forma, estudos nessa área baseiam-se na busca por maior rendimento, devido a utilização de produtos estereoespecíficos pois eles reduzem a geração de resíduos poluentes, e isto resulta em ganhos na produção industrial. O uso de vegetais como biocatalisadores em reações orgânicas, pode oferecer uma excelente alternativa na investigação de reações na obtenção de produtos de interesse, considerando, sobretudo, dois fatores primordiais: economia, fontes vegetais abundantes e renováveis, e ecologia, evita o uso de catalisadores clássicos, caros e nocivos ao meio ambiente (ASSUNÇÃO, 2009). O objetivo dessa pesquisa é de explorar potenciais biocatalíticos. Para tal, foi utilizado o gergelim como biocatalisador devido ao vasto cultivo na região Nordeste. Este é plantado em terreiros (pequenas áreas), e possui como aplicações o ramo alimentício (farinhas e doces), produto medicinal, e da exploração do óleo. Esta planta tem um enorme mercado potencial principalmente pela grande quantidade de óleo de excelente qualidade na sua semente (BELTRÃO, 1986).
MATERIAL E MÉTODOS: Na realização das biorreduções, o biocatalizador utilizado foi sementes de gergelim (Sesamum indicum) comprado no mercado do Pirajá no município de Juazeiro do Norte. Os substratos utilizados foram hexan-2-ona (1), alfa-tetralona (2), 4-aminoacetofenona (3) e 2,4-dicloroacetofenona (4). A metodologia a ser empregada foi aquela desenvolvida por Machado (2006). Em erlenmeyeres (250 mL) foram adicionados o biocatalisador (sementes de gergelim, 24 g), os substratos (200 mg) e 150 mL de água destilada, permanecendo em agitação por 72 h em um orbital shaker (150 rpm). 4 A mistura foi filtrada, submetida à extração líquido-líquido com AcOEt (3 x 50 mL), a fase orgânica foi seca com Na2SO4 anidro e concentrada em rota-evaporador, chegando ao extrato bruto da biorredução. Os bioprodutos: hexan-2-ol (1a), alfa-tetralol (2a), 1-(4-aminofenil)etanol (3a), 1-(2,4-diclorofenil)etanol (4a) foram purificados por coluna de gel de sílica. Os produtos das reações foram analisados por CCD [tendo como eluente hexano:acetato (8v:2v) e revelada em solução de vanilina] e IV.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na análise por cromatografia em camada delgada revelou-se um halo em (1a, 2a, 3a e 4a) da mesma altura que o álcool padrão de cada substrato (A) que é produto de síntese química convencional de redução do substrato em questão, bem como ausência de halo da mesma altura que os substratos (1, 2, 3 e 4), nos levando a concluir que a reação de biorredução aconteceu em cada um das cetonas, produzindo seus respectivos álcoois. No infravermelho do bioproduto (1a) observou-se a presença de banda de hidroxila de álcool próximo de 3.200 cm-1; não se observa banda de carbonila de cetona, próximo de 1.715 cm-1. Sugerindo que a biorredução da hexan-2-ona ocorreu com êxito, pois não há indícios de cetona no bioproduto.
O espectro de infravermelho do bioproduto 2a revelou a presença de banda de hidroxila de álcool próximo de 3.200 cm-1. Observamos uma banda em 1.685 cm-1, relativa à carbonila de cetona conjugada. Indicando que a biorredução da α-tetralona ocorreu, porém não completamente.
O IV do bioproduto 3a revela a presença de banda de hidroxila de álcool próximo de 3.218 cm-1. A banda de carbonila de cetona conjugada, em torno de 1.680 cm-1, não é observada. Observa-se bandas de N-H do grupamento amino (NH2) em 3.396 cm-1 e outra próximo de 3.337 cm-1. A banda em 1.651 cm-1 é referente à ligação C=C de aromático. O que nos sugere que a biorredução da 4-aminoacetofenona ocorreu com sucesso.
No IV do bioproduto 4a verifica-se a presença de banda de hidroxila de álcool próximo de 3.209 cm-1; a banda de carbonila que se observa em 1,749 cm-1 é referente à carbonila de éster alifático, provavelmente do acetato de etila, o solvente que foi extraído o bioproduto por partição líquido-líquido. O que nos sugere que ocorreu a biorredução da 2,4-dicloroacetofenona ao seu álcool (4a).
CONCLUSÕES: As biotransformações de cetonas utilizando o gergelim como biocatalisador aconteceram com sucesso. A partir das análises de CCDs e infravermelho percebe-se que todas as cetonas, hexan-2-ona (1), alfa-tetralona (2), 4-aminoacetofenona (3) e 2,4-dicloroacetofenona (4), sofrem biorreduções aos seus respectivos álcoois hexan-2-ol (1a), alfa-tetralol (2a), 1-(4-aminofenil)etanol (3a), 1-(2,4-diclorofenil)etanol (4a). Portanto, podemos afirmar que o gergelim atua como um potencial biocatalisador em reações de biorreduções, onde através da tecnologia chegaremos a bioprodutos de valor agregado.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq, FAPEPI, UFPI, IFCE Campus Juazeiro do Norte e UFCA.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ASSUNÇÃO, J. C. C.; LEMOS, T. L. G.; MONTE, F. J. Q. Bioacetilação de álcoois catalisada por Saccharum officinarum. Química Nova, v.32, n.6, p.1549-1552, 2009.
BELTRÃO, N. E. M.; FREIRE, E. C. Cultura do gergelim (Sesamum indincum L.) no Nordeste do Brasil. Circular Técnica, n.12, p. 1-19, 1986.
CORTEZ, D. V.; CASTRO, H. F.; ANDRADE, G. S. S. Potencial catalítico de lipases ligadas ao micélio de fungos filamentosos em processos de biotransformação. Química Nova, v.40, n.1, p.85-96, 2017.
MACHADO, L. L.; SOUZA, J. S. N.; MATTOS, M. C.; SAKATA, S. K.; CORDELL, G. A.; LEMOS, T. L. G. Bioreduction of Aldehydes and Ketones using Manihot species. Phytochemistry, v.67, p.1637-1643, 2006.