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Título: Extração, caracterização e avaliação bioativa do extrato de Arrabidaea chica
Autor(es): Santos, Rogério Pitanga
Palavras-chave: Extração supercrítica;Carajurina;Atividade antioxidante
Data do documento: 15-Jun-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: SANTOS, Rogério Pitanga. Extração, caracterização e avaliação bioativa do extrato de Arrabidaea chica. 2015. 102f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo: The use of plants for medicinal purposes is ancient, with widespread application in medicinal drugs. Although plants are promising sources for the discovery of new molecules of pharmacological interest, estimates show that only 17% of them have been studied for their possible use in medicine. Thus, biodiversity of Brazilian flora represents an immense potential for economic use by the pharmaceutical industry. The plant Arrabidaea chica, popularly known as “pariri”, is common in the Amazon region, and it is assigned several medicinal properties. The leaves of this plant are rich in anthocyanins, which are phenolic compounds with high antioxidant power. Antioxidant compounds play a vital role in the prevention of neurological and cardiovascular diseases, cancer and diabetes, among others. Within the anthocyanins found in Arrabidaea chica, stands out Carajurin (6,7-dihydroxy-5,4’- dimethoxy-flavilium), which is the major pigment encountered in this plant. The present work aimed to study on supercritical extraction and conventional extraction (solid-liquid extraction) in leaves of Arrabidaea chica, evaluating the efficiency of the extractive processes, antioxidant activity and quantification of Carajurin contained in the extracts. Supercritical extraction used CO2 as solvent with addition of co-solvent (ethanol/water mixture) and were conducted by the dynamic method in a fixed bed extractor. The trials followed a 24-1 fractional factorial design, the dependent variables were: process yield, concentration of Carajurin and antioxidant activity; and independent variables were: pressure, temperature, concentration of co-solvent (v/v) and concentration of water in the co-solvent mixture (v/v). Yields (mass of dry extract/mass of raw material used) obtained from supercritical extraction ranged from 15.1% to 32%, and the best result was obtained at 250 bar and 40 °C, co-solvent concentration equal to 30% and concentration of water in the co-solvent mixture equal to 50%. Through statistical analysis, it was found that the concentration of co-solvent revealed significant effect on the yield. Yields obtained from conventional extractions were of 8.1% (water) and 5.5% (ethanol). Through HPLC (High-performance liquid chromatography) analysis, Carajurin was quantified in all the extracts and concentration values (Carajurin mass/mass of dry extract) ranged between 1% and 2.21% for supercritical extraction. For conventional extraction, Carajurin was not detected in the aqueous extract, while the ethanol extract showed Carajurin content of 7.04%, and therefore, more selective in Carajurin than the supercritical extraction. Evaluation of antioxidant power (radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl – DPPH – sequestration method) of the supercritical extracts resulted in EC50 values (effective concentration which neutralizes 50% of free radicals) ranged from 38.34 to 86.13 μg/mL, while conventional extraction resulted in EC50 values of 167.34 (water) and 42.58 (ethanol) μg/mL. As for the quantification of total phenolic content (Folin-Ciocalteau analysis) of the supercritical extracts resulted in values ranged from 48.93 and 88.62 mg GAE/g extract (GAE = Gallic Acid Equivalents), while solid-liquid extraction resulted in values of 37.63 (water) and 80.54 (ethanol) mg GAE/g extract. The good antioxidant activity cannot be attributed solely to the presence of Carajurin, but also the existence of other compounds and antioxidants in Arrabidaea chica. By optimizing the experimental design, it was possible to identify the experiment that presented the best result considering the four dependent variables together. This experiment was performed under the following conditions: pressure of 200 bar, temperature of 40 °C, co-solvent concentration equal to 30% and concentration of water in the co-solvent mixture equal to 30%. It is concluded that, within the studied range, it is possible to purchase the optimum result using milder operating conditions, which implies lower costs and greater ease of operation.
metadata.dc.description.resumo: A utilização de plantas com finalidades medicinais é milenar, sendo bastante difundida sua aplicação em medicamentos. Apesar das plantas serem fontes promissoras para a descoberta de novas moléculas de interesse farmacológico, estimativas revelam que apenas 17% delas foram estudadas quanto a sua possibilidade de uso na medicina. Assim, a biodiversidade da flora brasileira representa um imenso potencial de utilização econômica pela indústria farmacêutica. A planta Arrabidaea chica, popularmente conhecida como “pariri”, é comum na região Amazônica, e a ela são atribuídas várias propriedades medicinais. As folhas desta planta são ricas em antocianinas, que são compostos fenólicos com alto poder antioxidante. Os compostos antioxidantes desempenham um papel vital na prevenção de doenças neurológicas e cardiovasculares, câncer e diabetes, entre outras. Dentre as antocianinas encontradas na Arrabidaea chica, destaca-se a Carajurina (6,7-dihidroxi-5,4’- dimetoxi-flavilium), que é o principal pigmento encontrado nesta planta. O presente trabalho teve como objetivo geral o estudo sobre a extração supercrítica e a extração convencional (sólido-líquido) de folhas da Arrabidaea chica, avaliando-se o rendimento dos processos extrativos, a atividade antioxidante e a quantificação de Carajurina contida nos extratos. As extrações supercríticas utilizaram CO2 como solvente, adicionado de co-solvente (mistura etanol/água), e foram conduzidas pelo método dinâmico em um extrator de leito fixo. Os ensaios obedeceram a um planejamento fatorial fracionário 24-1, tendo como variáveis resposta o rendimento do processo, o poder antioxidante e a concentração de Carajurina, e como variáveis independentes a pressão, a temperatura, a concentração de co-solvente (v/v) e a concentração de água no co-solvente (v/v). Os rendimentos (massa de extrato seco/massa de matéria-prima utilizada) obtidos da extração supercrítica variaram de 15,1% a 32%, sendo que o melhor resultado foi obtido a 250 bar e 40°C, com uso do co-solvente a 30% (v/v) e concentração de água no co-solvente igual a 50% (v/v). Através de análise estatística, verificou-se que a concentração de co-solvente apresentou efeito significativo sobre o rendimento. Os resultados de rendimento em massa para as extrações convencionais foram de 8,1% (água) e 5,5% (etanol). Através de análises cromatográficas em CLAE (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência), a Carajurina foi quantificada em todos os extratos obtidos e os valores de concentração (massa de Carajurina/massa de extrato seco) variaram entre 1% e 2,21% para os extratos supercríticos. Quanto às extrações convencionais, não foi detectada Carajurina no extrato aquoso, enquanto o extrato etanólico apresentou teor de Carajurina igual a 7,04%, sendo, portanto, mais seletivo em Carajurina do que as extrações supercríticas. A avaliação do poder antioxidante (método do sequestro do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazilDPPH) dos extratos supercríticos resultou em valores de EC50 (concentração efetiva que neutraliza 50% dos radicais livres) compreendidos entre 38,34 e 86,13 μg/mL, enquanto que as extrações convencionais resultaram em valores de EC50 de 167,34 (água) e 42,58 (etanol) μg/mL. Já a quantificação dos compostos fenólicos (método espectrofotométrico de FolinCiocalteau) dos extratos supercríticos resultou em valores compreendidos entre 48,93 e 88,62 mg EAG/g extrato (EAG = Equivalentes de Ácido Gálico), enquanto que as extrações sólidolíquido resultaram em valores de 37,63 (água) e 80,54 (etanol) mg EAG/g extrato. A boa atividade antioxidante pode ser atribuída não somente à presença de Carajurina, mas também à existência de outros compostos fenólicos e antioxidantes na Arrabidaea chica. Através da otimização do planejamento experimental, foi possível identificar o experimento que apresentou o melhor resultado considerando as quatro variáveis resposta em conjunto. Este experimento foi realizado nas seguintes condições: pressão de 200 bar, temperatura de 40°C, concentração de co-solvente igual a 30% (v/v) e concentração de água no co-solvente igual a 30% (v/v). Conclui-se que, dentro da faixa estudada, é possível obter o resultado ótimo utilizando condições operacionais mais amenas, o que implica em menores custos e maior facilidade de operação.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20164
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