Pesquisa
Composição química e atividades biológicas do óleo essencial e extrato bruto das folhas de Eugenia uniflora
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Mariana Rodrigues Vilas Boas
Orientador: Maria Graciela Iecher Faria
Defendido em: 24/02/2022
Resumo
A pitangueira (Eugenia uniflora L.) é uma planta da família Myrtaceae originária da mata atlântica brasileira, espécie nativa, porém não endêmica do Brasil, é uma planta arbustiva que pode alcançar até 8 m de altura, de folhas simples, ovais lanceoladas. Possui flores de coloração branca, solitárias, em dupla ou trio nas axilas e extremidades dos ramos, os frutos são globosos e sulcados, de coloração vermelha, amarela ou preta, sempre brilhantes, com polpa carnosa e de sabor agridoce. Através de suas folhas é possível extrair óleo essencial que apresenta coloração verde claro a transparente. E a partir das folhas de E. uniflora também é possível extrair o extrato bruto (EB). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi extrair e realizar a caracterização química do óleo essencial das folhas frescas e do extrato bruto etanólico das folhas secas de E. uniflora e analisar o potencial antioxidante, citotóxico, anti-inflamatório e atividade antibacteriana. O material vegetal foi obtido de um exemplar adulto de E. uniflora localizado na cidade de Paranavaí, região noroeste do estado do Paraná, as folhas foram coletadas no período vegetativo, entre as datas 03/04/2017 e 11/06/2017 no período da manhã entre 08h00 e 10h00. O óleo essencial das folhas frescas foi obtido por hidrodestilação, por duas horas. A identificação química foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), e apresentando-se como um óleo rico em terpenos, sesquiterpenos e politerpenos, destacando alguns compostos como germacrona, curzereno, germacreno b, β-cariofileno e furanodieno. O extrato etanólico (70%) das folhas secas foi obtido através da técnica de maceração dinâmica com renovação dinâmica e a sua identificação química realizada por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas de alta resolução (UHPLC-MS) sendo possível encontrar 32 compostos destacando-se as classes de taninos, esteróides, triterpenos, heterosídeos antraquinônicos, flavonóides e saponínicos. A atividade antioxidante foi determinada pelas metodologias de sequestro de radical livre 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH) que foi definido a partir da correlação entre absorbância versus concentração da amostra antioxidante, determinando a concentração necessária para reduzir 50% dos radicais livres (CI50), foi avaliada também pelo sistema de co-oxidação do β-caroteno/ácido linoleico tendo os resultados expressos como porcentagem da inibição da oxidação e pelo método de poder de redução do ferro (FRAP) utilizando uma curva padrão de sulfato ferroso (0 – 2000 μM) foi calculada a percentagem de atividade antioxidante expressa em μM sulfato ferroso/mg da amostra. Foi realizada também a atividade antioxidante celular e anti-inflamatórias para células de macrófagos de camundongo (RAW 264,7), para a atividade citotóxica foram testadas linhagens de células tumorais humanas: AGS (adenocarcinoma gástrico), Caco-2 (adenocarcinoma colorretal), MCF-7 (adenocarcinoma de mama), NCI-H460 (carcinoma pulmonar) e também linhagem celular não tumoral: Vero (African green monkey kidney). A concentração inibitória mínima (CIM), foi determinada pelo método de microdiluição em caldo para as cepas bacterianas Staphylococcus aureus ATCC 29213, Escherichia coli ATCC 1284, Bacillus cereus ATCC 14579, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Salmonella Typhi NEWP 0028. O OE apresentou rendimento de 0,37% e obteve como compostos majoritários curzereno (22,34%), germacreno D (12,02%), biciclogermacrene (11,38%), selina-1,3,7(11)-trien-8-ona (11,29%), germacrene B (8,57%), germacrone (6,70%). O EB apresentou rendimento de 23,62%, e em sua composição foram encontrados compostos como ácidos, terpenos e flavonóides. Para a atividade antioxidante, o EB apresentou melhores resultados em três dos testes avaliados. Sendo um dos métodos a co-oxidação β-caroteno/ácido linoleico onde o EB apresentou atividade antioxidante alta em todas as concentrações avaliadas (93,98-96,53%) já o OE apresentou atividade moderada (56,69-64,22%). Para a atividade antioxidante celular o OE apresentou melhor percentagem de inibição quando comparado ao EB, e para a atividade citotóxica e anti-inflamatória o OE e EB não foram eficazes para inibir o crescimento de células tumorais e não tumorais em comparação com o controle elipticina e apresentaram um baixo potencial anti-inflamatório. E para a atividade antimicrobiana a CIM do EB foi melhor quando comparada ao OE, 2,4 vezes menor contra a Staphylococcus aureus e 6,8 vezes menor contra Bacillus cereus. Assim, de acordo com os parâmetros analisados, tanto o OE, mas principalmente o EB das folhas de E. uniflora são candidatos a conservantes, antioxidantes e antimicrobianos na indústria farmacêutica, cosmética e alimentícia.
Palavras-chave
Staphylococcus aureus, ácido elágico, kaempferol, sesquiterpenos, pitanga.
Title
Chemical composition and biological activities of essential oil and crude extract of Eugenia uniflora leaves
Abstract
Surinam cherry (Eugenia uniflora L.) is a plant of the Myrtaceae family originating from the Brazilian Atlantic Forest, a native species, but not endemic to Brazil, it is a shrub plant that can reach up to 8 m in height, with simple, oval lanceolate leaves. It has white flowers, solitary, in pairs or trios in the armpits and ends of the branches, the fruits are globular and grooved, red, yellow or black, always bright, with fleshy pulp and bittersweet flavor. Through its leaves it is possible to extract essential oil that has a light green to transparent color. And from the leaves of E. uniflora it is also possible to extract the crude extract (CE). Thus, the objective of this work was to extract and carry out the chemical characterization of the essential oil (EO) of fresh leaves and the crude ethanolic extract of the dried leaves of E. uniflora and to analyze the antioxidant, cytotoxic, anti-inflammatory and antibacterial activity. The plant material was obtained from an adult specimen of E. uniflora located in the city of Paranavaí, northwest region of the state of Paraná, the leaves were collected in the vegetative period, between the dates 03/04/2017 and 11/06/2017 in the period in the morning between 08:00 and 10:00 am. The essential oil of the fresh leaves was obtained by hydrodistillation for two hours. The chemical identification was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS), and presenting itself as an oil rich in terpenes, sesquiterpenes and polyterpenes, highlighting some compounds such as germacrone, curzerene, germacrene b, β-caryophyllene and furanodiene. The ethanolic extract (70%) of the dried leaves was obtained through the dynamic maceration technique with dynamic renewal and its chemical identification was carried out by ultra performance liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (UHPLC-MS) and it was possible to find 32 compounds, highlighting the classes of tannins, steroids, triterpenes, anthraquinone heterosides, flavonoids and saponins. Antioxidant activity was determined by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging methodologies, which was defined from the correlation between absorbance versus concentration of the antioxidant sample, determining the concentration necessary to reduce 50% of the free radicals (IC50), was also evaluated by the co-oxidation system of β-carotene/linoleic acid with the results expressed as percentage of oxidation inhibition and by the method of reducing power of iron (FRAP) using a standard curve of sulfate (0 – 2000 μM) the percentage of antioxidant activity expressed in μM ferrous sulfate/mg of the sample was calculated. Cellular antioxidant and anti-inflammatory activity was also performed for mouse macrophage cells (RAW 264.7), for cytotoxic activity, human tumor cell lines were tested: AGS (gastric adenocarcinoma), Caco-2 (colorectal adenocarcinoma), MCF-7 (breast adenocarcinoma), NCI-H460 (lung carcinoma) and also non-tumor cell line: Vero (African green monkey kidney). The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined by the broth microdilution method for the bacterial strains Staphylococcus aureus ATCC 29213, Escherichia coli ATCC 1284, Bacillus cereus ATCC 14579, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Salmonella Typhi NEWP 0028. The EO presented a yield of 0.37% and obtained as major compounds curzerene (22.34%), germacrene D (12.02%), bicyclogermacrene (11.38%), seline-1,3,7(11)- trien-8-one (11.29%), germacrene B (8.57%), germacrone (6.70%). The CE showed a yield of 23.62%, and compounds such as acids, terpenes and flavonoids were found in its composition. For antioxidant activity, CE showed better results in three of the tests evaluated. One of the methods is β-carotene/linoleic acid co-oxidation, where CE showed high antioxidant activity at all concentrations evaluated (93.98-96.53%), whereas EO showed moderate activity (56.69-64.22 %). For cellular antioxidant activity, EO showed a better percentage of inhibition when compared to CE, and for cytotoxic and anti-inflammatory activity, EO and CE were not effective in inhibiting the growth of tumor and non-tumor cells compared to the control ellipticin and showed a low anti-inflammatory potential. And for antimicrobial activity, the MIC of CE was better when compared to EO, 2.4 times lower against Staphylococcus aureus and 6.8 times lower against Bacillus cereus. Thus, according to the parameters analyzed, both the EO, but mainly the CE of E. uniflora leaves are candidates for preservatives, antioxidants and antimicrobials in the pharmaceutical, cosmetic and food industries.
Keywords
Staphylococcus aureus, ellagic acid, kaempferol, sesquiterpenes, surinam