Pesquisa
Variabilidade genética e métodos de extração de metilxantinas e compostos fenólicos em erva-mate (Ilex paraguariesis, St.Hil)
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Keiko Leonice Nakamura
Orientador: Ivan Schuster
Defendido em: 14/08/2008
Publicações:
Resumo
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil) é explorada no sul da América Latina pela capacidade de produzir bebidas tônicas e estimulantes. É consumida tradicionalmente como infusão de suas folhas secas e trituradas em bebidas conhecidas como chimarrão ou tererê, consideradas bebidas muito populares da América do Sul. Na composição química dos extratos da planta destaca-se a presença de saponinas triterpênicas responsáveis pela espuma e pelo sabor amargo, metilxantinas responsáveis pelo efeito tônico e estimulante da erva-mate e compostos fenólicos derivado do ácido clorogênico que apresentam grande atividade antioxidante e dá coloração e sabor a erva-mate. Estes compostos são capazes de prevenir e tratar uma série de problemas relacionados à saúde. O conhecimento da contribuição genética na variabilidade destes compostos pode auxiliar os programas de melhoramento da erva-mate na obtenção de progênies com níveis melhorados destes compostos. Este trabalho teve como objetivos avaliar o teor de saponinas triterpênicas, metilxantinas e ácido clorogênico e a atividade antioxidante em oito progênies de erva-mate; analisar a variabilidade genética, coeficiente de herdabilidade e correlação simples entre o teor destes compostos e analisar a influência da temperatura nos processos extrativos por refluxo e remaceração para estes compostos. A seleção de progênies foi realizada através de dados fitoquímicos prévios de metilxantinas e compostos fenólicos, selecionando-se progênies com alto grau de dissimilaridade. As amostras das progênies analisadas foram provenientes de um teste de progênies de meio-irmãos do Programa de Melhoramento Genético conduzido pela EMBRAPA Florestas (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) na Unidade experimental em Ivaí – PR. As análises de teor foram realizadas em CLAE (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência), a atividade antioxidante com a utilização do radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazila) em CCD (Cromatografia em camada delgada) e por espectrofotometria e análises estatísticas pelo programa GENES. Os resultados evidenciaram uma diferença significativa entre as progênies nos teores de saponinas triterpênicas (0,003-0,080%), cafeína (0,226-1,377%), de teobromina (0,176-0,831%), ácido clorogênico (1,344-2,031%) e na atividade antioxidante (31,251-51,406%). Foi observada uma correlação positiva entre o teor de ácido clorogênico com a teobromina, e negativa entre teobromina com cafeína e saponinas, e de cafeína com ácido clorogênico. O coeficiente de herdabilidade para saponinas (75,09%), cafeína (75,19%) e teobromina (66,87%), ácido clorogênico (52,86%) e na atividade antioxidante (67,75%) indicam a possibilidade de ganhos genéticos por seleção para estas características. Os resultados de comparação entre os métodos extrativos indicam que há uma diferença significativa entre os teores de ácido clorogênico e teobromina entre os métodos e que há possibilidade da alta temperatura ter influenciado nestas diferenças.
Palavras-chave
Aquifoliaceae, compostos fitoquímicos, diversidade genética, atividade antioxidante, métodos de extração.
Title
Genetic Parameters and Extraction of Methylxanthines and Phenolic compounds in Erva Mate (Ilex paraguariensis St. Hil.)
Abstract
Erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil) is exploited in the South of Latin America due to the production of tonic and stimulant beverages. Traditionally consumed as an infusion of its dry leaves and triturated in beverages known as “chimarrão” or “tererê”, they are considered to be the most popular drinks of South America. The extracts reveal the presence of some chemical compounds such as, methylxanthines, responsible for the tonic and stimulating effect of erva-mate; triterpene saponins, responsible for the foam and the bitter taste; and phenolic compounds - derived from chlorogenic acid - which presents high antioxidant activity and gives the distinctive color and flavor to erva-mate as well. These compounds are able to prevent and treat a series of health problems. Knowledge on genetic contribution regarding the variability of these compounds may be of great help on erva-mate improvement programs in order to obtain progenies having improved levels of these compounds. Thus, this work had the objectives of assessing the content of methylxanthines, triterpene saponins and chlorogenic acid of eight progenies of erva-mate; analyzing genetic variability, herdability coefficient and simple correlation among these compounds’ content and also comparing temperature influence on reflux and remaceration extraction processes for these substances. Progenies selection was carried out through previous phytochemical data on methylxanthines and phenolic compounds obtained by Cardozo Junior (2006), by selecting high-degree dissimilarity progenies. Samples of the progenies analyzed came from a half-brother progeny-test design accomplished by the Genetic Improvement Program of EMBRAPA Forests at Experimental Unit - Ivaí, Paraná. Content analysis were carried out on HPLC (High Performance Liquid Chromatography); antioxidant activity by using DPPH- (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl) radical on TLC (Thin Layer Chromatography) as well as by spectrophotometry and statistic analysis by the aid of GENES pc software. Results highlighted a significant difference among the progenies on the contents of triterpene saponins (0.003-0.080%); caffeine (0.226-1.377%); teobromine (0.176-0.831%); chlorogenic acid (1.344-2.031%) and on antioxidant activity (31.251-51.406%). There has been a positive correlation between chlorogenic acid content with teobromine; and a negative one between teobromine content with caffeine and saponin contents, as well as caffeine content with chlorogenic acid content. Heritability coefficient for saponins (75.09%); caffeine (75.19%) and teobromine (66.87%); chlorogenic acid (52.86%) and antioxidant activity (67.75%) indicates the possibility of genetic selection profits for these characteristics. Comparative results between the extractive remaceration and reflux methods point out that there is a significant difference between the contents of chlorogenic acid, caffeic acid and teobromine under the methods evaluated, indicating that, high temperature may have had some influence on these differences.
Keywords
Aquifoliaceae ; phytochemical compounds; genetic diversity; antioxidant activity; extraction methods