Compostos bioativos de extratos naturais : combinação de processos de extração com dióxido de carbono supercrítico, etanol e água

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martinez-Correa, Hugo Alexander
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612178
Resumo: Orientadores: Fernando Antonio Cabral, Pedro Melillo de Magalhães
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spelling Compostos bioativos de extratos naturais : combinação de processos de extração com dióxido de carbono supercrítico, etanol e águaBioactive compounds from natural extracts : combination of extraction processes using supercritical carbon dioxide, ethanol and waterExtração supercríticaCompostos bioativosAtividade antioxidanteBaccharis dracunculifoliaEugenia unifloraSupercritical extrationBioactive compoundsAntioxidant activityBaccharis dracunculifoliaEugenia unifloraOrientadores: Fernando Antonio Cabral, Pedro Melillo de MagalhãesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Esta pesquisa teve por objetivo a obtenção de extratos naturais por meio da combinação de processos de extração. Extratos foram obtidos a partir de extração em uma etapa ou em duas etapas; neste último caso a primeira etapa foi com CO2 supercrítico (400 bar, 60 °C) e a segunda etapa, etanol (25 °C) ou água (60 °C). Foram empregadas as seguintes matrizes vegetais: B. dracunculifolia, E. uniflora, C. longa L. , A. annua e B. pilosa. Todos os extratos foram caracterizados quanto ao conteúdo de compostos fenólicos totais, de flavonóides totais e concentração de algumas substâncias alvo específicas: ácido 3,5-diprenil-4-hidroxicinâmico (DHCA, artepillin C) em extratos da B. dracunculifolia, artemisinina em extratos de A. annua e curcumina em extratos de C. longa L. Foi determinada a atividade antioxidante pelos métodos do DPPH e descoloração de beta caroteno (DBC), e atividade antiplasmódica. O estudo foi complementado com a obtenção de dados experimentais de solubilidade de esqualeno em CO2 supercrítico a 40, 50 e 60 °C nas pressões de 100, 200, 300 e 400 bar. Dados de solubilidade da artemisinina em CO2 supercrítico reportados na literatura foram usados. Para este dois sistemas foi estudada a capacidade de equações de estado e modelos empíricos na descrição termodinâmica do seu comportamento.A análise de resultados mostrou que a combinação de processos resulta em uma estratégia eficiente para obtenção de extratos com diferentes composições e funcionalidade. Nesse sentido, a influência da extração supercrítica como primeira etapa é dependente da matriz vegetal estudada e do solvente empregado na segunda etapa. Nas matrizes B. dracunculifolia, B. pilosa e A annua, processos em etapa única com etanol permitem obter extratos mais concentrados em compostos da família dos flavonóides. O CO2 supercrítico e etanol permitiram obter extratos mais concentrados em artemisinina (95,1 mg/g e 95,6 mg/g). Artepilin C foi extraído com maior eficiência com CO2 supercrítico (17,26 mg/g e 26,40 mg/g para duas amostras da B. dracunculifolia). Para processo em duas etapas, a influência da extração com CO2 supercrítico sobre a etapa posterior de extração etanólica foi positiva, obtendo-se extratos 1,6 vezes mais concentrados em curcumina a partir da C. longa, e em compostos fenólicos a partir da B. dracunculifolia, C. longa, A, annua e B. pilosa. Os resultados para atividade antioxidante mostram que extratos etanólicos (E, SCE) apresentam alta atividade para extratos de B. dracunculifolia, E. uniflora e C. longa, tanto no método do DPPH, quanto no método de descolaração do ß-caroteno (DBC). Em relação à atividade antiplasmódica, a extração etanólica em duas etapas, a partir de B. pilosa, permitiu obter extratos mais ativos dentre os estudados, com concentração inibitória (IC50) igual a 126,3 µg/mL. A modelagem termodinâmica de dados de solubilidade de artemisina e esqualeno em scCO2 mostrou que a equação cúbica de Peng-Robinson apresentou melhor descrição do comportamento termodinâmico em relação à equação GC EOS (equação de estado por contribuição de grupos). O modelo GC EOS, descreve parcialmente o comportamento experimental da solubiliade do esqualeno em dióxido de carbono supercrítico, resultando fortemente dependentes dos parâmetros dos compostos puros e dos métodos usados na predição dos mesmosAbstract: This study aimed to obtain extracts by combination of extraction processes. These extracts were obtained from single extraction step or two steps, in the latter case the first step was with supercritical CO2 (60 °C and 400 bar) and a second step, ethanol (25 °C) or water (60 °C). We used the following matrices plant B. dracunculifolia, E. uniflora, C. longa L. A. annua and B. pilosa. All extracts were analyzed for content of total phenolics, total flavonoids and concentration of specific target substances: 3.5-cinnamic acid-4-hydroxycinnamic (DHCA, artepillin C) in extracts of B. dracunculifolia, artemisinin in extracts of A. annua and curcumin in extracts of C. longa L. Functional properties were determined: antioxidant activity by DPPH and ß-carotene bleaching (DRB) assays and antiplasmodial activity. The study was complemented with the experimental determination of squalene solubility in supercritical CO2 at 40, 50 and 60 ° C at pressures of 100, 200, 300 and 400 bar. Data solubility of artemisinin in supercritical CO2 reported in the literature were used. For these two systems we studied the ability of equations of state and empirical models in the thermodynamic description of their behavior. The results showed that combination processes is an effective strategy to obtain extracts with different compositions and functionality. It was found that the influence of supercritical CO2 extraction as a first extraction step varies with plant matrix and solvent used on the second step. For B. dracunculifolia, B. pilosa and A. annua, ethanolic one-step processes, produces more concentrated extracts on flavonoids compounds. The supercritical CO2 and ethanol on single step process allows to obtain more concentrated extracts on artemisinin (95.1 mg/g and 95.6 mg/g, respectively). Artepillin C was more efficiently extracted from B. dracunculifolia with supercritical CO2 (17.26 mg/g and 26.40 mg/g for two samples of B. dracunculifolia). For two step process, positive influence of previous supercritical CO2 extraction on the later ethanolic stage, producing extracts 1.6 times more concentrated on curcumin from C. longa, and phenolic compounds from B. dracunculifolia, C. Longa, A. anua and B. pilosa. Results for antioxidant activity showed that ethanolic extracts (E, SCE) from B. dracunculifolia, E. uniflora and C. longa, had high activity on DPPH and ß-carotene bleaching (DBC) assays. For antiplasmodial activity, ethanolics extracts from B. pilosa on two steps process were the most active among those studied, with inhibitory concentration (IC50) equal to 126.3 mg / mL. Thermodynamic modeling for artemisinin and squalene solubility in supercritical CO2 showed best performance for Peng-Robinson equation in to describing thermodynamic behavior than GC EOS Equation (Group contribution Equation of State), which partially describes the behavior of squalene solubility. In all cases the results were found strongly dependent on the parameters of pure compounds and methods used to predict themDoutoradoDoutor em Engenharia de Alimentos[s.n.]Cabral, Fernando Antonio, 1954-Magalhães, Pedro Melillo de, 1956-Petenate, Maria Angela de Almeida MeirelesRodrigues, Christianne Elisabete da CostaRibeiro, Maria Cristina MarcucciUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMartinez-Correa, Hugo Alexander2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf253 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612178MARTINEZ-CORREA, Hugo Alexander. Compostos bioativos de extratos naturais: combinação de processos de extração com dióxido de carbono supercrítico, etanol e água. 2010. 253 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612178. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/769912porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T05:53:08Zoai::769912Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T05:53:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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