Plantas aromáticas e medicinais: alimento ou fonte de nutracêuticos? A fronteira entre propriedades nutricionais e medicinais

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1 Plantas aromáticas e medicinais: alimento ou fonte de nutracêuticos? A fronteira entre propriedades nutricionais e medicinais Isabel C.F.R. Ferreira CIMO- ESA Instituto Politécnico de Bragança, Portugal iferreira@ipb.pt 25 de setembro de 2014

2 Espécies de Plantas Mais de 70 espécies de plantas estudadas Achillea millefolium Aloysia citrodora Arbrutus unedo Asparagus acutifolius Bryonia dioica Brassica napus var napus Brassica oleraceae var costata Castanea sativa Centaurea paniculata Cistus ladanifer Citrus paradise Citrus limon Citrus aurantiifolia Citrus sinensis Coriandrum sativum Cupressus lusitanica Cytisus multiflorus Cytisus scoparius Cytisus striatus Eucalyptus gunni Filipendula ulmaria Foeniculum vulgare Glechoma hederacea Helychrisum stoechas Laurus nobilis Lonicera peryclimenum Malva sylvestris Matricaria recutita Melissa officinalis Mentha pulegium Mentha spicata Origanum vulgare Prunus spinosa Pterospartum tridentatum Rosa canina Rosa micrantha Rubus ulmifolius Sambucus nigra Tamus communis Taraxacum officinale Thymus mastichina Thymus pulegioides Trifolium angustifolium 2

3 Potencial nutricional Potencial antioxidante Potencial antitumoral Potencial antimicrobiano 3

4 ALIMENTOS FUNCIONAIS O que são alimentos funcionais e nutracêuticos? Alimentos Funcionais Alimentos ou componentes de dietas que para além de nutrir têm também benefícios para a saúde de quem os consome Nutracêuticos Substância que existe no alimento funcional e contém propriedades que permitem a prevenção ou tratamento de uma doença ou trazer algum benefício para a saúde

5 POTENCIAL NUTRICIONAL E COMPOSTOS BIOATIVOS Valor nutricional Glúcidos Ácidos gordos Vitaminas Compostos fenólicos 5

6 VALOR NUTRICIONAL Lípidos Extração com éter de petróleo ºC usando um aparelho de Soxhlet Proteínas Método Kjeldahl (N 6.25) Cinzas Incineração a 550±15 ºC Energia Energia (kcal) = 4 (g proteínas + g glúcidos) + 9 (g lípidos) 6

7 VALOR NUTRICIONAL Plantas aromáticas Plantas medicinais 108 kcal/100g fw Foeniculum vulgare (funcho) 195 kcal/100g fw Origanum vulgare (oregão) 190 kcal/100g fw Thymus mastichina (tomilho) 103 kcal/100g fw Cytisus multiflorus (giesta branca) 60 kcal/100g fw Melissa officinalis (cidreira) 117 kcal/100g fw Crataegus monogyna (espinheiro) Verduras Frutos 57 kcal/100g fw Asparagus acutifolius (espargos) 75 kcal/100g fw Bryonia dioica (norça) 49 kcal/100g fw Brassica napus L. var. napus (grelos) 29 kcal/100g fw Lonicera peryclimenum (madressilva) 161kcal/100g fw Prunus spinosa (abrunheiro) 150 kcal/100g fw Arbutus unedo (medronho) 7

8 POTENCIAL NUTRICIONAL E COMPOSTOS BIOATIVOS Valor nutricional Glúcidos Ácidos gordos Vitaminas Compostos fenólicos 8

9 Glúcidos 80% etanol aquoso P.I. Amostra liofilizada Extração (90 min; 80 ºC) Filtração HPLC - RI Filtração com filtro LC 0,22 µm Fase Móvel Acetonitrilo:água desionizada 70:30 (v/v) Fase Estacionária Coluna Eurospher NH 2 (4,6 mm x 250 mm) Lavagens 3x (éter dietílico) Remoção do etanol 9

10 Glúcidos Voltage (mv) Cytisus multiflorus (giesta branca) Time (min.) liofilizado ( ) e seco-sombra ( ). 1- Frutose; 2-glucose; 3-sacarose; 4- trealose; 5-melezitose (PI). 10

11 POTENCIAL NUTRICIONAL E COMPOSTOS BIOATIVOS Valor nutricional Glúcidos Ácidos gordos Vitaminas Compostos fenólicos 11

12 Ácidos gordos Amostra liofilizada Derivatização Éter de petróleo ºC Metanol:ácido sulfúrico: tolueno (2:1:1 v/v/v) 12 h a 50 ºC e 160 rpm Água e éter dietílico GC-FID Filtração e análise Recuperação dos FAME com éter dietílico Fase móvel: hidrogénio Fase estacionária: cianopropilmetil/fenilmetilpolisiloxano; coluna 30 m 0,32 mm 12

13 Ácidos gordos Voltage (mv) Sambucus nigra (Sabugueiro) Time (min.) 1- C6:0; 2- C8:0; 3- C10:0; 4- C12:0; 5- C14:0; 6-C14:1; 7- C15:0; 8- C15:1; 9- C16:0; 10- C16:1; 11- C17:0; 12- C18:0; 13- C18:1n9; 14- C18:2n6; 15- C18:3n3; 16- C20:0; 17- C20:1; 18- C20:3n3+C21:0; 19- C20:5n3; 20- C22:0; 21- C23:0; 22- C24:0. 13

14 POTENCIAL NUTRICIONAL E COMPOSTOS BIOATIVOS Valor nutricional Glúcidos Ácidos gordos Vitaminas Compostos fenólicos 14

15 Tocoferóis BHT P.I. Amostra liofilizada Metanol Hexano NaCl Centrifugação (10 ºC; 4000g; 5 min.) Re-extração com hexano HPLC - fluorescência Filtração com filtro LC 0,22 µm Remoção do solvente em corrente de azoto Fase Móvel n-hexano:acetato de etilo (70:30, v/v) Fase estacionária coluna Polyamide II normal fase (250 mm 4.6 mm) 15

16 Tocoferóis Rosa micrantha (roseira brava) 1. α-tocoferol; 2. β-tocoferol; 3. γ-tocoferol; 4. δ-tocoferol; 5. IS (Tocol) mg/g fw de fruto maduro 0.10 mg/g fw de flores 16

17 Tocoferóis- Mecanismo de ação LOO + TOH LOOH + TO LO + TOH LOH + TO L + TOH LH + TO Efeito Pró-oxidante TO + LH TOH + L TO + LOOH TOH + LOO 17

18 ÁCIDO ASCÓRBICO Ácido metafosfórico (4%) Amostra liofilizada Filtração 20 min, 25ºC Análise por HPLC-DAD Fase móvel: Ácido sulfúrico (3.6 mm) Fase estacionária: coluna SphereClone C18 de fase reserva (5 µm, 250 mm x 4.6 mm i.d) 18

19 ÁCIDO ASCÓRBICO mau mau nm min Arbutus unedo (medronho) 1.94 mg/g fw de fruto 19

20 ÁCIDO ASCÓRBICO TO + AsH - TOH + As - As - + NADH AsH - + NAD Interações sinergéticas Vitaminas: papel protetor contra algumas doenças relacionadas com o stress oxidativo, nomeadamente cancro e doenças cardiovasculares 20

21 POTENCIAL NUTRICIONAL E COMPOSTOS BIOATIVOS Valor nutricional Glúcidos Ácidos gordos Vitaminas Compostos fenólicos 21

22 OH COMPOSTOS FENÓLICOS HO O OH OH OH O Quercetin Metanol:água (80:20), 25 ºC, 1h Filtração Evaporação Purificação em coluna C18 Evaporar e redissolver Análise por HPLC-DAD-ESI/MS. Fase estacionária: C 18 (coluna 150 mm x 4.6mm)

23 COMPOSTOS FENÓLICOS mau A Crataegus monogyna (espinheiro) Time (min) 23

24 COMPOSTOS FENÓLICOS Rt Peak (min) λ max Molecular ion MS 2 (nm) [M- H] - (m/z) (m/z) Crataegus monogyna Quan=fica=on Tenta=ve iden=fica=on (mg/g, dw) (100),179(84),173(7),135(55) cis 3- Caffeoylquinic acid 0.02 ± (100),179(63),173(11),135(74) trans 3- Caffeoylquinic acid 0.16 ± (49),179(70),173(100),135(61) 4- Caffeoylquinic acid 0.21 ± (100),179(23),173(25),135(18) 5- Caffeoylquinic acid 2.33 ± (19),173(100),163(24),155(4),137(7) cis 4- p- Coumaroylquinic acid 0.22 ± (6),173(100),163(70),155(16),137(23) trans 4- p- Coumaroylquinic acid 1.44 ± (44),425(59),407(97), 289(65) Procyanidin trimer 1.38 ± (100),173(23),163(15),155(3),137(2) cis 5- p- Coumaroylquinic acid 0.39 ± (100),173(25),163(15),155(3),137(2) trans 5- p- Coumaroylquinic acid 0.22 ± (16),413(100),341(6), 311(23),293(91) 2 - O- Rhamnose- C- hexoside apigenin 0.75 ± (100) QuerceKn 3- O- ruknoside 0.88 ± (100) QuerceKn 3- O- glucoside 4.66 ± (100) Kaempferol- 3- O- ruknoside 0.64 ± (9),301(63) QuerceKn acetyl hexoside 0.45 ± (100),191(81),179(57),173(5),135(29) 3,5- Dicaffeoylquinic acid 0.55 ± (12),457(2),413(100),341(3),311(15),293(91) 2 - O- Rhamnose- C- acetyl- hexoside apigenin 2.00 ± (100) IsorhamneKn acetylhexoside 0.82 ±

25 COMPOSTOS FENÓLICOS - Antocianinas mau A Peonidin 3- O- ru,noside Time (min) mau Prunus spinosa (abrunheiro) 516 nm nm 25

26 POTENCIAL ANTIOXIDANTE Stresse Oxidativo Causas Alvos Consequências Ambientais Fármacos Reacções químicas Radiação Exercício extremo Radicais livres Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos Glúcidos Cancro Doenças cardiovasculares Desordens neurológicas Doença pulmonar Processos metabólicos Diabetes Artrite Envelhecimento 26

27 POTENCIAL ANTIOXIDANTE Stresse oxidativo e defesas antioxidantes endógenas CTE mitocondrial O NADPH Oxidases 2 Xantina Oxidase Antioxidantes não-enzimáticos (vit. C, vit. E, GSH, outros) O 2 Vit. C Vit. E Vit. C Vit. E GSH- conjugada GST O 2 Metais transição HO L LOO LOOH LO Xenobiótico electrófilo SOD O 2 + OH - LH L LH H 2 O 2 CAT H 2 O R R GPx 2GSH NADP + NO Citrullina GSNO NADP + H 2 O + O 2 H 2 O + LOH GS-SG Gred O 2 NO Sintases NADPH+ H + NADPH + H + ONOO Arginina 27

28 POTENCIAL ANTIOXIDANTE EC 50 (µg/ml) Crataegus monogyna (espinheiro) Castanea sa3va (castanheiro) Helychrisum stoechas (Marcenilha) Matricaria recu3ta (camomila) Rubus ulmifolius (silva silvestre) Captação de DPPH Poder redutor Inib. desc. β- carotene Inib. TBARS Flores de Crataegus monogyna (espinheiro) 28

29 POTENCIAL ANTIMICROBIANO Rosa micrantha (roseira brava) Candida albicans Candida glabrata Candida parapsilosis Candida tropicalis 29

30 POTENCIAL ANTITUMORAL GI 50 (µg/ml) Achillea millefolium (Erva-de-São-João-de-grisley) MCF- 7 (adenocarcinoma de mama) HCT- 15 (carcinoma de cólon) HepG2 (carcinoma hepatocelular) NCI- H460 (cancro de pulmão) HeLa (carcinoma cervical) 30

31 AS APLICAÇÕES Antioxidantes naturais como preservantes na indústria alimentar Incorporação em alimentos 31

32 PRODER Project No , "PlantLact: New functional lactic products without synthetic conservatives.

33 AS APLICAÇÕES Antioxidantes naturais no combate ao envelhecimento (stresse oxidativo) Incorporação em cosméticos 33

34 Algumas conclusões Aproveitamento das plantas como fonte de compostos bioativos, nomeadamente antioxidantes, a ser explorados pela industria alimentar ou cosmética. Valorização das plantas como alimento funcional e fonte de nutracêuticos. 34

35 A equipa Estudantes de doutoramento: 35

36 Obrigada! 36