Variação química da constituição do óleo essencial de Cymbopogon citratus (capim limão)

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1 Variação química da constituição do óleo essencial de Cymbopogon citratus (capim limão) FARMÁCIA Roberta Tancredi dos Santos Pesquisadora Roberto Carlos Campos Martins Orientador Resumo O Cymbopogon citratus é uma gramínea, conhecida popularmente como capim limão, capim cheiroso, erva cidreira entre outros, e em inglês lemon grass. A população utiliza o chá, ou abafado, preparado a partir de suas folhas como calmante, digestivo, estomáquico, analgésico e anti espasmódico. O presente estudo analisou o óleo volátil extraído da espécie coletada em diferentes localizações e em diferentes horários para avaliar o acúmulo de seus principais componentes através da técnica de cromatografia a gás (CG), realizado no centro de pesquisa UNIFIEO. Para a avaliação da variação dos metabólitos secundários foram coletadas folhas de espécies cultivadas em dois sítios na região de Ibiúna e Santana do Parnaíba, na região oeste do Estado de São Paulo. As coletas foram realizadas a cada 3 horas ao longo das 24 horas do dia e os constituintes dos óleos foram extraídos em seguida, utilizando aparelho do tipo Clevenger com a técnica de hidrodestilação. Os constituintes dos óleos essenciais obtidos foram identificados por comparação de seus Índices de Retenção de Kovatz com os da literatura, e o teor de seus constituintes químicos, bem como o rendimento dos óleos obtidos, foram avaliados durante este período de 24 horas. Foram identificados cinco componentes majoritários que são citral, geraniol, linalol, undecanona e β-citronelal. Houve variação do teor relativo no acúmulo de citral e de geraniol nos óleos essenciais das regiões de coleta, bem como nos horários de coleta nas duas regiões, revelando um metabolismo secundário dinâmico que pode estar sendo controlado por diversos fatores. Palavras-chave: Cymbopogon citratus. Variação química. Óleo essencial. Plantas medicinais. 63 Abstract Cymbopogon citratus is a plant species also known as lemongrass. Population in general, uses the lemon grass tea prepared from it leaves as calmative, sedative, digestive, analgesic, anti inflammatiory and anti-spasmodic. The present study shows the analysis of the essential oil extracted from the leaves of chemotypes collected from two different places (Ibiúna and Santana do Parnaíba, both cities in São Paulo State) in order to verify differences in the accumulation of its main constituents. In addition, leaves of the chosen chemotypes were collected every 3hours starting from 12:30 AM with the same purpose. Essential oils were extracted by hidrodistillation using the Clevenger apparatus and the chemical components of the oil were identified by gas chromatography using its Kovatz Retention Indexes. Five main components were identified: citral, geranniol, undecanone, linnalol and -citronelal whose percentage in the constitution of the essential oil has varied significantly either for the chemotypes collected in the two farms as for the ones collected every

2 Roberta Tancredi dos Santos three hours, showing a very dynamic secondary metabolism acting in this plant, which may be controlled by several parameters Key words: Cymbopogon citratus. Chemistry variations. Essential oil. Medicinal plants. 64 Introdução A espécie Cymbopogon citratus pertence à família das Gramíneas, do gênero Cymbopogon, que abriga 85 espécies (ABEGAZ; YOHANNES, 1983). É originário da Índia, sendo cultivado em todos os países na região dos trópicos. Prefere climas quentes e úmidos, com chuvas bem distribuídas e com temperatura média elevada. Não resiste a regiões frias sujeitas à geadas. É cultivado a pleno sol, vegetando em qualquer solo, desde que bem drenado e fértil (CORRÊA JÚNIOR et al., 1994). É conhecida por diversos nomes populares, tais como capim-limão, capim-cidreira e capim-cidrão no Brasil, belgata e chá-do-gabão em Portugal, citronelle na França, lemongrass nos países de língua inglesa e surwai na Índia (CORRÊA, 1984; SANGUINETTI, 1989). A planta é uma erva acaule, cespitosa, de folhas longas, aromáticas, estreitas, agudas e ásperas, com nervura central grossa e acanalada, segundo descrição de LEAL (1998). Cultivada como ornamental e aromática, é utilizada como agente aromatizante em perfumaria e cosmética, devido ao seu odor característico de limão (CORRÊA, 1984). Possui emprego medicinal, para o qual podem ser utilizadas as folhas frescas ou dessecadas e o óleo essencial extraído delas (SOUZA et al., 1991; BENNETT, PRANCE, 2000). O principal constituinte do óleo essencial é o citral (47 a 85%), além dos isômeros geranial e neral (BRUNETON, 1991; EVANS, 1996; PINO, ROSADO, 2000; KASALI, OYEDEJI, ASHILOKUN, 2001; SIDIBE et al., 2001). Em menor proporção já foram identificados outros componentes, como canfeno, citronelal, citronelol, farnesol, geraniol, limoneno, linalol, mentol, mirceno, nerol, α-pineno, β-pineno e terpineol (SOUZA et al., 1991). Com base na medicina tradicional, e em ensaios farmacológicos em animais, e em análises microbiológicas, os efeitos terapêuticos relatados para a espécie destacam as atividades estomáquica (EVANS, 1996), analgésica (RAO, MENEZES, VIANA, 1990; VIANA et al., 2000), antiespasmódica (KISHORE, MISHRA, CHANSOURIA, 1993) e antimicrobiana (DUKE, 1997; FIORI et al., 2000). Em relação ao óleo essencial do Cymbopogon citratus, esse apresenta ação antibacteriana e antifúngica (CARRICONDE et al., 1996). Como os óleos essenciais são produzidos principalmente pelas folhas, durante o desenvolvimento da planta e, em resposta a estresses ambientais, a produção desses metabólitos secundários depende não só de estímulos externos, mas também da constituição genética da planta. Dessa forma, cada planta apresenta um conjunto de substâncias, sendo que aquelas de maior proporção relativa no óleo definem seu grupo químico (quimiotipo). Essa forma de classificação conforme a(s) substância(s) majoritária(s) é bastante comum na área fitoquímica. De modo geral, as espécies vegetais tendem a apresentar um perfil semelhante no que se refere ao

3 Variação química da constituição do óleo essencial de Cymbopogon citratus (capim limão) acúmulo de metabólitos secundários. No entanto, fatores como localização geográfica (fatores edáficos), disponibilidade de nutrientes na área de cultivo, poluição ambiental, altitude, estágio de desenvolvimento, estação do ano, calor e umidade podem afetar o teor desses constituintes fazendo com que, muitas vezes, uma determinada substância ou classe de substâncias se acumule em maior ou menor quantidade. Em regiões cujo solo é pobre em nitrogênio, por exemplo, plantas que se notabilizam por acumular alcalóides terão a produção desses compostos diminuída, uma vez que o nitrogênio, que faz parte da composição dos alcalóides, é escasso e reservado para a síntese de aminoácidos essenciais à planta (VÁSQUEZ-FLOTA et al, 2004). Este trabalho relata a variação circadiana, ou seja, como o ritmo do metabolismo ao longo das 24 horas do dia, considerando as duas regiões onde a espécie foi coletada, Ibiúna e Santana do Parnaíba. Os resultados demonstram diferentes rendimentos e os estudos da constituição química do óleo essencial da Cymbopogon citratus relatam que nem sempre essa composição é uniforme. Material e Métodos Local: o estudo do óleo essencial da espécie de Cymbopogon citratus foi realizado e conduzido no Laboratório de Química (CEQ), no Bloco Branco, do UNIFIEO durante o período de novembro de 2006 até março de Coleta do Material Botânico: foram coletadas folhas de C. citratus (D.C.) Stapf devidamente identificadas pela Dra. Adriana Barolli, do UNIFIEO, em Ibiúna-SP e Santana do Parnaíba-SP, regiões do interior do Estado de São Paulo. As coletas, em ambos os locais, foram iniciadas às 12h30 e realizadas em períodos de 3 horas, a partir deste horário ao longo das 24 horas do dia. Seleção, secção e armazenamento: As folhas foram selecionadas, retirando-se as partes danificadas mecanicamente e por microrganismos, assim como qualquer parte de outro vegetal ou material estranho. Após a seleção, as folhas tiveram suas extremidades superior e inferior cortadas. Aproximadamente 150 gramas de folhas foram picadas com comprimento de 2 cm e armazenadas em freezer a -20º C, em sacos individuais etiquetados e identificados com data e hora da coleta. Extração: para a extração do óleo essencial utilizou-se o aparelho de Clevenger, adaptado a um balão de fundo redondo com capacidade de ml. O balão de fundo redondo foi carregado com 150,0 g da planta e 500 ml de água destilada, em cada extração, iniciando-se o processo de hidrodestilação. O tempo de extração foi de 2 horas e meia, valores estes que estão de acordo com a maioria das referências encontradas em literatura a respeito. Depois de obtido o hidrolato (mistura de água + óleo), procedeu-se à extração do óleo essencial, com o auxílio de uma pipeta pauster, pois o óleo forma fase visível com a água. A extração foi realizada cuidadosa e minuciosamente com o intuito de se obter o máximo de rendimento possível e de minimizar a entrada de água que, porventura, poderia ser sugada junto. As amostras foram acondicionadas em tubos selados para CG, com capacidade para 2 ml, vedados, identificados e imediatamente analisa- 65

4 Roberta Tancredi dos Santos 66 dos por cromatografia a gás. A cada extração tubo era pesado vazio e após a extração era pesado com óleo, para posterior cálculo do rendimento de cada extração. As extrações foram realizadas em duplicata para garantir maior confiabilidade dos resultados. Análise Cromatográfica: as amostras de óleo essencial foram analisadas por CG, cujas condições foram otimizadas no sentido de proporcionar melhor separação e visualizaçâo dos picos relativos aos constituintes químicos. Nesta etapa utilizou-se Cromatógrafo a Gás Perkin-Elmer, modelo Clarus, munido de coluna capilar de baixa polaridade (100% dimetilpolisiloxano) e detector de ionização de chama (FID), utilizando-se hélio como gás de arraste. As condições ótimas determinadas para a análise foram: - Temperatura do Injetor: 220Cº - Temperatura do detector: 290º C - Programação de análise: Temperatura inicial de 60Cº até 250Cº (4º C/ minuto) - Volume de amostra injetado: 1 µl Essas condições permitiram perfeita separação entre os picos relativos aos constituintes químicos, parâmetro que foi importante na determinação dos seus constituintes químicos, refletindo-se na avaliação química do ritmo circadiano do óleo essencial. Para a identificação dos constituintes químicos utilizou-se o cálculo do Índice de retenção de Kovatz (IK), que usa uma série homóloga de alcanos hidrocarbonetos de concentração conhecida, cujos tempos de retenção na análise cromatográfica a gás são comparados aos dos componentes do óleo. A série de hidrocarbonetos (C 8 -C 20 ) foi analisada nas mesmas condições que a do óleo essencial. Os índices calculados para os principais constituintes do óleo essencial de C. citratus foram comparados com os da literatura, o que levou a sua identificação. Uma vez conhecidos os constituintes do óleo, houve a análise do ritmo circadiano para a comparação entre os diferentes horários que as espécies de Cymbopogon citratus foram coletadas. Resultados e Discussão Análise quantitativa: rendimento do óleo essencial do C. citratus Na extração do óleo essencial de Cymbopogon citratus, houve grande variação sobre o rendimento, quando se compararam as amostras de Ibiúna-SP e de Santana do Parnaíba-SP. A média do rendimento de Santana do Parnaíba foi de 0,11%, enquanto a média de Ibiúna foi de 0,33%. A porcentagem de óleo em relação à matéria total, obtida por meio da hidrodestilação, segue abaixo:

5 Variação química da constituição do óleo essencial de Cymbopogon citratus (capim limão) do que em Santana do Parnaíba, pode ser atribuída à idade da planta, pois se sabe que os tecidos mais novos possuem maiores taxas biossintéticas, como a produção do óleo essencial. Figura 1 - Gráfico do rendimento de c. citratus em Santana do Parnaíba. A temperatura é outro fator que deve ser levado em consideração, porque influencia diretamente a produção dos óleos essenciais, em geral, e parece aumentar em temperaturas mais elevadas. A temperatura média observada durante a coleta em Ibiúna foi ligeiramente mais elevada e, este é outro fator que pode ser considerado na análise quantitativa dos óleos obtidos. Figura 2 - Gráfico do rendimento de c. citratus em Ibiúna. Uma vez que todas as coletas foram realizadas obedecendo sempre às mesmas condições (massa, sazonalidade e horários) e as extrações do óleo essencial utilizaram as mesmas técnica e duração, pôde-se observar uma variação de rendimento do óleo essencial de C. citratus bastante acentuada, ou seja, o rendimento do óleo essencial de Ibiúna foi o triplo, comparando-se com Santana do Parnaíba. A idade e o desenvolvimento da planta, bem como os diferentes órgãos vegetais são considerados de importância e podem influenciar não só a quantidade total de metabólitos produzidos, mas também as proporções relativas dos componentes da mistura. Neste presente trabalho, a diferença do rendimento do óleo essencial de Ibiúna, por ter sido bem maior Durante o horário das 12h30 foi observado maior rendimento do óleo essencial em ambas as cidades. Esses resultados confirmam que nos horário de temperatura mais elevada, com maior incidência da luz solar, ocorre também maior produção de óleos essenciais. Existem, também, e cada vez mais, estudos que mostram a composição do óleo essencial de uma planta que pode variar apreciavelmente durante o ciclo dia/noite. Devido à queda da temperatura durante a noite, a produção do óleo tende a diminuir, e foi o que ocorreu no estudo em Ibiúna. Em Santana do Parnaíba obteve às 00h30min e às 06h30min um aumento da produção do óleo, o que possivelmente seja a resposta ao estresse biológico. Análise Qualitativa: identificação dos constituintes químicos do óleo essencial do C. citratus Foram identificados cinco componentes principais nos cromatogramas a gás dos óleos essenciais 67

6 Roberta Tancredi dos Santos por meio de comparação do Índice de Kovats (IK), calculado com os constantes na literatura. Tais componentes são citral; geraniol; linalol, undecanona e β Citronelol. Tabela 1 - Constituintes químicos do óleo essencial de Cymbopogon citratus e seus respectivos IK em coluna apolar. Figura 3 - Variação do teor de citral nos óleos essenciais de C. citratus de Ibiúna e de Santana do Parnaíba. 68 Pela análise dos cromatogramas a gás, observouse significativa variação no teor dos consituintes químicos do óleo essencial do C. citratus. Em todas as amostras analisadas, verificou-se que o componente majoritário era o sesquiterpeno citral (mistura dos isômeros neral e geranial) que variou de 35% a 40% no óleo essencial obtido da espécie de Ibiúna e sofreu grande variação na espécie coletada em Santana do Parnaíba. No óleo dessa última localidade, verificou-se que a o citral atinge um pico de produção às 18h30 e depois sofre acentuado declínio ao longo das demais horas do dia. A figura 3 mostra esta variação para os óleos essenciais das duas espécies. O mesmo pôde ser observado para o geraniol, um monoterpeno oxigenado, cuja produção é aparentemente constante durante o dia em Ibiúna, mas que aparece de forma irregular, atingindo seu maior teor relativo às 18h30, assim como o citral, no óleo de Santana do Parnaíba. Figura 4 - Variação do teor de geraniol nos óleos essenciais de C. citratus de Ibiúna e de Santana do Parnaíba. Os demais constituintes seguiram o mesmo padrão de produção, sendo sempre observados os maiores picos de produção dos constituintes químicos nos espécimes de Santana do Parnaíba-SP às 18h30, o que contrasta com seu rendimento quantitativo, uma vez que as amostras de óleo extraído neste horário apresentaram rendimento muito baixo, quando comparadas, por exemplo, às amostras dos óleos extraídos dos expécimes coletados às 12h30.

7 Variação química da constituição do óleo essencial de Cymbopogon citratus (capim limão) Porém, as amostras das 12h30 em Santana do Parnaíba demonstraram possuir elevado teor de constituintes químicos voláteis, contendo menos de 10 átomos de carbono. Essas diferenças indicam que as plantas de regiões diferentes podem apresentar variações na constituição química dos óleos essenciais, mesmo sendo plantas da mesma espécie (CASTRO et al., 2002). A composição dos metabólitos secundários nas plantas é resultado do balanço entre sua formação e sua transformação o que ocorre durante o crescimento, em decorrência principalmente de três fatores: genéticos, ambientais e das técnicas de cultivo (CASTRO et al., 2002). Um dos fatores que possivelmente alterou o metabolismo secundário do C. citratus da região de Santana do Parnaíba foi a disponibilidade hídrica. Os efeitos da chuva na vegetação devem ser considerados, pois esse fator resulta na perda de substâncias que se acumulam nas superfícies, tal como os óleos essenciais. Provavelmente, na época da colheita, o solo mantinha umidade razoável, o que diminui a produção de alguns metabólitos secundários. Em relação à Ibiúna, o que ocorreu foi que devido a altas temperaturas e à pouca umidade houve aumento do metabolismo secundário em resposta à radiação solar. Existe uma correlação positiva bem estabelecida entre os compostos fenólicos e a radiação solar. Isso pode ser explicado, principalmente no caso dos fenilpropanóides e dos terpenóides com a proteção contra a fotodestruição proporcionada por esses metabólitos ao absorver e/ou dissipar a energia solar, dificultando assim a danificação dos tecidos mais internos pela radiação. Conclusão O óleo essencial das espécies coletadas apresentou alto teor relativo de citral e, secundariamente, de geraniol, sendo esses compostos apresentados como componentes majoritários do óleo essencial. Os compostos undecanona, linalol e β citronelol também foram identificados, porém em menores concentrações. O teor relativo de cada um dos cinco compostos identificados variou de acordo com da hora da coleta e, principalmente, em relação ao local de coleta. Essa diferença pode ser atribuída ao metabolismo secundário da planta, que prioriza compostos de defesa celular, assim como características de umidade e de exposição à luz solar, que diferem nos dois locais de coleta. 69 Referências Bibliográficas ABEGAZ, B., YOHANNES, P.G. Constituents of the essential oil of Ethiopian Cymbopogon citratus Stapf. Journal of Natural Products, v.46, n.3, 1983,p ADAMS, R.P. Identification of essential oil components by gas chromatography/mass spectroscopy. Carol Stream: Allured Publ. Corp p. BENNETT, B. C.; PRANCE, G. T. Introduced plants in the indigenous pharmacopoeia of northern South America. Econ. Bot., Bronx, v. 54, p , 2000.

8 Roberta Tancredi dos Santos BRUNETON, J. Elementos de fitoquímica y de farmacognosia. Zaragoza: Acribia, p.266. CARRICONDE, C., MORES, D., VON FRITSCHEN, M., CARDOZO JÚNIOR, E. L. Plantas medicinais e alimentícias. Olinda: Centro Nordestino de Medicina Popular, Universidade Federal Rural de Pernambuco, v.1, p.45. LEAL, T. C. A. B. Produção de óleo essencial de capim cidreira (Cymbopogon citratus (DC) Stapf) em função de fatores endógenos e exógenos. Campos de Goytacazes, RJ: UENF, Tese (Doutorado em Produção Vegetal) Universidade Estadual do Norte Fluminense. KISHORE, N.; MISHRA, A. K.; CHANSOURIA, J. P. N. Fungitoxicity of essential oils of against dermatophytes. Mycoses, Berlin, v. 36, p , KASALI, A. A.; OYEDEJI, A. O.; ASHILOKUN, A. O. Volatile leaf oil constituents of Cymbopogon citratus (DC.) Stapf. Flavour Fragr.J., Bognor Regis, v. 16, p.377-8, CASTRO, D.M.; MING, L.C.; MARQUES, M.O.M. Composição fitoquímica dos óleos essenciais de folhas da Lippia alba (Mill). N.E.Br em diferentes épocas de colheita e partes do ramo. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v.4, n.2, p. 75-9, EVANS, W. C. Trease and Evans Pharmacognosy. 14th ed. London, WB Saunders, PINO, J. A.; ROSADO, A. Chemical composition of the essential oil of Cymbopogon citratus (DC.) Stapf, from Cuba.J.Essent.Oil Res., Carol Stream, v. 12, p.301-2, SANGUINETTI, E. E. Plantas que curam. Porto Alegre: Rígel, p.76. SIDIBE, L.; CHALCAT, J. C.; GARRY, R. P.; LACOMBE, L.; HARAMA, M. Aromatic SOUZA, M. P.; MATOS, M. E. O.; MATOS, F. J. A.; MACHADO, M. I. L.; CRAVEIRO, A. A. Constituintes químicos ativos de plantas medicinais brasileiras. Fortaleza, UFC/Lab. Produtos Naturais, p VÁZQUEZ-FLOTA, F.; CARRILO-PECH, M.; MINERO-GARCIA, Y.; MIRANDA-HAM, M.L.; Plant Physiol. Biochem VERLET, N. The world herbs and essential oils economy analysis of the medium term development. Acta Horticulturae, n.306, p , 1992.