RELATÓRIO TÉCNICO-CIENTÍFICO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC/CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PARD, PIAD, PIBIT, PADRC E FAPESPA Período: Agosto/2016 a Fevereiro/2017 (X) PARCIAL ( ) FINAL IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO RELATÓRIO TÉCNICO-CIENTÍFICO Título do Projeto de Pesquisa (ao qual está vinculado o Plano de Trabalho): Potencial de Oleaginosas Amazônicas para Uso como alimento ou Ingrediente na formulação de Alimentos com alegações de propriedades funcionais. Nome do Orientador: Antonio Manoel da Cruz Rodrigues Titulação do Orientador: Doutorado Faculdade: Faculdade de Engenharia de Alimentos Instituto/Núcleo: Instituto de Tecnologia (ITEC) Laboratório: Laboratório de Medidas Físicas (LAMEFI) Título do Plano de Trabalho: Extração dos compostos fenólicos das folhas de cariru (Talinum esculentum) utilizando o processo de ultrassom. Nome do Bolsista: Antonio Robson Batista de Carvalho Tipo de Bolsa: (X) PIBIC/CNPq ( ) PIBIC/CNPq - AF ( ) PIBIC/CNPq - Cota do pesquisador ( ) PIBIC/UFPA ( ) PIBIC/UFPA - AF ( ) PIBIC/INTERIOR ( ) PIBIC/PARD ( ) PIBIC/PADRC ( ) PIBIC/FAPESPA ( ) PIBIC/PIAD

2 1 INTRODUÇÃO O cariru é uma planta herbácea da família Portulacaceae pouco estudada, no contexto de aproveitamento tecnológico dentro do segmento alimentício, como insumo em formulações ou aditivo alimentar. O cariru matriz vegetais típicas do bioma amazônico, possui raiz primária pivotante, caule ramificado e folhagem vigorosa. As folhas são de cor verde-brilhante e suculentas, diretamente fixadas à haste, dispondose na forma de espiral. A inflorescência é longo-pedunculada e axilar, com flores abundantes, pentâmeras, hermafroditas, de cor rosa-violácea. Os frutos, cápsulas deiscentes, se formam e amadurecem, em pouco tempo, após a produção das flores; as sementes são, em média, 78 por fruto. São pretas, de superfície lisa e muito pequenas (CARDOSO, 1997). A família Portulacaceae possui distribuição cosmopolita incluindo cerca de 30 gêneros e 400 espécies de distribuição predominantemente tropical e subtropical. No Brasil ocorrem apenas os gêneros Portulaca e Talinum e aproximadamente 30 espécies. O gênero Talinum inclui cerca de cinquenta espécies e está distribuído nos trópicos, subtrópicos e regiões temperadas do mundo (SOUZA; LORENZI, 2005). O cariru é cultivado em canteiros, sendo a propagação realizada através de sementes ou estacas. O plantio através de estacas torna-se mais prático e abrevia, em cerca de 30 dias, a colheita. Na Região Amazônica, esta espécie é plantada em áreas de várzea e terra firme; nas primeiras, devido à boa fertilidade natural do solo, não é utilizada fertilização química, entretanto, são encontrados cultivos adubados com matéria orgânica. Nas áreas de terra firme (solos de baixa fertilidade) é comum o cultivo apenas com o uso de adubação orgânica, cuja fonte é esterco de curral ou esterco de galinha (NY ANANYO; OLOWOKUOEJO, 1986). A colheita inicia-se oito semanas após o plantio, podendo perdurar por aproximadamente, 70 dias. O prolongamento dependerá principalmente da adubação e de tratos culturais (capinas, irrigações, podas), sendo possível cerca de dez colheitas/planta, no qual são colhidos os ramos mais desenvolvidos de cada planta (FAFUNSO; BASSIR, 1979).

3 2 JUSTIFICATIVA O crescimento acentuado da população mundial nas últimas décadas tem aumentado o interesse por estudos que proporcionem um melhor aproveitamento dos alimentos, visando à utilização total dos recursos alimentícios, de maneira que essa população possa manter um nível de alimentação com um alto valor nutritivo e evitando assim os desperdícios (PEREIRA et al., 2003). Nesse sentido, o consumidor tem aumentado sua conscientização em relação à segurança dos aditivos alimentares, levando à tendência e à necessidade de se identificar alternativas de fontes naturais. Como se sabe, recursos naturais são fontes importantes de substâncias com grande potencial de bioativos, não só pela quantidade de espécies vegetais existentes, mas principalmente pela variedade de metabólitos primários e secundários por ele sintetizados. As hortaliças e seus resíduos vegetais possuem altos teores de vitaminas, sais minerais e compostos bioativos, os quais atuam promovendo a assimilação de outros nutrientes, além de auxiliarem na prevenção de doenças. O efeito protetor exercido por estes alimentos tem sido atribuído à presença de compostos antioxidantes, dentre os quais se destacam os carotenos, compostos fenólicos e as vitaminas C e E (PESCHEL et al., 2006). Aliando as contribuições à saúde, compostos naturais também apresentam significativa importância para a aplicação industrial, já que os antioxidantes sintéticos, mais empregados pela indústria de alimentos (utilizado como aditivos alimentares), têm despertado preocupação quanto às doses de segurança e toxicidade, pois podem estar envolvidos em muitos riscos à saúde do consumidor (BARREIROS; DAVID; DAVID, 2006; MOHDALY et. al., 2010). Por conta de tais fatores, tem crescido o interesse por antioxidantes naturais de extratos de plantas devido sua baixa toxicidade em relação aos antioxidantes sintéticos. Extratos de frutas, vegetais, cereais, sementes e seus subprodutos industriais são ricos em antioxidantes, como o ácido ascórbico, tocoferóis, carotenoides e em compostos fenólicos (WOLFE; WU; LIU, 2003; MANACH; MAZUR; SCALBERT, 2005). Pesquisas recentes ressaltam que uma grande diversidade química existente dificulta as etapas de identificação, isolamento e extração desses biocompostos. Nesse contexto, estudos demonstraram que

4 todos os métodos empregados apresentam fatores limitantes, devendo ser selecionado o mais adequado para o tipo de composto a ser isolado e/ou extraído. Dentre esses fatores, podem ser citados a natureza do vegetal, o solvente empregado na extração, o tamanho das partículas, o tempo e a temperatura de extração e inativação de enzimas naturalmente presentes na matriz. Objetivando melhorar os resultados dos métodos de extração, Vekiari et al. (1993) afirmaram que algumas etapas preliminares devem ser realizadas para facilitar o processo de extração e conservar os compostos antioxidantes, que são sensíveis à ação da luz, oxigênio e calor. Etapas preliminares como secagem, desidratação, liofilização ou congelamento, e ainda trituração podem elevar o rendimento do processo de extração do biocomposto estudado. Comparado com os métodos convencionais, o ultrassom é um dos sistemas de extração mais simples, de baixo custo e pode ser operado rapidamente em uma ampla gama de solventes para preparações em grande escala adequados para fins industriais (LEE; LIM, 2007). Esta técnica tem sido utilizada para extrair vários compostos a partir de diferentes matrizes, incluindo fenólicos em cremes cosméticos, pesticidas clorados, ácidos orgânicos em uvas, compostos fenólicos a partir de morangos ou isoflavonas de soja (LAMBROPOULOU, 2006). Analisando-se últimos 5 anos, na base de periódicos da sciencedirec referente ao número de trabalhos científicos relativos ao emprego de técnicas não convencionas de extração, tais como o ultrassom, verifica-se que é fortemente crescente na extração de bioativos de matrizes vegetais, mas significativamente baixos quando se leva em consideração matrizes vegetais do Bioma Amazônia. Que evidencia a existência de uma lacuna que deve ser explorada através das atividades de pesquisa e desenvolvimento (P&D) de novos produtos a partir de biocompostos de matrizes vegetais típicas do Bioma Amazônia.

5 3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GERAL Em linhas gerais objetivou-se com esse estudo efetuar Extração Assistida por Ultrassom (EAU) de compostos fenólicos das folhas de cariru (Talinum esculentum). 3.2 OBJETIVO ESPECÍFICO Caracterizar a composição físico-química e de minerais da matéria-prima; quantificar os compostos fenólicos presentes na matéria-prima in natura; estudar diferentes condições de processo de extração utilizando o ultrassom; estudar a cinética de extração nos diferentes processos; caracterizar os extratos obtidos nos diferentes processos quanto ao teor de compostos fenólicos e antioxidantes. 4 MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 COLETA DA MATÉRIA-PRIMA E OBTENÇÃO DA POLPA As amostras in natura de folhas de Talinum esculentum foram adquiridas no mercado municipal Ver-o-peso, localizado em Belém, estado do Pará. Em seguida foram selecionadas, lavadas e sanitizadas em solução de hipoclorito de sódio a 200 ppm por 15 minutos, depois enxaguadas em água corrente, trituradas e embalado a vácuo e armazenada sobre refrigeração até o momento das análises. Figura 1 Fluxograma do processo de extração

6 4.2 CARACTERIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA A matéria-prima in natura de folhas do cariru foram caracterizadas quanto à composição físico-química, sendo determinados: umidade, lipídios totais, cinzas, proteína total e carboidratos. As análises físico-químicas foram realizadas em triplicatas Umidade A umidade foi determinada gravimetricamente, por secagem em estufa a 105ºC até peso constante, segundo a metodologia da AOAC (2011), método nº Lipídios Totais A quantificação dos lipídios foi realizada por extração com éter de petróleo, em aparelho do tipo Soxhlet da marca QUIMIS, modelo Q 214M2, de acordo com o método da AOAC (2011) Cinzas O resíduo por incineração ou cinzas é o nome dado ao resíduo obtido por aquecimento de um produto em temperaturas em tomo de 550 C-570 C. O procedimento experimental empregado na determinação do teor de cinzas encontra-se descrito no método da AOAC (2011) Proteína Total A quantificação das proteínas foi realizada pelo método de Kjeldahl, n da AOAC (2011). O teor de proteína bruta foi calculado através da multiplicação do nitrogênio total pelo fator de correspondência nitrogênioproteína de 6, Carboidratos O percentual de carboidrato nas amostras foi obtido por diferença, conforme descrito por Brasil (2001) Compostos Fenólicos Foi realizado pelo método de Folin-Ciocalteu descrito por Singleton e Rossi (1965). A quantidade de polifenóis será calculada com base na curva padrão de ácido

7 gálico. As leituras de absorbância foram realizadas a 760nm e os resultados expressos em AGE (ácido gálico equivalente) por 100g. As análises foram realizadas em triplicatas Capacidade Antioxidante Será realizada através do método ABTS, de acordo com a metodologia proposta por Rufino et al. (2007) que mede a diminuição da concentração do radical ABTS [ácido 2,2-azino-bis (3-etilbenzotiazolin)-6-sulfônico] capturado pelos antioxidantes testados da amostra e pelo equivalente hidrossolúvel da vitamina E (trolox). O extrato será preparado a partir de 5 gramas de amostra, utilizando como solvente extrator metanol a 50%, acetona a 70% e água destilada, o qual será homogeneizado, centrifugado ( rpm por 15 minutos) e filtrado em duas etapas. A análise das amostras será realizada em triplicata, após preparo e leitura do padrão de trolox 2mM, em diferentes diluições, para obtenção da curva-padrão. A leitura foi realizada em espectrofotômetro à 734 nm após 6 minutos da mistura do radical ABTS (5ml de solução de ABTS 7mM e 88µL de solução de persulfato de potássio 140mM), com o extrato da amostra em diferentes diluições, utilizando o álcool etílico como branco. O resultado será expresso em µm trolox/g de casca. 4.3 EXTRAÇÃO DOS COMPOSTOS FENÓLICOS Extração Assistida por Ultrassom As extrações de compostos fenólicos das folhas e talos secos de cariru serão realizadas em um banho de ultrassom. A água do banho do equipamento será mantida à temperatura de < 40 C e o solvente será o etanol, na proporção 1/8, de amostra/solvente. Serão testados diferentes tempos de extração: 10, 15 e 20 minutos. As extrações foram realizadas em triplicata e armazenadas sob temperatura de congelamento (<18ºC). Após a obtenção dos extratos, serão realizadas as análises descritas no item Quantificação de Compostos Fenólicos dos extratos Será realizado pelo método de Folin-Ciocalteu descrito por Singleton e Rossi (1965). A quantidade de polifenóis será calculada com base na curva padrão de ácido gálico. As leituras de absorbância foram realizadas a 760nm e os resultados expressos em AGE (ácido gálico equivalente) por 100g.

8 4.3.3 Análise Estatística As análises estatísticas dos resultados foram realizadas por meio do software SAS (Statistical Analysis System, 2012), com a análise de variância por meio do procedimento GLM. Para a comparação das médias será realizado o teste de Tukey a 5% de probabilidade. 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1 CARACTERIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA A caracterização físico-quimica das folhas do cariru in natura está apresentada na tabela 1. Tabela 1 Composição centesimal das folhas do Cariru (Talinum esculentum) in natura Compostos Cariru in natura Umidade (g/100g) 92,9834 ± 0,0149 Cinzas (g/100g) 0,0642 ± 0,0501 Lipídios (g/100g) 0,0295 ± 0,0556 Proteínas (g/100g) 2,0837 ± 0,0779 Carboidratos (g/100g) 4,8392 ± 0,0496 Manhães et al. (2008), estudando a composição química e conteúdo de energia do cariru, encontrou valores semelhantes dos encontrados neste trabalho para o teor de umidade. O cariru por possuir um elevado teor de água não pode ser armazenado em temperatura ambiente. Perdas importantes podem ser evitadas quando o produto é conservado a baixas temperaturas (5ºC) e pelo branqueamento em água a 98ºC por três minutos (CARDOSO, 1997). Nos estudos com a Talinum esculentum realizado por Manhães et al. (2008), foram encontrados valores de 1,71; 3,04; 2,94; 0,07 g. 100g -1 para cinzas, lipídeos, carboidratos e proteínas respectivamente. Esses valores diferem do encontrado nesse trabalho. O valor de proteína e carboidratos é semelhante ao encontrado na tabela pesquisa de orçamentos familiares do IBGE (2011), que foi de 2,11; 4,91 respectivamente para proteína e carboidrato. Além disso, por ser uma proteína

9 vegetal, o cariru não atende, em sua plenitude, a necessidade diária de um adulto Manhães et al. (2008). 5.2 QUANTIFICAÇÃO DOS COMPOSTOS FENÓLICOS O resultado da quantificação dos compostos fenólicos do Carirui Talinum esculentum na amostra in natura está apresentada na tabela 2. Tabela 2 Compostos fenólicos das folhas de Cariru Talinum esculentum analisadas. Amostra Fenólicos Totais (mg EAG/100g) Cariru 20,65 ± 0,83 O valor obtido de compostos fenólicos nas folhas in natura de Cariru apresenta considerável teor de compostos fenólicos se compararmos aos valores encontrados em amostras de outros vegetais como o repolho de 25 mg. 100g -1 em peso fresco (ARAUJO 2008). Estes podem estar presentes no vegetal em diversas formas químicas, tais como, fenóis ácidos, tocoferóis e tocotrienóis. Martinez-Valverde et al. (2000), ressaltam que para compreender melhor a atividade fisiológica destes compostos, deve-se considerar que a capacidade antioxidante varia em função do grupo de compostos fenólicos estudados e da sua solubilidade na fase aquosa ou lipídica. 6 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NESSE PERÍODO - Obtenção da matéria prima; - Revisão da literatura referente ao tema de estudo; - Caracterização da composição físico-química e quantificação dos compostos fenólicos totais; - Treinamento e implatação de metodologias nescessárias ao longo desse estudo; - Elaboração do relatório parcial. 7 ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS NOS PROXIMOS MESES Nos próximos meses será realizado o estudo da cinética na extração de compostos fenólicos assistida pelo método de ultrassom, através de planejamentos

10 experimentais e análise dos resultados; e ainda, será realizada a elaboração do relatório final e de trabalhos apresentados em congressos. 8 CONCLUSÃO As análises realizadas nas amostras das folhas in natura do Cariru são importantes para as próximas etapas do presente trabalho, pois, permitirão a comparação das mesmas e determinar as melhores condições de secagem das folhas de Cariru e a eficiência da cinética de extração de compostos fenólicos do Cariru.

11 9 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS AOAC. Association of Official Analytical Chemists. Official methods of analysis of AOAC international. 8. ed., Washington, ARAÚJO, J. M. A. Quimica de Alimentos. 4 ed. Viçosa: EDUFV, p. BARREIROS, A. L.; DAVID, J. M.; DAVID, J. P. Estresse oxidativo: relação entre geração de espécies reativas e defesa do organismo. Química Nova, v. 29, n. 1, p , BRASIL. ANVISA - AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Resolução RDC nº 40, de 21 de março de Regulamento técnico para rotulagem nutricional de alimentos e bebidas embaladas. Brasília, CARDOSO, M. O. Cariru (Talinum triangulare (Jacq.) Willd.) FAFUNSO, Michael; BASSIR, O. Nutritional effects of heat processing of some Nigerian leaf vegetables. Journal of Plant Foods, v.3, n.3, p , LAMBROPOU, D. A.; KONSTANTINOU, I.K.; ALBANIS, T. A. J. Chomatogr. A. 1124, 97, LEE, M. H.; LIN, C.C. Comparison of techniques for extraction of isoflavones from the root of Radix Puerarie: Ultrasonic and pressurized solvent extractions. Food Chemistry; 105, ; MANACH, C.; MAZUR, A.; SCALBERT, A. Polyphenols and prevention of cardiovascular diseases. Current Opinion in Lipidology, v. 16, p , MARTINEZ-VALVERDE, I.; Periago, M. J.; Ros, G. Significado nutricional de los 101compostos fenólicos de la dieta. Archivos Latinoamericanos de Nutricion, v. 50, n. 1,p. 5 18, MOHDALY, A. A. A.; SARHAN, M. A.; MAHMOUD, A.; RAMADAN, M. F.; SMETANSKA, I. Antioxidant efficacy of potato peels and sugar beet pulp extracts in vegetable oils protection. Food Chemistry, 123, pp , NYANANYO, Bio Louis. OLOWOKUOEJO, Jay. Taxonomic studies in the genus Talinum (Portulacaceae) in Nigeria. Willdenowia, v.15, n.2, p , PEREIRA, G. I. S.; PEREIRA, R. G. F. A.; BARCELOS, M. F. P.; MORAIS, A. R. Avaliação química da folha de cenoura visando ao seu aproveitamento na alimentação humana. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 27, n. 4, p , jul./ago PESCHEL, W.; SÁNCHEZ-RABANEDA, F.; DICKMANN, W.; PLESEHEN, A.; GARTIZA, I.; JIMÉNEZ, D.; LAMUELA-RAVENTOS, R.; BUXADERAS, S.; CODINA, C. An Industrial approach in the search of natural antioxidants from vegetables and fruit wastes. Food Chemistry , PESQUISA DE ORÇAMENTOS FAMILIARES, IBGE Pesquisa. Familiares : análise do consumo alimentar pessoal no Brasil. Rio de Janeiro: IBGE, 2011.

12 RUFINO, Maria do Socorro Moura. ALVES, Ricardo Elesbão. BRITO, Edy Souza; MORAIS, Selene Maia. SAMPAIO, Caroline de Goes. PÉREZ-JIMÉNEZ, Jara. SAURA-CALIXTO, Diego. Metodologia Científica: Determinação da Atividade Antioxidante Total em Frutas pela Captura do Radical Livre ABTS +. Embrapa Agroindustrial Tropical: Comunicado Técnico 128. Fortaleza - CE. 4p., SINGLETON, Vernon; ROSSI, Joseph. Colorimetry of total phenolic with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, California, v. 16, n. 3, p , SOUZA, Vinicius. LORENZI, Harri. Botânica sistemática. Nova Odessa, SP: Instituto Plantarum p. VEKIARI, S. A.; OREOPOULOU, V.; TZIA, C.; THOMOPOULOS, C. D. Oregano flavonoids as lipid antioxidants. Journal of the American Oil Chemistry. Society, Chicago, v. 70, n. 5, p , WOLFE, K.; WU, X.; LIU, R. H. Antioxidant activity of apple peels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 53, p , 2003.

13 PARECER DO ORIENTADOR: Manifestação do orientador sobre o desenvolvimento das atividades do aluno e justificativa do pedido de renovação, se for o caso. O bolsista Antonio Robson Batista de Carvalho vem desenvolvendo suas atividades de pesquisa com responsabilidade, assiduidade, segurança e dedicação e tendo obtido resultados parciais neste trabalho satisfatórios e que necessitam serem complementados, neste sentido recomendo a continuidade do bolsista neste estudo. DATA : _23/02/2017 ASSINATURA DO ORIENTADOR ASSINATURA DO ALUNO INFORMAÇÕES ADICIONAIS: O discente Antonio Robson Batista de Carvalho é concluinte do Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos.

14 FICHA DE AVALIAÇÃO DE RELATÓRIO DE BOLSA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA O AVALIADOR DEVE COMENTAR, DE FORMA RESUMIDA, OS SEGUINTES ASPECTOS DO RELATÓRIO : 1. O projeto vem se desenvolvendo segundo a proposta aprovada? Se ocorreram mudanças significativas, elas foram justificadas? 2. A metodologia está de acordo com o Plano de Trabalho? 3. Os resultados obtidos até o presente são relevantes e estão de acordo com os objetivos propostos? 4. O plano de atividades originou publicações com a participação do bolsista? Comentar sobre a qualidade e a quantidade da publicação. Caso não tenha sido gerada nenhuma, os resultados obtidos são recomendados para publicação? Em que tipo de veículo? 5. Comente outros aspectos que considera relevantes no relatório 6. Parecer Final: Aprovado ( ) Aprovado com restrições ( ) (especificar se são mandatórias ou recomendações) Reprovado ( ) 7. Qualidade do relatório apresentado: (nota 0 a 5) Atribuir conceito ao relatório do bolsista considerando a proposta de plano, o desenvolvimento das atividades, os resultados obtidos e a apresentação do relatório. Data : / /. Assinatura do(a) Avaliador(a)