Extração de compostos com importância biológica provenientes de Plantago major e Plantago lanceolata através de técnicas ambientalmente seguras

Abstract

A Plantago major e a Plantago lanceolata têm sido utilizadas como ervas medicinais em distintas partes do mundo durante séculos. As propriedades terapêuticas apresentadas por essas plantas vêm sendo relacionadas a diversas classes de compostos bioativos, os quais podem ser obtidos por diferentes métodos de extração. O objetivo deste trabalho foi obter extratos bioativos de P. major e P. lanceolata através da aplicação de técnicas convencionais e técnicas avançadas de extração. Na primeira parte do trabalho, a extração supercrítica (ESC) com dióxido de carbono com e sem cossolvente foi comparada a métodos a baixa pressão, como Soxhlet e ultrassom com diferentes solventes, em termos de rendimento de extração e atividade antioxidante e antimicrobiana. Para a P. major, as condições avaliadas na ESC variaram de 40 a 60 °C e pressões entre 10 e 30 MPa e para a P. lanceolata as condições foram 50 e 60 °C e 20 e 30 MPa. O uso de etanol e metanol como cossolvente em diferentes frações (0; 2,5; 5 e 10%) também foi avaliado. Os maiores rendimentos de extração foram obtidos por ultrassom utilizando solventes mais polares, sendo de 20,5% para a P. major e 23,1% para a P. lanceolata. O teor de compostos fenólicos totais dos extratos obtidos foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteau. A capacidade antioxidante dos extratos foi avaliada pelo método do radical DPPH e método de descoloração do sistema ß-caroteno/ácido linoleico. De maneira geral, o teor de compostos fenólicos e atividade antioxidante foram maiores em extratos obtidos solvente polares. A capacidade antimicrobiana dos extratos foi avaliada pela determinação da concentração mínima inibitória frente a Bacillus cereus e Escherichia coli. Os extratos obtidos por ESC de P. major (10 MPa/40 ºC) e P. lanceolata (20 MPa/60 ºC) apresentaram concentrações mínimas inibitórias para B. cereus de 15,62 e 31,25 µg/mL, respectivamente. A análise dos extratos por cromatografia gasosa revelou a presença dos ácidos a-linolênico e palmítico e do a-sitosterol. Na segunda etapa do trabalho, água foi empregada como solvente nos processos de extração com líquidos pressurizados (PLE) e por extração assistida com micro-ondas (MAE). As extrações em PLE foram realizadas de forma individual e sequencial nas temperaturas entre 25 e 200 °C e as extrações em MAE em temperaturas entre 50 e 200 °C. A capacidade antioxidante foi avaliada pelos métodos DPPH e ABTS. O rendimento, a quantidade de compostos fenólicos e a atividade antioxidante dos extratos de P. major e P. lanceolata foram máximos quando empregada água a 200 °C em ambas as técnicas avaliadas, sendo superiores aos resultados obtidos por ESC. A análise cromatográfica dos extratos revelou a presença do verbascosídeo e da plantamajoside, compostos que podem estar relacionados ao alto atividade antioxidante desses extratos.<br>

Abstract : The Plantago major and Plantago lanceolata have been used as medicinal herbs in different parts of the world for centuries. The therapeutic properties of Plantago species have been related to various classes of bioactive compounds, which can be obtained by different extraction methods. The objective of this study was to obtain bioactive extracts from the P. major and P. lanceolata using conventional and advanced extraction techniques. In the first part of this work, the supercritical extraction (ESC) with carbon dioxide with and without co-solvent has been compared to the low-pressure methods such as Soxhlet and ultrasound with different organic solvents in terms of extraction yield and antioxidant and antimicrobial activity. For P. major, the conditions evaluated in the ESC were temperatures from 40 to 60 °C and pressures from 10 to 30 MPa; for P. lanceolata, the conditions were 50 and 60 °C and 20 and 30 MPa. The use of ethanol and methanol as co-solvent in different fractions (0; 2.5; 5 and 10%) was also evaluated. The highest yield were obtained using ultrasound and polar solvents, with 20.5% for P. major and 23.1% for P. lanceolata. Total phenol content was evaluated by the Folin-Ciocalteu. The potential antioxidant was evaluated by DPPH method and ß-carotene/linoleic acid system. In general, the content of phenolic compounds and antioxidant activity was higher in extracts obtained with polar solvent. Antimicrobial activity was evaluated by minimum inhibitory concentration against Bacillus cereus and Escherichia coli. The extracts obtained by ESC of P. major (ESC 20 MPa/ 40° C) and P. lanceolata (ESC 20 MPa/60 °C) showed values of minimal inhibitory concentration for B. cereus of 15.62 and 31.25 mg/mL, respectively. Gas chromatography analysis of the extracts revealed the presence of a-linolenic and palmitic acids and a-sitosterol. In the second part of this work, water was used as a solvent in the extraction process with pressurized liquids (PLE) and microwave-assisted extraction (MAE). The PLE extractions were performed individually and sequentially at temperatures between 25 and 200 °C and the MAE extractions at temperatures between 50 and 200 °C. The antioxidant capacity was evaluated by DPPH and ABTS methods. The yield, the amount of phenolic compounds and the antioxidant activity of the extracts of P. major and P. lanceolata obtained by PLE and MAE were higher employed water at 200 °C, being higher than the results obtained by ESC.Chromatographic analysis of the extracts revealed the presence of verbascoside and plantamajoside, compounds that may be related to antioxidant activity of the extracts.