Estudo do Extrato da Canela por NMR em Solução/Study of Cinnamon Extract by NMR in Solution

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 7, p. 43763-43772 jul. 2020. ISSN 2525-8761

Estudo do Extrato da Canela por NMR em Solução

Study of Cinnamon Extract by NMR in Solution

DOI:10.34117/bjdv6n7-116

Recebimento dos originais:02/06/2020 Aceitação para publicação:07/07/2020

Rita de Cassia Santos Ponciano

Mestranda em Ciência e Tecnologia de Polímeros Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro

Endereço: Av. Horácio Macedo 2030, Bloco J do Centro de Tecnologia, Cidade Universitária, Rio de Janeiro, RJ

E-mail: [email protected]

Gustavo Reis Martins

Graduando em Nanotecnologia

Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro

Gisele Cristina Valle Iulianelli

Doutora em Ciência e Tecnologia de Polímeros Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro

Maria Inês Bruno Tavares

Doutora em Ciência e Tecnologia de Polímeros Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro

RESUMO

Neste trabalho foi empregada a ressonância magnética nuclear para caracterizar os componentes/compostos obtidos dos extratos da canela obtidos pelo emprego de diferentes solventes visando detectar os bioativos que apresentam atividade bactericida, fungicida e antiviral. Foi detectado em todos os extratos a presença do cinamaldeído, que apresenta a característica bactericida e fungicida, além do eugenol em pequenas proporções que apresenta ação antiviral. Além desses componentes também foi observado os sinais referentes ao polímero poli(metil hidroxi calcona) que tem por característica mimetizar a ação da insulina; permitindo assim uma ação efetiva no controle da glicemia.

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ABSTRACT

In this work, nuclear magnetic resonance was used to characterize the components / compounds obtained from cinnamon extracts obtained by the use of different solvents in order to detect the bioactive ones that present bactericidal, fungicidal and antiviral activity. The presence of cinnamaldehyde, which has the bactericidal and fungicidal characteristics, in addition to eugenol in small proportions, which has antiviral action, was detected in all extracts. In addition to these components, the signs referring to the poly (methyl hydroxy calcona) polymer, which has the characteristic of mimicking the action of insulin, were also observed; thus allowing an effective action in the control of glycemia.

Key words: Cinnamon, Cinnamaldehyde, Bioactive, Nuclear magnetic resonance

1 INTRODUÇÃO

A canela é uma planta da espécie Cinnamomum sp, pertencente à família Lauraceae. É originaria da Indonésia, conhecida como “kayu manis”, que significa “madeira doce”. No Brasil é conhecida como canela-da-índia ou canela-do-ceilão, Figura 1. A especiaria trata-se da casca dos finos ramos da árvore, quando retirados, secos, se enrolam obtendo uma forma tubular, chamada de canela em pau. A canela pode ser comercializada sob a forma de pau, mas também como pó, uma vez que os resíduos e as cascas são quebrados e moídos, como mostrado na Figura 2 (JAYAPRAKASHA et al, 2003).

Figura 1 – Planta Cinnamomum sp. Figura 2 - Canela formas comerciais

Fonte: domínio público Fonte: domínio público

As características marcantes da canela são o forte odor aromático, o sabor picante e sutilmente adocicado, o que permite substituir o açúcar em determinadas bebidas e alimentos (JAYAPRAKASHA et al, 2003). Ao longo dos anos, buscou-se conhecer melhor o poder dessa planta para tratamentos medicinais e em algumas regiões asiáticas, a canela era usada em porções medicinais, no modelo da medicina Ayurvédica, sendo usada como substância protetora, de controle de insetos e para tratamento antimicrobiano (JAYAPRAKASHA et al, 2003).

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As descobertas casuais e científicas mostram que os bioativos presentes no extrato da canela têm sido motivo de estudo e interesse para as indústrias farmacêuticas. Alguns estudos têm apontado a canela como um possível regulador da insulina em portadores do diabetes tipo 2, reduzindo os níveis de glicose, normalizando as respostas no sangue circulante e também tem se mostrado um ótimo antioxidante de ação preventiva para quadros das síndromes metabólicas além de apresentar ação antimicrobiana (GUERRA et al., 2012; JAIN et al., 2017). As pesquisas indicam que compostos específicos encontrados no óleo essencial da canela como poli(metil-hidroxicalcona) (MHCP) e aldeído cinâmico sejam os responsáveis para tais efeitos medicinais. Além disso, outras ações preventivas estão relacionadas aos bioativos presentes nesses óleos essenciais (ANDERSON, et al., 2001; ANDERSON, 2008; GRUENWALD et al, 2010; SINGH, 2018).

A canela possui óleos essenciais, que podem ser extraídos de todas as estruturas da planta, como o fruto, as folhas, a casca e a própria raiz, Tabela 1. Sendo a casca, a estrutura mais expressiva para óleos, comparada às demais estruturas. Os terpenos são elementos representativos do metabolismo secundário das plantas e têm a função de proteger o vegetal das ações externas garantindo assim a sua sobrevivência. A Tabela 1 apresenta o teor de compostos orgânicos das classes dos terpenos. O pineno que têm efeitos anti-inflamatórios e linalol com efeitos benéficos no tratamento de infecções bacterianas são os elementos mais expressivos presentes na canela. A união destes compostos gera uma resposta efetiva no combate de microrganismos (FUJITA et al, 2013; CARMO et al, 2008; SCHIASSI et al, 2018).

O ácido cinâmico (cinamaldeído) é um composto fenólico presente que parece ter propriedades antimicrobianas e anti-inflamatórias. O cinamaldeído presente na canela, Figura 3, é um líquido amarelado e oleoso, ligado principalmente ao óleo essencial e está presente em grande quantidade nesta planta. É o principal composto que confere o aroma amadeirado a canela (GRUENWALD et al., 2010; SINGH, 2018).

Tabela 1. Grupo dos terpenos presentes nas diferentes regiões da canela.

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Composição Teor de Óleo nas diferentes partes da Canela (%) Fruto casca folha raiz

______________________________________________________________ α pineno 2,19 3,34 0,73 5,70 β pineno 1,61 0,61 0,26 3,45 canfora 0,29 0,63 0,29 2,77 α terpeno 0,08 1,30 1,10 1,05 linalol 0,08 3,70 2,77 0,13 α terpineol 0,64 0,70 0,28 3,94 _______________________________________________________________

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Figura 3. Estrutura do Cinamaldeído

Outro bioativo importante presente na canela é o polímero poli(metil-hidroxicalcona) (MHCP), sua unidade repetitiva encontra-se na Figura 4. Existe a ideia de que esse polímero purificado, entrando nas células, seja capaz de uma estimulação do processo de oxidação da glicose, promovendo uma interação positiva com o domínio intracelular, manifestando uma resposta semelhante a insulina (ANDERSON, et al., 2001).

Figura 4- Estrutura química do poli(metil hidroxicalcona).

Várias investigações têm sido feitas nesta especiaria, a fim de saber sobre seus efeitos benéficos em relação aos sintomas da Síndromes Metabólicas. Algumas substâncias encontradas em sua estrutura indicam proporcionar melhorias, mais especificamente para o tratamento do Diabetes Mellitus e suas complicações (ANDERSON et al, 2001; ANDERSON, 2008).

O presente trabalho teve por objetivo analisar a estrutura química dos principais componentes/compostos dos extratos oriundos da canela, após extração por percolação, empregando diferentes solventes. A técnica de caracterização empregada para tanto foi a Ressonância Magnética Nuclear de carbono-13.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

Neste estudo, a canela em pau foi moída em liquidificador. Em seguida, foram colocados 1g desse pó em cada um dos 4 frascos shott, contendo 40ml de diferentes classes de solventes clorados

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e um não clorado. A extração do solvente ocorreu através de percolação a frio por um período de 5 dias, em seguida por destilação simples.

Os extratos resultantes foram analisados por RMN de C-13. A escolha desta espectroscopia para a caracterização estrutural se deve ao fato de ser reconhecidamente um método absoluto, que permite não só identificar, como também quantificar as substâncias químicas presentes numa amostra (SILVA et al., 2005). Além da determinação da relaxação nuclear da biomassa restante dos processos de extração (TAVARES, 2000, PRETO et al, 2013; OLIVEIRA et al, 2015).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Primeiramente, os espectros de hidrogênio dos extratos foram adquiridos para os três solventes analisados (Figura 5). Observou-se que basicamente os extratos são compostos semelhantes e em todos eles a presença marcante do aldeído cinâmico, presente em grande quantidade em torno de 70% do volume do extrato, apresentando sinal de ressonância característico localizado em 9,75 ppm.

Figura 5 – Comparativo dos Espectros NMR do núcleo de hidrogênio para os solventes avaliados.

Após essa constatação, os espectros de carbono-13 em solução foram adquiridos (Figuras 6) e a técnica de APT (attached proton test), que é uma sequência de pulsos que permite diferenciar os

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tipos de carbonos hidrogenados presentes numa amostra, principalmente desconhecida, normalmente os carbonos com números de hidrogênio pares estão em fase e os carbonos contendo número de hidrogênios ímpares em anti-fase. Neste caso esta técnica foi usada para confirmar as atribuições dos sinais de RMN das substâncias presentes no extrato da canela (Figura 7).

Figura 6 - Espectro de RMN C-13 do extrato de hexano.

O espectro de RMN C-13 da extração com hexano mostrou sinal de componentes alifáticos localizados de 10 a 50 ppm. A região aromática é centralizada em 130 ppm. Em 152 ppm estava associado ao grupo carbonila de MHCP localizado em 152 ppm e o sinal de ressonância localizado a 195 ppm é referente ao grupo carbonila aldeídico. Essas atribuições foram confirmadas pela técnica APT (atached proton test). Os sinais em posição anti-fase são devidos aos grupos metil e C-H e o sinal em fase derivam dos carbonos não hidrogenados como o carbono da carbonila e do grupo metileno.

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Figura 7 – Espectro de ressonância de C-13, técnica APT do extrato de hexano.

A análise dos dados do tempo de relaxação spin-rede pela medida da relaxação nuclear da biomassa residual das extrações, também foi efetuada, e mostrou com mais detalhes que a partir destes resíduos os componentes extraídos foram semelhantes pelo clorofórmio e diclorometano, apresentando um perfil extremamente alargado, típico de um material bem amorfo, o que era de se esperar após uma extração efetiva, sendo mais pronunciado para o clorofórmio. Esses dois perfis de domínio de relaxação se diferenciam do perfil após a extração com hexano, que mostrou domínios bem distintos, em função provavelmente de extrações de diferentes regiões. Já em relação ao etanol a biomassa restante apresentou-se muito similar ao da própria canela antes da extração confirmando que não foi possível extrair os bioativos com eficiência empregando o etanol, conforme pode ser observado na Figura 8.

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Figure 8 - Distribuição de domínios de relaxação das biomassas restantes das extrações

0.1 1 10 100 1000 A mpli tud e Normal iz ada T1H (ms) HEXANO ETANOL DCM CLOROFÓRMIO CANELA 1.7 10 53 1.0 3.0 28 332 3.4 46 0.6 2.5 15 53 528 1.4 28 809 4 CONCLUSÃO

Na avaliação de todos os resultados, conclui-se concluir que o extrato obtido da extração com clorofórmio possui, em sua maioria, na composição dois componentes importantes da canela, que são o cinamaldeído (bactericida e fungicida) e MHCP, responsável por mimetizar a ação da insulina, permitindo assim controlar a glicemia.

AGRADECIMENTOS

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REFERÊNCIAS

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