TEOR DE TANINOS TOTAIS E CONDENSADOS EM CASCAS E FOLHAS DE BARBATIMÃO [Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville]
Caroline J. SARTORI¹; Amélia G. CARVALHO2; Alessandra de S. FONSECA¹; Ana Hortência F. de CASTRO3; Pedro J. SARTORI¹; Fábio A. MORI¹
1
Departamento de Ciências Florestais, Universidade Federal de Lavras, Lavras, Brasil 2
Departamento de Ciências Florestais, Universidade Federal de Viçosa 3
Departamento de Farmácia, Universidade Federal de São João del Rey
Resumo
Os taninos são compostos fenólicos, usados desde a antiguidade no curtimento do couro, o qual vem sendo empregado na indústria de adesivos para madeira. Este trabalho teve como objetivo a quantificação de taninos em cascas e folhas de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville, por dois métodos diferentes. As cascas e folhas foram coletadas com auxílio de facão e podão respectivamente. Após coleta, foram secos ao ar livre, triturados e peneirados com conjunto de peneiras de 40 e 60 mesh, e utilizado para o rendimento em taninos totais o material retido na peneira de 60 mesh. O rendimento em taninos condensados foi determinado mediante a reação do tanino com formaldeído, pelo método de Stiasny. Para obtenção do rendimento em taninos totais, foram preparados extratos metanólicos (50%) e empregou-se a metodologia de difusão radial, a qual consiste na formação de complexos dos taninos com o substrato protéico. Maiores rendimentos em taninos condensados foram verificados nas folhas 13,32%, enquanto nas cascas foi de 10,55%. Já para rendimento em taninos totais, maiores quantidades foram verificadas nas cascas com 14,53%, enquanto nas folhas com 10,23%.
Palavras-chave: Polifenóis, taninos, índice de Stiasny.
LEVELS OF TOTAL TANNINS AND CONDENSEDS IN BARKS AND LEAVES OF BARBATIMÃO [Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville]
Abstract
Tannins are phenolic compounds, used since antiquity in leather tanning, which has been used in adhesives for wood industry. This study aimed the quantization of tannins and flavonoids in the bark and leaves of Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville by two different methods. The bark and leaves were collected with knife and trimmer respectively. After, they were dried in air, crushed and sieved with a set of sieves 40 and 60 mesh, and used for yield in total tannin material retained on the 60 mesh. The yield of condensed tannins was determined by reaction of tannin with formaldehyde by the Stiasny method. To obtain the yield of total tannin, methanol extracts were prepared (50%) and employed to radial diffusion method, which consists in the formation of tannin complexes with the protein substrate. Highest yield condensed tannins were found in leaves were 13.32%, while the bark was 10.55%. As for yield in total tannins, higher amounts were found in the bark with 14.53%, while the leaves with 10.23%.
1. Introdução
Os taninos vegetais ou naturais são, por definição, substâncias que apresentam a propriedade de se associar e de se combinar com proteínas e com certos polióis. Esse comportamento é a base das propriedades tanantes que eles exercem sobre o colágeno da pele dos animais ao curso de sua transformação em couro (PIZZI, 1993). De acordo com Farmer (1967), os taninos possuem propriedade germicida muito forte e são responsáveis pela durabilidade natural de algumas madeiras. São extraídos principalmente da casca ou do cerne de algumas espécies. Suas propriedades variam entre diferentes espécies ou dentro da mesma espécie, dependendo do tecido vegetal (MORI, 1997).
Segundo Pizzi (1983, 2003), o termo “tanino” é usado para definir duas classes diferentes de compostos químicos de natureza fenólica: os taninos hidrolisáveis e os taninos condensáveis. Eles constituem a segunda fonte de polifenóis do reino vegetal, perdendo apenas para a lignina (HAGERMAN et al., 1997).
Os taninos hidrolisáveis podem ser considerados como poliésteres da glucose, podendo ser classificados em duas categorias: (a) os galotaninos, que por hidrólise ácida liberam o ácido gálico e seus derivados; e (b) os elagitaninos, que por hidrólise liberam o ácido elágico, ácido valônico, sendo o ácido elágico o mais importante (METCHE, 1980). Para serem considerados taninos é necessário que pelo menos 3 grupamentos hidroxil da molécula de glicose estejam esterificados para exibir a capacidade de se ligar e precipitar proteínas (PINTO, 2003). Os taninos condensados consistem de unidades de flavonóides que sofreram variados graus de condensação, são invariavelmente associados com seus precursores imediatos (flavon-3-ols, flavon-3,4-diols), outros flavonóides análogos, carboidratos e traços de amino e imino ácidos (PIZZI, 1983). Segundo mesmo autor, s taninos condensados perfazem, aproximadamente, a metade da matéria seca da casca de muitas árvores. Eles constituem a segunda fonte de polifenóis do reino vegetal, perdendo apenas para a lignina
Entre as espécies produtoras de taninos, destaca-se Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville, uma espécie típica do cerrado, pertence à família Fabaceae e subfamília Mimosoideae sendo também conhecido como barbatimão-verdadeiro, barba-de-timão, chorãozinho-roxo e casca-da-virgindade (LORENZI, 1998). O interesse por matéria prima que seja fonte de taninos é grande, uma vez que além do uso no curtimento de couro e na medicina popular, esses compostos fenólicos possui utilização diversificada em vários outros setores industriais, alimentício, farmacêutico, tratamento de efluentes e na indústria de adesivos naturais para madeira.
O interesse em taninos como adesivos é devido a sua estrutura, sugerindo que eles podem ser utilizados como substitutos dos adesivos a base de fenol-formaldeído, os quais são conhecidos pela sua toxicidade (PIZZI, 2006). O formaldeído pode reagir aos átomos de carbono do anel A sob a formação de grupos metilol. Esses grupos metilol são capazes de reagir promovendo a ligação entre as moléculas de tanino através da formação de grupos metilênicos (DIX e MARUTZKY, 1987).
Almeida et al, 2010 verificaram que a reatividade e as propriedades de adesivos naturais de folhas e cascas de barbatimão são semelhantes a de adesivo comercial de Acácia. Carvalho et al., 2014a verificou a possibilidade de misturas de 1:1 de adesivo comercial com adesivo tânico de cascas de barbatimão na produção de painéis aglomerados. Já para painéis
OSB, Carvalho et al., 2014b verificaram que estes adesivos tânicos podem ser utilizados puros.
Diante disto, este trabalho teve como objetivo verificar o rendimento em taninos e rendimento gravimétrico em taninos condensados em cascas e folhas de Barbatimão [Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville].
2. Material e métodos
2.1. Caracterização da área de estudo
O material foi coletado no município de Lavras, sul de Minas Gerais, nas coordenadas geográficas 21° 15’ 56.97” S e 44° 58’ 34.65”, a uma altitude de 919 metros, numa área de fragmento florestal de cerrado. Segundo a classificação de Köppen, o clima é Cwa. A temperatura média anual do ar é de 19,4°C e o total anual de precipitação pluvial de 1530 mm (BRASIL, 1992).
2.2. Coleta e preparo do material
As cascas de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville foram coletadas sem a derrubada das árvores, com o auxílio de um facão onde foram removidas aproximadamente 25% das cascas externas em relação ao volume total, para cada árvore, sendo a coleta realizada a partir de 1 metro do solo. As folhas foram coletadas com o auxílio de um podão. Após a coleta, o material foi seco ao ar livre, triturado separadamente em moinho de martelo e peneirado, em peneiras de 40 e 60 mesh, o material utilizado foi o que ficou retido na peneira de 60 mesh.
2.3. Rendimento gravimétrico em taninos condensados 2.3.1. Extração em água quente
Foram utilizados, o equivalente a 25 g secos de casca e folha, os quais foram transferidos para balões volumétricos de 500 mL, adicionados 250 mL de água destilada (re-lação 1:10 p/v) e submetidos à fervura, sob condição de refluxo, por duas horas. Cada amostra foi submetida a duas extrações consecutivas, conforme realizado por Paes, et al., 2010. A operação de extração foi realizada em triplicata.
2.3.2. Teor de taninos condensados
Após a extração, o material foi filtrado em peneira de 200 “mesh” e em cadinho de vidro sinterizado de porosidade 2, em seguida, foi concentrado para 250 mL. Foram retiradas três alíquotas de 50 mL de cada extrato, duas para a determinação do teor de taninos condensados (TTC) e uma para a determinação do teor de sólidos totais (TST) em estufa a 103 ± 2 ºC por 48 horas, conforme Equação 1.
Em que:
TST é o teor de sólidos totais, em porcentagem; PS é o peso da alíquota seca;
PU é o peso úmido inicial da alíquota.
Para a determinação do teor de taninos condensados (TTC), presentes nas amostras foi empregado o método de Stiasny, descrito por Guangcheng et al. (1991). Foram adicionados aos 50 mL do extrato bruto 4 mL de formaldeído (37% m/m) e 1 mL de ácido clorídrico P.A. 37%, sendo submetidos à fervura sob refluxo por 30 minutos. O material resultante da reação do tanino com formaldeído foi filtrado em cadinho de vidro sinterizado de porosidade 2. O material retido no filtro foi seco em estufa a 103 ± 2 ºC por 24 horas, em seguida calculou-se o índice de Stiasny (Equação 2).
Em que:
I(%) = Índice de Stiasny, em porcentagem; M1 = Massa de sólidos em 50 mL de extrato; M2 = Massa do precipitado tanino-formaldeído.
A quantidade de taninos presente em cada amostra foi obtida ao multiplicar o índice de Stiasny pelo rendimento em sólidos totais do extrato (Equação 3).
O teor de não taninos foi obtido pela diferença entre rendimento em sólidos totais e o teor de taninos condensados.
2.4. Obtenção do rendimento em taninos totais 2.4.1. Extração
Foram utilizados o correspondente a 200 mg de amostras secas e moídas, as quais foram extraídas em 10mL de metanol a 50% (v/v), em maceração a frio e agitação constante por um período de 4 horas, segundo metodologia descrita por Castro et al. (2009). O extrato foi filtrado em papel filtro e o volume completado para 10 mL. Foram preparados três extratos de cada material.
2.4.2. doseamento de taninos totais
Para o doseamento de taninos totais, empregou-se o método de difusão radial segundo Hagerman (1987). Uma solução de 50 mM de ácido acético e 60 μM de ácido ascórbico foi preparada, sendo o pH ajustado para 5,0 pela adição de NaOH. O gel foi preparado com agarose (tipo I) (Sigma-Aldrich) 1% (p/v) na solução descrita previamente. A mistura foi aquecida sob agitação até entrar em ebulição para a completa homogeneização da agarose e resfriada até a temperatura de 45°C, adicionada posteriormente albumina sérica bovina (BSA) fração V livre de ácidos graxos (Sigma-Aldrich) na concentração de 0,1% (p/v). Alíquotas de 15,1 mL da solução foram distribuídas em placas de Petri com 13,5 cm de diâmetro e deixadas em bancadas niveladas para obter camadas uniformes de gel até solidificação total. Foram feitas cavidades de 4,5 mm de diâmetro, distando 2 cm um do outro e das bordas das placas.
Para a obtenção da curva padrão preparou-se uma solução aquosa de ácido tânico com concentração de 25 mg/mL. Alíquotas de 1; 4; 8; 12; 16; 20 e 24 μL foram colocadas nos poços em triplicata e os diâmetros dos halos medidos após 72 horas.
Para o preparo das amostras foram retirados 5 mL dos extratos previamente preparados, os quais foram concentrados em chapa a 50ºC e posteriormente ressuspendidos com 0,5 mL de metanol a 50% (v/v). Para a dosagem de taninos nas amostras foram utilizados 15 μL de cada extrato concentrado aplicados aos poços em triplicata, e esperadas 72 horas para reação, o que resultou em anel claramente visível cuja área é linearmente proporcional a quantidade de tanino que foi colocada no poço. Os diâmetros foram medidos em dois pontos com o auxilio de régua e tiradas as médias.
2.5. Análise estatística
O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado (DIC). Os dados foram submetidos à análise de variância. O teste F foi aplicado a 5% de significância e para comparação múltipla das médias utilizou-se o teste de Tukey a 5% de significância utilizando o software Sisvar 5.1 Build 72.
3. Resultados e discussão
Foram encontradas diferenças estatísticas significativas para todas as varáveis analisadas nas cascas e folhas de barbatimão. Maiores teores de sólidos totais, taninos totais e índice de Stiasny foram encontrados nas cascas, local onde foi encontrado também um menor rendimento em compostos não tânicos (Tabela 1).
Tabela 1. Valores médios de teor de sólidos totais, teor de taninos condensados, índice de Stiasny e teor de compostos não tânicos de folhas e cascas de barbatimão
Local TST (%) TTC (%) IS (%) TNT (%) Taninos Totais (%)
Casca 2,23 a 10,55 b 94,87 a 0,57 b 14,53 a
Folha 3,15 b 13,32 a 84,66 b 2,41 a 10,23 b
TST: Teor de sólidos totais, TTC: Teor de taninos condensados, IS: Índice de Stiasny, TNT: teor de compostos não tânicos. Médias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de significância.
Os extratos de taninos contêm, além de substâncias fenólicas ativas, outras substâncias, como traços de amino e aminoácidos e principalmente, açúcares e gomas de alto peso molecular (CARNEIRO, 2006). A presença destes compostos influenciam na qualidade da colagem (WEISSMANN, 1985; HILLIS, 1981), resultando em uma linha de cola fraca e segundo Pizzi (1983) são responsáveis pela alta viscosidade dos extratos tânicos. Para o uso dos taninos destinados à produção de adesivos naturais para madeira, são indicados os das cascas, local onde foi verificado maior Índice de Stiasny, menor rendimento em compostos não tânicos, além de maior teor de sólidos e taninos totais por difusão radial.
As folhas, possuem maior rendimento em taninos condensados, de 13,32%, enquanto que a casca apresentou rendimento de 10,55%. Siqueira (2005) encontrou valores superiores de taninos condensados nas cascas de Stryphnodendron adstringens. O autor citado anteriormente utilizou diferentes solventes em diferentes concentrações para realizar a
extração dos taninos, e encontrou valores variando de 22,14 até 34,23%. Mori et al (2003) com o emprego de água para extração encontrou valores de taninos de 22,30%, Índice de Stiasny semelhante ao encontrado neste estudo que foi de 94,69%, e rendimento em compostos não tânicos superior, que foi de 1,26%.
Os taninos totais foram encontrados em maior quantidade nas cascas (14,53%) do que nas folhas (10,23), mesmo comportamento verificado por Macedo et al. (2007), os autores encontraram maiores teores de taninos nas cascas do barbatimão que nas folhas, comportamento esse similar ao deste trabalho.
Santos et al. (2002) encontraram maiores concentrações de fenóis totais, taninos condensados, ácido gálicos e precipitação de proteínas nas cascas do que nas folhas de Stryphnodendron adstringens. Nesse estudo, os autores verificaram por HPLC que os taninos condensados de folhas e cascas de Stryphnodendron adstringens são formados com unidades prodelfinidina. Prodelfinidinas são formados por galocatequina e/ou epigalocatequina, que contêm grupos orto-trihidroxil no anel B conforme Figura 1, o que reforça a capacidade de sequestro de radicais livres dos taninos.
Figura 1. Estrutura de tanino condensado (Santos et a., 2002)
4. Conclusões
Não é possível comparar os resultados de taninos encontrados nas duas metodologias utilizadas, devido às diferentes condições de extração além de que cada metodologia é baseada em uma propriedade dos taninos.
Apesar das folhas apresentarem maior rendimento gravimétrico em taninos condensados (13,32%), as cascas (10,55%) são mais indicadas para a produção de adesivos, pois apresentaram maior índice de Stiasny (94,87%) e menor rendimento em não taninos (0,57%).
Os taninos foram encontrados em maior abundância nas cascas de Stryphnodendron adstringens (14,53%) do que nas folhas (10,23%), sendo a metodologia de difusão radial um método rápido, simples, barato e eficaz na quantificação de taninos totais.
5. Agradecimentos
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Amparo à Pesquisa do estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pela concessão de bolsas de estudo, ao Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira da UFLA, ao Departamento de Farmácia da Universidade Federal de São João del Rei e técnicos pela ajuda laboratorial.
Referências
ALMEIDA, N. F.; MORI, F. A.; GOULART, S. L.; MENDES, L. M. Estudo da reatividade de taninos de folhas e cascas de barbatimão Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville” Scientia Forestalis. v. 38, n.87, p. 401-408. 2010.
BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Secretaria Nacional de Irrigação. Departamento Nacional de Meteorologia. Normais climatológicas: 1961-1990. Brasília, 84 p., 1992.
CARNEIRO, A. C. O. Efeito da hidrólise ácida e sulfitação de taninos de Eucalyptus grandis W.Hill ex Maiden e Anadenanthera peregrina Speg nas propriedades de adesivos. 2006. 182p. Tese (Doutorado em Ciências Florestal). Universidade Federal de Viçosa. Viçosa. CARVALHO, A. G.; ZANUNCIO, A. J. V.; MENDES, R. F.; MORI, F. A.; SILVA, M. G.; MENDES, L. M. Adesivos tânicos de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville na produção de painéis aglomerados. Revista Árvore. v.38 p.195-202. 2004ª.
CARVALHO, A. G.; MORI, F. A.; MENDES, R. F.; ZANUNCIO, A. J. V.; SILVA, M. G.; MENDES, L. M.; MORI, C. L. S. O. Use of tannin adhesive from Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville in the production of OSB panels. European Journal of Wood and Wood Products. v.72, p.425-432. 2014b.
CASTRO, A. H. F.; PAIVA, R.; ALVARENGA, A. A.; VITOR, S. M. M. Calogênese e teores de fenóis e taninos totais em barbatimão [Stryphnodendron adstringens (Mart. ) coville]. Ciência e Agrotecnologia, v. 33, n. 2, p. 385-390, 2009.
DIX, B.; MARUTZKY, R. Tannin formaldehydeharze aus den Rindenextrakten von Fichte (Picea abies) und Kiefer (Pinus sylvestris). Holz als Roh- und Werkstoff v.45, p. 457-463, 1987.
FARMER, R.H. Chemistry in the utilization of wood. Oxford: Pergamon, 1967.
GUANGCHENG, Z.; YUNLU, L.; YAZAKI, Y. Extractive yields, Stiasny values and polyflavonoid contents in barks form six acacia species in Australia. Australian Forestry, Queensland, v.554, n.2, p.154-156, 1991.
HAGERMAN, A.E.; ZHAO, Y.; JOHNSON, S.E.; SHAHADI, F. Methods for determination of condensed and hydrolyzable tannins. Acs Sym Ser, v. 662, p. 209-222, 1997.
HAGERMAN, A. E. Radial diffusion method for determining tannin in plant extracts. Journal of Chemical Ecology, New York, v. 13, n. 3, p. 437-448, 1987.
HILLIS, W. E. Natural Polyphenols (Tannins) as a Basis for Adhesives. Second
Weyerhaeuser science Symp.: Phenolic Resins. Chemistry and Application, p.171-187, 1981. LORENZI, H. Árvores brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas do Brasil. 2nd ed. Instituo Plantarum, Nova Odessa, 1998.
MACEDO, F.M.; MARTINS, G.T.; MENDES, C.S.O.; SILVA, C.M.; RODRIGUES, C.G.; OLIVEIRA, D.A. Determinação de compostos fenólicos totais em barbatimão [Stryphnodendron adstringens (Mart) Coville]. Revista Brasileira de Biociências, v.5, n.2, p. 1164-1165, 2007.
METCHE, M. Tanins, nature et propriétes, Groupe Polyphénols. Nancy. v.10, p. 11-32, 1980. MORI, F. A. Uso de Taninos da casca de Eucalyptus grandis para produção de adesivos de madeira. 1997. 47 p. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) . Universidade Federal de Viçosa, Viçosa.
MORI, F.A.; MORI, C.L.S.O.; MENDES, L.M.; SILVA, J.R.M.; MELO, V.M. Influência do sulfito e hidróxido de sódio na quantificação em taninos da casca de barbatimão (Stryphnodendron adstringens). Floresta e Ambiente, v.10, n.1, p. 86 – 92, 2003.
PAES, J. B.; SANTANA, G. M.; AZEVEDO, T. K. B.; MORAIS, R. M.; CALIXTO JÚNIOR, J. T. Substâncias tânicas presentes em várias partes da árvore angico-vermelho (Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan. var. cebil (Gris.) Alts.) Sci. For., v.38, n.87, p. 441-447, 2010.
PINTO, G. A. S. Produção de tanase por Aspergillus niger. 2003. 213p. Tese (Doutorado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Federal do Rio de Janeiro. PIZZI, A. Wood adhesives: chemistry and technology. New York: Marcell Dekker, 1v. 364 p. 1983.
PIZZI, A. Tannin-based adhesives. In: Pizzi, A. (Ed.). Wood adhesives: chemistry and technology. New York: Marcell Dekker, p.77-246. 1993.
PIZZI, A. Natural Phenolic Adhesive I: Tannin. In: Handbook of adhesive technology. Org: PIZZI, A.; MITTAL K. L. New York: Marcell Dekker, 2edição, p. 573-587, 2003.
PIZZI, A., Recent developments in eco-efficient bio-based adhesives for wood bonding: opportunities and issues. J. Adhesion Sci. Technol. v. 20, p. 826–846, 2006.
SANTOS, S. C.; COSTA, W. F.; RIBEIRO, J. P.; GUIMARÃES, D. O.; FERRI, P. H.; FERREIRA, H. D.; SERAPHIN, J. C. Tannin composition of barbatimão species. Fitoterapia, v.73 p.292-299, 2002.
WEISSMANN, G. Untersuchung der Rindenextrakt von Lärchen. Holzforschung und Holzverwertung. v.37 n.4, p. 67-71, 1985.
