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

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F

ARMÁCIA

Variação química da constituição do

óleo essencial de Cymbopogon citratus

(capim limão)

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 compo-nentes através da técnica de cromatografi a 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 téc-nica de hidrodestilação. Os constituintes dos óleos essenciais obtidos foram identifi cados 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 identifi cados 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.

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 infl ammatiory 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 identifi ed by gas chromatography using its Kovatz Retention Indexes. Five main components were identifi ed: citral, geranniol, undecanone, linnalol and -citronelal whose percentage in the constitution of the essential oil has varied signifi cantly either for the chemotypes collected in the two farms as for the ones collected every

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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.

OYEDEJI, ASHILOKUN, 2001; SIDIBE et al., 2001). Em menor proporção já foram identifi cados outros componentes, como canfeno, citronelal, citronelol, farnesol, geraniol, limoneno, linalol, mentol, mirce-no, nerol, α-pinemirce-no, β-pineno e terpineol (SOUZA et al., 1991).

Com base na medicina tradicional, e em ensaios farmacológicos em animais, e em análises microbio-lógicas, os efeitos terapêuticos relatados para a es-pécie 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 princi-palmente 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 cons-tituição genética da planta. Dessa forma, cada plan-ta apresenplan-ta um conjunto de substâncias, sendo que aquelas de maior proporção relativa no óleo defi nem seu grupo químico (quimiotipo). Essa forma de clas-sifi cação conforme a(s) substância(s) majoritária(s) é bastante comum na área fi toquímica.

De modo geral, as espécies vegetais tendem a apresentar um perfi l semelhante no que se refere ao

Introdução

A espécie Cymbopogon citratus pertence à fa-mília 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 quen-tes e úmidos, com chuvas bem distribuídas e com temperatura média elevada. Não resiste a regiões frias sujeitas à geadas. É cultivado a pleno sol, ve-getando 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, le-mongrass 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 descri-ção de LEAL (1998).

Cultivada como ornamental e aromática, é uti-lizada como agente aromatizante em perfumaria e cosmética, devido ao seu odor característico de li-mão (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,

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fatores como localização geográfi ca (fatores edáfi -cos), disponibilidade de nutrientes na área de culti-vo, poluição ambiental, altitude, estágio de desen-volvimento, 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 quan-tidade. Em regiões cujo solo é pobre em nitrogênio, por exemplo, plantas que se notabilizam por acu-mular 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 2007.

Coleta do Material Botânico: foram coletadas

folhas de C. citratus (D.C.) Stapf devidamente iden-tifi cadas pela Dra. Adriana Barolli, do UNIFIEO, em Ibiúna-SP e Santana do Parnaíba-SP, regiões do

in-terior 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

fo-ram selecionadas, retirando-se as partes danifi cadas 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 identifi cados com data e hora da coleta.

Extração: para a extração do óleo essencial

utili-zou-se o aparelho de Clevenger, adaptado a um ba-lão de fundo redondo com capacidade de 1.000 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 hidrodes-tilação. 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 reali-zada cuidadosa e minuciosamente com o intuito de se obter o máximo de rendimento possível e de mi-nimizar 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, identifi cados e imediatamente

analisa-66

dos por cromatografi a 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 confi abilidade dos resultados.

Análise Cromatográfi ca: as amostras de óleo

essencial foram analisadas por CG, cujas condições foram otimizadas no sentido de proporcionar me-lhor separação e visualizaçâo dos picos relativos aos constituintes químicos. Nesta etapa utilizou-se Cro-matógrafo a Gás Perkin-Elmer, modelo Clarus, mu-nido de coluna capilar de baixa polaridade (100% dimetilpolisiloxano) e detector de ionização de cha-ma (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, refl etindo-se na avalia-ção química do ritmo circadiano do óleo essencial.

Para a identifi cação dos constituintes químicos utilizou-se o cálculo do Índice de retenção de Ko-vatz (IK), que usa uma série homóloga de alcanos hidrocarbonetos de concentração conhecida, cujos

tempos de retenção na análise cromatográfi ca a gás são comparados aos dos componentes do óleo. A série de hidrocarbonetos (C₈-C₂₀) foi analisada nas mesmas condições que a do óleo essencial.

Os índices calculados para os principais consti-tuintes do óleo essencial de C. citratus foram com-parados com os da literatura, o que levou a sua identifi cação. Uma vez conhecidos os constituintes do óleo, houve a análise do ritmo circadiano para a comparação entre os diferentes horários que as espé-cies de Cymbopogon citratus foram coletadas.

Resultados e Discussão Análise quantitativa:

rendimento do óleo essencial do C. citratus

Na extração do óleo essencial de Cymbopogon

ci-tratus, 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 Parnaí-ba foi de 0,11%, enquanto a média de Ibiúna foi de 0,33%.

A porcentagem de óleo em relação à matéria to-tal, obtida por meio da hidrodestilação, segue abai-xo:

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Figura 1 - Gráfi co do rendimento de c. citratus em Santana do Parnaíba.

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.

A temperatura é outro fator que deve ser leva-do em consideração, porque infl uencia diretamente a produção dos óleos essenciais, em geral, e parece aumentar em temperaturas mais elevadas. A tempe-ratura 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.

Durante o horário das 12h30 foi observado maior rendimento do óleo essencial em ambas as cidades. Esses resultados confi rmam que nos horário de tem-peratura mais elevada, com maior incidência da luz solar, ocorre também maior produção de óleos es-senciais.

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 du-rante 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:

identifi cação dos constituintes químicos do óleo essencial do C. citratus

Foram identifi cados cinco componentes princi-pais nos cromatogramas a gás dos óleos essenciais

Figura 2 - Gráfi co do rendimento de c. citratus em Ibiúna.

Uma vez que todas as coletas foram realizadas obedecendo sempre às mesmas condições (mas-sa, 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 infl uenciar não só a quanti-dade 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

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por meio de comparação do Índice de Kovats (IK), calculado com os constantes na literatura. Tais com-ponentes 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.

O mesmo pôde ser observado para o geraniol, um monoterpeno oxigenado, cuja produção é aparente-mente 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.

Pela análise dos cromatogramas a gás, observou-se signifi cativa variação no teor dos consituintes químicos do óleo essencial do C. citratus.

Em todas as amostras analisadas, verifi cou-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 espé-cie coletada em Santana do Parnaíba. No óleo dessa última localidade, verifi cou-se que a o citral atinge um pico de produção às 18h30 e depois sofre acen-tuado declínio ao longo das demais horas do dia.

A fi gura 3 mostra esta variação para os óleos essenciais das duas espécies.

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 pa-drão de produção, sendo sempre observados os maiores picos de produção dos constituintes quí-micos nos espécimes de Santana do Parnaíba-SP às 18h30, o que contrasta com seu rendimento quan-titativo, 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.

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Par-naíba demonstraram possuir elevado teor de cons-tituintes químicos voláteis, contendo menos de 10 átomos de carbono. Essas diferenças indicam que as plantas de regiões diferentes podem apresentar va-riações 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 cresci-mento, em decorrência principalmente de três fato-res: genéticos, ambientais e das técnicas de cultivo (CASTRO et al., 2002).

Um dos fatores que possivelmente alterou o me-tabolismo secundário do C. citratus da região de Santana do Parnaíba foi a disponibilidade hídrica. Os efeitos da chuva na vegetação devem ser consi-derados, pois esse fator resulta na perda de substân-cias que se acumulam nas superfícies, tal como os óleos essenciais. Provavelmente, na época da colhei-ta, 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 al-tas temperaturas e à pouca umidade houve aumento

do metabolismo secundário em resposta à radiação solar. Existe uma correlação positiva bem estabele-cida 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 me-tabólitos ao absorver e/ou dissipar a energia solar, difi cultando assim a danifi cação dos tecidos mais internos pela radiação.

Conclusão

O óleo essencial das espécies coletadas apresen-tou 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 identifi cados, porém em menores concentrações. O teor relativo de cada um dos cinco compostos identifi cados variou de acordo com da hora da coleta e, principalmente, em relação ao local de coleta. Essa diferença pode ser atribuída ao meta-bolismo secundário da planta, que prioriza compos-tos de defesa celular, assim como características de umidade e de exposição à luz solar, que diferem nos dois locais de coleta.

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