Análise das macromoléculas e origem do pigmento azul dos arilos de Ravenala madagascariensis (Strelitziaceae)

A Strelitziaceae é uma família de monocotiledôneas pertencente a ordem Zingiberales que possui três gêneros: Strelitzia com cinco espécies na África meridional, Ravenala com uma única espécie em Madagascar e Phenakospermum com uma única espécie no norte da América do sul. A Ravenala madagascariensis...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2014
Main Author: Carpanez, Arthur Girardi lattes
Orientador/a: Grazul, Richard Michael lattes
Banca: Pinto, Priscila Faria lattes, Leite, João Paulo Vieira lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/599
Resumo Português:A Strelitziaceae é uma família de monocotiledôneas pertencente a ordem Zingiberales que possui três gêneros: Strelitzia com cinco espécies na África meridional, Ravenala com uma única espécie em Madagascar e Phenakospermum com uma única espécie no norte da América do sul. A Ravenala madagascariensis produz um arilo fibroso de textura graxa e cor azul, que ao contrário da maioria dos tecidos vegetais não perdem a cor após morte celular. O que desperta o interesse do estudo dessa espécie do ponto de vista químico é (I) a raridade de pigmentos azuis nas plantas e (II) a maior estabilidade do pigmento comparado com as classes mais conhecidas como: os carotenóides, flavonóides, betalainas e clorofilas, o que torna este pigmento um atrativo candidato para o uso em cosméticos e na indústria alimentícia. Neste trabalho descreve-se as tentativas de isolamento, purificação, análise e caracterização das macromoléculas naturais presentes na fração apolar e polar dos arilos da R. madagascariensis. Na fração apolar, identificou-se a presença de triglicerídeos, que corresponde a aproximadamente 70% dos arilos, através da análise por RMN de 1H e espectroscopia no infravermelho. A identidade e proporção relativa dos ácidos graxos presentes foi determinado por GC-MS, cálculo do índice de Kováts e da comparação dos tempos de retenção com padrões sintetizados. Os quatro componentes principais, presente nesta fração, são os ácidos: palmítico (C16:0, 41%), esteárico (C18:0, 14%), oleico (C18:1 ω9cis, 34%) e linoleico (C18:2 ω6, 7%). A análise da fração polar dos arilos sugere a presença de um cromóforo da classe das ficobilinas, tetrapirróis lineares, devido às absorções em 680 e 620nm no UV-Vis dos extratos de HOAc e SDS, respectivamente, e do resultado positivo para o ensaio de Ehrlich. A avaliação dos espectros de infravermelho e Raman indicam a presença de uma proteína, devido as absorções características de amida I, II e III e a ausência de absorções na região de 500 a 200cm-1 no espectro Raman indica inexistência de um metal coordenado ao cromóforo. O perfil proteico obtido por eletroforese revela a presença de proteínas, com uma banda mais marcante na região de 48KDa, provavelmente envolvida no processo de formação da cor azul presente nos arilos da R. madagascariensis. As análises por RP-HPLC, nos diferentes comprimentos de onda, do extrato de SDS sugerem que o cromóforo é mantido por interações intermoleculares e não por ligações covalentes.
The Strelitziaceae is a family of monocotyledons belonging to the order Zingiberales which contains three genera: Strelitzia with five species in meridional África, Ravenala with a single specie in Madagascar and Phenakospermum with a single specie in the Northern regions of South America. Ravenala madagascariensis produces a fibrous aril with a waxy texture and blue coloration, which, contrary to the majority of plant tissues, does not lose its color after cell death. What is interesting from a chemical point of view is: I) the rarity of blue pigments in the plant kingdom and II) its stability is greater than other common classes of naturally occurring plant pigments such as carotenoids, betalains and chlorophyls which make it an attractive candidate as a pigment for use in food and cosmetics. The current work describes attempts to isolate, purify, analyze and characterize naturally occurring macromolecules present in the non-polar and polar fractions of the seed arils of R. madagascariensis. In the non-polar fraction, which comprises approximately 70% of the arils, the prescence of triacylglycerides was confirmed by 1H NMR and infrared spectroscopies. The identities and relative proportions of the fatty acids present were determined by GC-MS, calculation of their Kováts indices and by comparison to authenic reference standards after conversion to their methyl esters by transesterification. The four principal compounds encountered were: palmitic (C16:0, 41%), stearic (C18:0, 14%), oleic (C18:1 ω9cis, 34%) and linoleic (C18:2 ω6, 7%) acids. Analysis of the polar fraction of the arils suggests the presence of a chromophore related to the phycobilins, a class of tetrapyrrole pigments, due to absorptions at 680 and 620nm in the UV-Vis of the HOAc and SDS extracts respectively, and a positive result to the Ehrlich test. Examination of the infrared and Raman spectra indicate the presence of a protein, due to absorptions characteristic of amide I, II and III bands in the infrared, while the absence of absorptions in the region between 500 and 200cm-1 in the Raman spectra would indicate the absence of a metal coordinated to the chromophore.. The protein profile obtained by gel electrophoresis strongly suggests the presence of a protein with a mass of aproximately 48KDa, which possesses a chromophore responsible for the blue color observed in the arils of R. madagascariensis. Analysis by RP-HPLC at various wavelengths of the SDS extracts suggest that the chromophore is held in place by intermolecular interactions as opposed to covalent bonding.