Avaliação dos compostos fenólicos e atividade antioxidante in vitro de chás : classificação, modelagem e otimização por técnicas quimiométricas

Orientador : Prof. Dr. Charles Windson Isidoro HaminiukCo-orientador : Prof. Dr. Daniel GranatoSupervisora internacional: Profª. Drª. Trust BetaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 23/10/2015Inclui referências : fls. 105-122Resumo: Os chás são as bebidas não alcoólicas mais consumidas no mundo depois da água, e tem ganhado muita atenção por promoverem benefícios a saúde. Entre os efeitos benéficos incluem os efeitos anti-mutagênicos, anti-câncer e anti-apoptótica, neuroprotetivo, hiperglicêmico e anti-hiperglicêmico, antioxidante, antimicrobiano e anti-inflamatório. Estas atividades biológicas estão associadas em parte a atividade antioxidante dos compostos químicos presentes nos chás, especialmente flavonoides e ácidos fenólicos (Capítulo 1). O objetivo deste trabalho foi avaliar os compostos fenólicos e atividade antioxidante in vitro de chás consumidos no Brasil. No Capítulo 2, 51 chás brasileiros de oito diferentes espécies (Camellia sinensis, Peumus boldus, Matricaria recutita, Baccharis trimera, Cymbopogon citratus, Pimpinella anisum, Mentha piperita e Ilex paraguariensis) foram analisados nos termos dos compostos fenólicos, cor e atividade antioxidante in vitro medida por FRAP e DPPH. Os dados foram tratados usando PCA, HCA e LDA. Os resultados de ácido gálico, catequina, epicatequina, procianidina B2, quercitrina e cafeína mostraram uma correlação significativa (p 0,80). Uma otimização simultânea foi realizada usando a função de desejabilidade e a condição ótima para maximizar a extração de epicatequina, epigalocatequina galato, epicatequina galato, assim com a atividade antioxidante (DPPH e FRAP) foi sugerida. Portanto, no Capítulo 3 os resultados mostraram que o chá branco foi o melhor para obter o maior teor de antioxidantes, desta forma o Capítulo 4 foi destinado a otimizar a extração dos compostos antioxidantes deste (chá branco) por um planejamento Box-Behnker e os compostos foram identificados por LC-DAD-MS/MS. Todos os modelos propostos foram capazes de explicar mais de 85% da variação dos dados e a simultânea otimização realizada usando DPPH, ABTS, FRAP, (-)-epigalocatequina galato e (-)-epicatequina sugeriu o tempo de 10 min, a temperatura de 66 °C e a solução de 30% etanol como o ponto ótimo de extração. Os principais compostos identificados por espectroscopia de massa foram o ácido gálico, ácido 5-galoilquínico, cafeína, teobromina, galocatequina, epigalocatequina, epicatequina, epigalocatequina galato, e epicatequina galato. Portanto, este estudo mostrou que diferentes determinações analíticas associadas às ferramentas quimiométricas podem ser usadas para explorar e classificar as amostras, e podem ser usadas para processos de extração de compostos bioativos de plantas. Palavras-Chaves: análise multivariada, superfície de resposta, flavonoides, cromatografia líquida de alta eficiência.Abstract: Tea is the second most consumed beverage aside from water, and has gained much attention due to its health-promoting benefits. Among the benefit effects include antimutagenic, anticancer and anti apoptotic, neuroprotective, hypoglycemic and antihyperglycemic, antioxidant, antimicrobial, and anti inflammatory. These biological activities are associated in part to the antioxidant activity of chemical compounds present in teas, especially flavonoids and phenolic compounds (Chapter 1). The aim of this study was to evaluate the phenolic compounds and in vitro antioxidant activity of teas consumed in Brazil. In the Chapter 2, 51 Brazilian teas of eight different species (Camellia sinensis, Peumus boldus, Matricaria recutita, Baccharis trimera, Cymbopogon citratus, Pimpinella anisum, Mentha piperita and Ilex paraguariensis) were analyzed in terms of the phenolic compounds, color, and in vitro antioxidant activity using FRAP and DPPH. The dataset was analyzed using PCA, HCA, and LDA. Gallic acid, catechin, epicatechin, procyanidin B2, quercetrin, and caffeine displayed a significant correlation (p 0.80). A simultaneous optimization was performed using the desirability function and optimum point to maximize the extraction of epicatechin, epigallocatechin gallate, epicatechin gallate, as well as the antioxidant activity (DPPH and FRAP) was suggested. Therefore, in the Chapter 3 the results showed up that white tea was the best solution for obtaining the higher content of antioxidant compounds, then the Chapter 4 was destined to optimize the extraction of antioxidant compounds from white tea by Box-Behnken design and the compounds were identified by LC-DAD-MS/MS. All mathematical models proposed were able to explain up more that 85% of data variation and the optimization performed using DPPH, ABTS, FRAP, (-)-epigallocatechin gallate, and (-)-epicatechin gallate suggested the time of 10 min, temperature of 66 °C and the 30% ethanol solution as optimum point. The principal compounds identified in the optimum point by mass spectrometry were gallic acid, 5-galloylquinic acid, caffeine, theobromine, gallocatechin, epigallocatechin, epicatechin, epigallocatechin gallate, and epicatechin gallate. Nevertheless, this study showed that different analytical determination associated chemometrics tools can be used to explore and classify the samples, thus it can be used for extraction processes of bioactive compounds of plant samples. Keywords: multivariate analysis, response surface methodology, flavonoids, high liquid performance chromatography