Analytical and didactic applications of anthocyanins extracted from fruits

As antocianinas são os principais pigmentos naturais responsáveis pela coloração vermelha, azul e roxa de flores e frutos. As cores que as antocianinas exibem, dependem, entre outros fatores, do pH do meio. Isto mostra que elas podem ser usadas como indicadores de pH. Além disso, as antocianinas podem ser oxidadas e descoloridas na presença de agentes oxidantes, como bissulfito de sódio e hipoclorito de sódio. Neste trabalho, foram exploradas diversas frutas vermelhas, fontes naturais destes pigmentos. Considerando-se aspectos como disponibilidade em praticamente todas as regiões do Brasil e sazonal idade de frutificação, as espécies selecionadas foram: Morus nigra (amora), Syzygium cuminii (jambolão), Myrciaria cauliflora (jabuticaba) e Vitis vinífera (uva). Do ponto de vista analítico, os estudos realizados envolveram a otimização de procedimentos de extração, purificação, identificação, quantificação e avaliação da estabilidade das antocianinas presentes nas espécies selecionadas. Também foi feita a caracterização das diferentes espécies coloridas das antocianinas extraídas em função do pH, avaliação do uso destes extratos como indicador, em titulações ácido-base, e avaliação dos papéis de filtro impregnados com os extratos, como papel indicador de pH. Foram estudados dois importantes comportamentos das antocianinas: equilíbrio químico ácido-base e a reação de óxido redução, que foi empregada para o desenvolvimento de uma proposta analítica simplificada para a determinação de cloro livre em amostras de produtos higienizadores. Com relação à parte didática deste trabalho, os resultados obtidos levaram ao desenvolvimento e aplicação de atividades experimentais didáticas que foram testadas com alunos e professores do ensino médio e técnico em química de escolas públicas de Campinas-SP e estudantes de graduação em química da Universidade Estadual de Campinas.Anthocyanins are the main natural pigments from the flavonoid class that are responsible for the red, purple and blue colors of flowers and fruits. The color that they exhibit depends on, among other factors, pH. This property indicates that anthocyanins can be used as acid-base indicator. Moreover, a nucleophilic attack by oxidizing agents such as hydrogen peroxide and sulfur dioxide can effectively decolorize anthocyanins. In this work several natural sources of these pigments were studied. Considering aspects such as availability in practically all regions of Brazil and seasonal period, were selected 4 fruits: Morus nigra (blackberry), Syzygium cuminii (jambolan), Myrciaria caulilflora (jabuticaba) and Vitis vinífera (grape). From the analytical point of view, the studies ínvolved the optimization of extraction procedures, purification, qualitative and quantitative analysis and studies on the stability of the anthocyanins from the selected fruits. The characterization of the different colored species as a function of pH, the use of these extracts as indicator in acid-base titrimetry and the use of the extracts impregnated filter paper as pH indicator were also studied. Two important properties of the anthocyanins were studied: the acid-base equilibrium and the oxidation/reduction reaction, used in a simplified analytical proposal for the determination of free chlorine in samples of household products, such as bleaches and disinfectants. With relation to the didactic part involved in this work, experimental activities were developed and tested with students and teachers from public high school and technical school of Campinas and also with chemistry undergraduate students from the Universidade Estadual de Campinas