Avaliação dos compostos bioativos e potencial antioxidante da folha e caule da cana do brejo (Costus spicatus) por diferentes métodos de extração

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2020.Desde os primórdios da humanidade, o uso de plantas medicinais acompanhava as sociedades humanas, ora como alimento e ora como remédio, usado para prevenir, melhorar e curar doenças. O Brasil é o país que detém a maior variedade de espécies vegetais do planeta, com mais de 40 mil espécies distribuídas ao longo do seu território. Esse patrimônio natural pode ser utilizado de diferentes formas, assim como, sua extração pode ser obtida por uma ampla variedade de técnicas, sendo a extração com dióxido de carbono no estado supercrítico destacada. Esta técnica é considerada uma tecnologia limpa, com impacto mínimo na atmosfera, alta eficiência e qualidade dos extratos. No entanto, para a obtenção de extrato das folhas e caules da Cana do brejo (Costus spicatus) não foram encontrados na literatura. Assim, justifica-se este trabalho por contribuir com dados relativos à flora brasileira, investigando a espécie medicinal Costus spicatus no que se refere à obtenção de extratos naturais e do óleo essencial, das folhas e caules, em diferentes métodos de extrações de baixa pressão (hidrodestilação, soxhlet e ultrassom) e alta pressão (CO2 supercrítico), com finalidade de identificar compostos bioativos e avaliar o seu potencial antioxidante. Na extração soxhlet e ultrassom foram empregados os solventes hexano e etanol. Enquanto na extração com CO2 supercrítico foi usado cossolvente (CS) etanol sob diversas condições operacionais (80-200 bar, 36-64ºC e 0-20%CS). A identificação da composição química foi realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa (GC/MS) e a avaliação de potencial antioxidante pelo método DPPH. Em termos de rendimento, as técnicas/solventes com melhor rendimento para as folhas da Costus spicatus foram: soxhlet com etanol (6,17%), extração supercrítica com cossolvente (4,12%) e ultrassom com etanol (3,86%). Para os caules, as melhores técnicas/solventes foram: soxhlet com etanol (5,06%), ultrassom com etanol (2,37%) e extração supercrítica com cossolvente (1,69%). As curvas de extração das folhas e caules da Costus spicatus apresentaram um comportamento típico das curvas de extração com CO2 supercrítico. Com relação a composição química verificado planejamento experimental aplicado nas folhas, foi possível verificar que o Ácido linolênico, Friedelin e Ácido palmítico foram os compostos majoritários. Já nos caules, os compostos majoritários foram Sitosterol, Stigmasterol e Ácido palmítico. De acordo com os dados obtidos na literatura, os extratos das folhas da Cana do brejo podem ser usados para fins curativos, aliviando sintomas de problemas inflamatórios, enquanto os extratos dos caules podem ser empregados nos tratamentos de doenças com diabetes, conferindo propriedades antidiabéticas. As folhas e caules da Costus spicatus não apresentaram atividade antioxidante detectáveis pelo método empregado, DPPH, mas a partir de uma outra metodologia de eliminação do radical livre possa apresentar. Foi possível concluir que as folhas e caules da Costus spicatus possuem constituintes extraidos pela técnica de CO2 supercritico e cossolvente que podem ser potenciais candidatos ao desenvolvimento de novas formulações e fomas farmacêuticas.Abstract: Since the dawn of mankind, the use of medicinal plants has accompanied human societies, sometimes as food and sometimes as medicine, used to prevent, improve and cure diseases. Brazil is the country that holds the largest variety of plant species on the planet, with more than 40 thousand species distributed throughout its territory. This natural heritage can be used in different ways, as well as, its extraction can be obtained by a wide variety of techniques, with extraction with carbon dioxide in the supercritical state highlighted. This technique is considered a clean technology, with minimal impact on the atmosphere, high efficiency and quality of the extracts. However, to obtain extract of the leaves and stems of the swamp cane (Costus spicatus) were not found in the literature. Thus, this work is justified by contributing with data related to Brazilian flora, investigating the medicinal species Costus spicatus with regard to obtaining natural extracts and essential oil, from leaves and stems, in different low pressure extraction methods (hydrodistillation, soxhlet and ultrasound) and high pressure (supercritical CO2), in order to identify bioactive compounds and evaluate their antioxidant potential.In soxhlet and ultrasound extraction, the solvents hexane and ethanol were used. While extraction with supercritical CO2, co-solvent (CS) ethanol was used under various operating conditions (80-200 bar, 36-64ºC and 0-20% CS). The chemical composition was identified by gas chromatography coupled to a mass spectrometer (GC/MS) and the evaluation of antioxidant potential by the DPPH method. In terms of yield, the techniques / solvents with the best yield for Costus spicatus leaves were: soxhlet with ethanol (6.17%), supercritical extraction with cosolvent (4.12%) and ultrasound with ethanol (3.86%). For the stems, the best techniques/solvents were: soxhlet with ethanol (5.06%), ultrasound with ethanol (2.37%) and supercritical extraction with cosolvent (1.69%).The extraction curves of the leaves and stems of Costus spicatus showed a typical behavior of the extraction curves with supercritical CO2. Regarding the chemical composition verified experimental design applied to the leaves, it was possible to verify that linolenic acid, Friedelin and palmitic acid were the major compounds. In the stems, the major compounds were Sitosterol, Stigmasterol and Palmitic acid. According to the data obtained in the literature, the extracts of the leaves of the swamp can be used for curative purposes, relieving symptoms of inflammatory problems, while the extracts of the stems can be used in the treatment of diseases with diabetes, conferring antidiabetic properties. The leaves and stems of Costus spicatus did not present antioxidant activity detectable by the method employed, DPPH, but from another methodology of elimination of the free radical may present. It was possible to conclude that the leaves and stems of Costus spicatus have constituents extracted by the supercritical and co-solvent CO2 technique that can be potential candidates for the development of new pharmaceutical formulations and forms