Composição química e atividade biológica de extratos de folhas e flores de yacon (Smallanthus sonchifolius)

Abstract

Resumo: O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma planta nativa da região dos Andes, introduzida no Brasil na década de 1980. As suas raízes são atribuídas algumas propriedades funcionais, conferida pelas fibras solúveis e insolúveis presentes nestas estruturas. Suas folhas são utilizadas no preparo de chá terapêutico, ao qual são atribuídas propriedades antidiabéticas. Estudos sugerem que os compostos fenólicos, presentes nestas folhas, são responsáveis pelo caráter antioxidante de seus extratos. Com relação às flores do yacon, até o momento inexistem estudos a respeito de sua composição química, assim como, das propriedades dos extratos obtidos a partir desta matriz. O objetivo deste estudo foi avaliar a composição de compostos fenólicos e a atividade antioxidante de extratos das folhas e flores do yacon obtidos por infusão, decocção e extração com metanol, assim como, avaliar a atividade antimicrobiana de lactonas sesquiterpênicas isoladas das folhas desidratas de yacon. Após o processo de secagem as folhas e flores foram trituradas e os extratos foram quantificados a concentração de compostos fenólicos totais por Folin- Ciocalteu, flavonoides totais pelo método espectrofotométrico e da atividade antioxidante dos extratos pelos métodos DPPH e ABTS. Os compostos fenólicos foram identificados por meio da HPLC-DAD. Também foi avaliada a atividade antimicrobiana de lactonas sesquiterpênicas, obtidas a partir das folhas de yacon. A identificação destes compostos foi realizada por meio da CG/MS e RMN. A avaliação da atividade antimicrobiana foi realizada pela metodologia de Kirby-Bauer e a concentração inibitória mínima por micro diluição em placas. O extrato das folhas de yacon obtidos por decocção apresentou a maior concentração de compostos fenólicos totais e flavonoides totais (42,20 mgEAG/g e 39,71 mgER/g, respectivamente). O ácido gálico e a rutina foram os compostos fenólicos mais abundantes nos extratos das folhas de yacon (1,97 e 2,81 mg/g, respectivamente). A miricetina e o ácido gálico foram os fenólicos em maior concentração nos extratos provenientes das flores de yacon (16,09 e 1,36 mg/g, respectivamente). A decocção das folhas obteve os resultados mais expressivos, para atividade antioxidante por DPPH (EC50= 220,50 g/g DPPH) e a infusão por ABTS (422,13 ?M Trolox/g). Foi observada uma correlação positiva entre os resultados dos ensaios de compostos fenólicos e flavonoides totais e a atividade antioxidante dos extratos de folhas e flores de yacon. Nas folhas de yacon foi constatada a presença das lactonas enidrina e uvedalina em uma proporção de 3:1. Estas lactonas, apresentaram o potencial de inibição do crescimento de Staphylococcus aureus, com uma concentração mínima de 0,75 mg/mL. Desta maneira, os resultados obtidos neste estudo demonstram que, tanto os extratos das folhas quanto das flores de yacon são promissoras fontes de compostos fenólicos com elevado potencial antioxidante e que as lactonas sesquiterpênicas, isoladas das folhas de yacon, podem a vir se tornar alternativas no desenvolvimento de produtos com capacidade antimicrobiana, de interesse a indústria de alimentos.

Abstract: Yacon (Smallanthus sonchifolius) is a plant that is native to the Andes region, which was introduced into Brazil in the 1980s. Some functional properties have been attributed to its roots, which are conferred by soluble and insoluble fibers present in their structure. Its leaves are used in the preparation of therapeutic tea, to which antidiabetic properties are attributed. Studies suggest that the phenolic compounds present in these leaves are responsible for the antioxidant character of its extracts. There are no studies regarding the chemical composition of yacon flowers or the properties of extracts obtained from this matrix. Thus, the aim of this study was to evaluate the composition of phenolic compounds and the antioxidant activity of extracts of yacon leaves and flowers obtained by infusion, decoction and methanol extraction, as well as to assess the antimicrobial activity of sesquiterpene lactones isolated from dehydrated yacon leaves. The yacon leaves and flowers used in this study were collected in April 2011, in the city of São José dos Pinhais, Paraná, Brazil. After drying, the samples were crushed and the extracts were obtained. Experiments were conducted using the extracts to evaluate the concentration of total phenolics by the Folin-Ciocalteu method, total flavonoids by the spectrophotometric method and antioxidant activity by the DPPH and ABTS methods. The individual phenolic compounds were identified by HPLC-DAD. This study also evaluated the antimicrobial activity of the sesquiterpene lactones obtained from the dried yacon leaves. The identification of these compounds was performed by GC/MS and NMR. The evaluation of antimicrobial activity was performed by the Kirby-Bauer method, and the evaluation of the minimal inhibitory concentration was performed by the methodology of micro-dilution in plates. The extract of yacon leaves obtained by decoction had the highest amount of total phenolic compounds and total flavonoids (42.20 mgGAE/g and 39.71 mgRE/g, respectively). Gallic acid, and the flavonoid rutin were the most abundant phenolic compounds in the extracts of the yacon leaves (1.97 and 2.81 mg/g, respectively). The flavonoid myricetin, and gallic acid, were the phenolic compounds found in the highest concentration in the extracts from the yacon flowers (16.09 and 1.36 mg/g, respectively). The decoction of the yacon leaves showed the most significant results with respect to antioxidant activity using the DPPH method (EC50= 220.50 g/g DPPH) and infusion by the ABTS method (422.13 ?M Trolox/g). A positive correlation was observed between the results of the tests of phenolic compounds, total flavonoids and antioxidant activity of the extracts from the yacon leaves and flowers. The NMR tests helped to elucidate the chemical structures of the sesquiterpene lactones extracted from the yacon leaves, revealing the presence of the lactones enhydrin and uvedalin in a ratio of 3:1. The experiments conducted to evaluate the antimicrobial activity of these lactones revealed the potential of these compounds to inhibit the growth of the Staphylococcus aureus microorganism, with a minimal inhibitory concentration of 0.75 mg/mL. Thus, the results of this study demonstrate that both the extracts from yacon leaves and flowers are promising sources of phenolic compounds with a high antioxidant potential, and that the sesquiterpene lactones isolated from yacon leaves could become alternatives in the development of products with antimicrobial properties of interest to the food industry.