Características físico-químicas do hidrocolóide de folhas de Pereskia aculeata

Abstract

Resumo: A Pereskia aculeata é uma cactácea, nativa do Brasil, suas folhas são utilizadas na alimentação e medicina popular. Neste trabalho foram utilizadas folhas coletadas no outono, em Ribeirão Branco-SP, com o objetivo de extrair a mucilagem e caracterizar sua composição, estrutura química e propriedades físico-químicas. A partir da extração aquosa a frio, purificação do extrato bruto aquoso por centrifugação e precipitação em etanol, obteve-se um rendimento de 1,6% (m/m), em relação às folhas verdes, considerado alto, no qual se quantificou por espectrofotocolorimetria 48,3 % de carboidrato, 18,8 % de proteína e 26,2 % de ácido urônico, identificado como ácido galacturônico por cromatografia de alto desempenho de troca iônica com detector amperométrico (PAD). A caracterização dos demais monossacarídeos pela técnica de PAD, após hidrólise ácida, de forma qualitativa mostrou, também, a presença de fucose, ramnose, arabinose e galactose. A análise dos derivados de acetato de O-metil alditois, por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS), comparativa aos produtos após carboxi-redução e remetilação, mostrou que a mucilagem é composta por galactose (~49 mol%), arabinose (~21 mol%), ramnose (~14 mol%), fucose (~7 mol%) e ácido galacturônico (~9 mol%); sendo a cadeia principal formada por D-galactose (1?4) com ramificações de arabinose no C-3. Os espectros de ressonância magnética nuclear (RMN) de hidrogênio (1H), carbono (13C) e bidimensionais (HSQC e HBMC) confirmaram a composição, ligações glicosídicas e a anomericidade, sendo possível caracterizar uma arabinogalactana do tipo I, com baixo grau de esterificação para o ácido ?-D-galacturônico (35,5 %). Por termogravimetria, quantificou-se (m/m) 9 % de umidade, e 16 % de massa residual constituída por cinzas e por óxidos de metais, sendo alguns metais quantificados em Espectrômetro Ótico de Emissão Atômica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES, Radial). Através da cromatografia em gel acoplada a multidetectores se observou que a amostra é dispersa, formada por 4 picos. Com o valor de 0,16 mL.g-1 para o dn/dc, foi determinada a massa molar média ponderal do principal polissacarídeo como 7,9 x 105 g.mol-1, com índice de dispersão de 1,3. Através da fórmula de Mark-Houwink, a viscosidade intrínseca (26 dL.g-1) forneceu os valores de K e ? que indicaram que a mucilagem tem conformação aleatória e cadeias flexíveis em solução de nitrato de sódio, com raio de giro de 41 nm e concentração crítica (c*) de 4,6 mg.mL-1. O potencial zeta, -25 mV, foi atribuído a presença de ácido galacturônico, de carboxilas nas cadeias laterais dos aminoácidos, e de hidroxilas. Por tensiometria determinou-se a concentração de adsorção interfacial crítica (1 mg.mL-1), a concentração crítica de auto-associação (8 mg.mL-1) e que a amostra tem características de tensoativo. Com relação ao comportamento reológico da mucilagem a 60 g.L-1 dispersa em água, observou-se caráter pseudoplástico, que melhora pela adição de sal e aquecimento na pré-dispersão, conforme resultados pelo modelo de Ostwald de Waele. Embora complexe e aumente a viscosidade em presença de íons Ca2+ (0,0075 mg.mL-1) e hidreto, a pH 7,1, teve perfil de dispersão viscoelástica pelo modelo de Cox-Merz, provavelmente, pelo baixo teor de grupos éster na mucilagem.

Abstract: Pereskia aculeata is a cactaceous, native from Brazil, and its leaves are used as food and in folk medicine. In the present study, were utilized leaves collected in the autumn, in Ribeirão Branco-SP, with the goal of extracting the mucilage and characterize their composition, chemical structure and physical-chemical properties. The leaves were submitted to a cold aqueous extraction, followed by purification by centrifugation and ethanol precipitation, the yield was 1.6%. Through spectrophotometry was quantified 48.3% of carbohydrate, 18.8% of protein and 26.2% of uronic acid, identified as galacturonic acid through high performance anion exchange chromatography with amperometric detector (PAD). After hydrolysis, by PAD, detected the presence of fucose, rhammnose, arabinose and galactose. Analysis of the acetate derivatives of O-methyl alditols was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). Comparative results with the products of carboxy reduction, remethylation showed the presence of galactose (~ 49 mol%), arabinose (~ 21 mol%), rhamnose (~ 14 mol%), fucose (~ 7 mol%) and galacturonic acid (~ 9 mol%); which main chain consisting of D-galactose linked (1 ? 4) partially substituted at C-3 by arabinose. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectra of hydrogen (1H), carbon (13C) and two-dimensional (HSQC and HBMC) confirmed the composition, glycosidic linkages and anomeric region, being possible to characterize a type I arabinogalactan, with low degree of esterification to the ?- D-galacturonic acid (35.5 %). Through thermogravimetry analysis was quantified 9% moisture and 16% residual mass, consisting of ash and metal oxides, and some metals quantified in Optical Atomic Emission Spectrometer with Inductively Coupled Plasma (ICP OES, Radial). By gel chromatography analysis coupled to multidetector the dispersed sample consisting of 4 peaks. Was determined 0.16 mL.g-1 for the dn/dc, the mass average molecular weight of main polysaccharide of 7.9 x 105 g.mol-1, and a dispersion index of 1.3. The Mark-Houwink equation provided the intrinsic viscosity (26 dL.g-1), the K and ? values, showing that the mucilage was in random conformation and flexible chains in sodium nitrate solution, radius of gyration of 41 nm and critical concentration (c*) of 4.6 mg.mL- 1. The zeta potential (-25 mV) was attributed to the presence of galacturonic acid, the carboxyl groups in the side chains of amino acids and hydroxil groups. Analysis by tensiometry provided the interfacial adsorption critical concentration (1 mg.mL-1), the critical concentration for self-association (8 mg.mL-1) and suggest the sample has surfactant behavior. On concern to the rheological behavior (60 g.L-1) was observed pseudoplastic character, which improves by adding salt and heating the pre-dispersion, as the result of Ostwald Waele model. Although complex and increase the viscosity in the presence of Ca2+ ions (0.0075 mg.mL-1), hydride, at pH 7.1, the Cox-Merz model showed viscoelastic profile dispersion, probably due to the low content ester groups in the mucilage.