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INTRODUÇÃO À FITOQUÍMICA FITOQUÍMICA - DEFINIÇÃO • A investigação fitoquímica consiste em: • Verificar a presença de grupos de metabólitos secundários e caracterizar os constituintes químicos presentes em espécies vegetais, cuja constituição seja desconhecida. • Caracterização química baseada em relatos etnofarmacológicos/quimiotaxonômicos • Quando não se tem conhecimento sobre uma espécie de interesse, a análise fitoquímica preliminar pode indicar grupos de metabaólitos secundários relevantes. FITOQUÍMICA - DEFINIÇÃO • Caso se tenha interesse restrito a uma determinada classe específica de constituintes ou substâncias que apresentem uma certa atividade biológica, a investigação deverá ser direcionada para o isolamento e elucidação estrutural da mesma. • Procedimentos gerais de investigação de metabólitos de origem natural. Etapas essenciais da fitoquímica. Fonte. https://mooc.campusvirtual.fiocruz.br/rea/medicamentos-da-biodiversidade/fitoquimica.html https://mooc.campusvirtual.fiocruz.br/rea/medicamentos-da-biodiversidade/fitoquimica.html Procedimentos gerais de investigação de metabólitos de origem natural. Coleta - Obtenção do material vegetal • Deve-se registrar o local da coleta, a hora, a data. • Verificar a autenticidade do material vegetal, que são obtidos a partir: • Parâmetros de identidade botânica, incluindo ensaios macro e microscópicos • Exsicatas do material vegeta, com depósito em herbário oficial a fim de comprovar a identidade botânica, e assim, evitar equívocos por similaridade morfólogicas. • Coleta: processo de se retirar uma ou mais plantas inteiras ou parte delas da natureza. • Herborização: processo de preparação do material coletado para preservá-lo em uma coleção de plantas denominada herbário – Exsicata. • Catalogação: registros. Obtenção do material vegetal Coleta, Herborização e catalogação Exsicata • Catalogação Identificação botânica Alecrim-pimenta Preparação da amostra para análise Material vegetal secofresco Estabilidade microbiológica Estabilidade química Indispensável para obtenção dos componentes específicos Processado ou conservado imediatamente em baixas temperaturas Preparação da amostra para análise Estabilização e Secagem Uma vez colhida, a planta medicinal pode perder qualidade nas etapas seguintes do processamento o que torna os processos de secagem e armazenamento fundamentais para a qualidade final do produto Preparação da amostra para análise • Estabilização: consiste na desnaturação protéica das enzimas celulares e todas as reações químicas. • A secagem tem por finalidade a retirada de água, por meio da redução do teor de umidade, permitindo a conservação das plantas medicinais e aromáticas por um período mais longo e impedindo o desenvolvimento de microrganismos • Vantagem: é o baixo custo e a simplicidade da operação. Estabilização e Secagem Secagem • A operação se caracteriza pela exposição a temperaturas relativamente baixas, normalmente inferiores a 60°C por aproximadamente 7 dias, ou até peso constante • Fragmentar, facilitar evaporação Preparação da amostra para análise A secagem de plantas medicinais pode ser realizada de forma natural ou artificial Preparação da amostra para análise Pode ser feita à sombra ou sob o sol. Mas para muitas plantas medicinais e aromáticas a secagem ao sol é totalmente desaconselhada, visto que o processo de fotodecomposição ocorre intensamente, degradando os componentes químicos e ocasionando alterações de odor, cor e sabor SECAGEM NATURAL Preparação da amostra para análise SECAGEM SECAGEM ARTIFICIAL Temperaturas entre 50 °C e 60 ºC mostraram-se mais adequadas para secagem de grande número de plantas medicinais, independentemente do método de secagem empregado SECADOR DE BANDEJA SECAGEM SECAGEM ARTIFICIAL Preparação da amostra para análise ESTUFA DE SECAGEM O teor de umidade é a medida da quantidade total de água contida num alimento (água total), e é geralmente expresso como uma porcentagem (%) do peso total. PRÁTICA NO LABORATÓRIO Preparação da amostra para análise Material vegetal fresco Pesagem inicial Anotar o valor Secagem à 50ºC Verificar a cada 30 min, por 4 vezes. Pesagem final Anotar o valor Caracterização fitoquímica Após um processo padronizado de secagem do alimento, podemos definir: Umidade (%) = [(Pi – Pf) / Pa] × 100 Onde: Pi = Peso inicial da amostra + recipiente Pf = Peso final da amostra + recipiente Pa = Peso somente da amostra inicial Preparação da amostra para análise A partir dos dados experimentais abaixo de uma secagem por estufa a 60ºC de 3 amostras vegetais, calcule o teor de umidade (%) 1. Peso do recipiente = 43,61g Peso da amostra = 2,85g Peso inicial = 46,46g Peso final = 45,2324g 2. Peso do recipiente = 42,965 g Peso da amostra = 2,069 g Peso inicial = 45,034 g Peso final = 43,25 g 3. Peso do recipiente: 29,331g Peso da amostra: 5,001g Peso total: 34,332g Peso após secagem em estufa: 33,794g Preparação da amostra para análise MOAGEM • A moagem tem por finalidade reduzir, mecanicamente, o material vegetal a fragmentos; • Eficiência no processo de extração; • As metodologias utilizadas são escolhidas conforme as características do material vegetal; • Tesouras, facas, moinhos, processadores, rasuras, gral e pistilo PROCESSOS EXTRATIVOS Ao realizar um processo extrativo, deve-se levar em consideração alguns fatores: Material botânico Granulometria Seletividade do solvente ✓ Grau de polaridade das substâncias ✓ pH dos solventes ✓ Toxicidade ✓ Disponibilidade ✓ Estabilidade ✓ Custo ✓ Agitação: pode abreviar o tempo de extração ✓ Temperatura: o aumento da temperatura em alguns casos, pode aumentar solubilidade, mas nem todos podem utilizar temperaturas elevadas ✓ Tempo de extração ALCALÓIDES PROCESSOS EXTRATIVOS O termo extração significa retirar, da forma mais seletiva e completa possível, as substâncias ou fração ativa contida na droga vegetal, utilizando, para isso, um líquido ou mistura de líquidos Os processos extrativos usados para caracterizar matérias-primas de origem vegetal apresentam diferentes características e objetivos, sendo divididos em: • Processos extrativos a frio • Processos extrativos a quente PROCESSOS EXTRATIVOS Processos extrativos a frio Percolação Turbolização, Turbólise, Turboextração Processos extrativos a quente Sistema Aberto Sistema Fechado Infusão Decocção Turbolização Extração sob refluxo Extração em aparelho de Soxhlet Maceração • É a operação na qual a extração da matéria prima vegetal é realizada em recipiente fechado, em temperatura ambiente, durante um período prolongado (horas ou dias), sob agitação ocasional e sem renovação do líquido extrator (processo estático). Não ocorre esgotamento. Maceração PROCESSOS EXTRATIVOS A percolação, ao contrário da maceração é um processo dinâmico, onde se faz o arrastamento do princípio ativo pela passagem contínua do líquido extrator, levando ao esgotamento da planta através do gotejamento lento do material. Indicada para substâncias termossensíveis, farmacologicamente ativas e presente em baixo teores. Percolação • Nessa técnica, a extração ocorre concomitantemente com a redução do tamanho da partícula, resultado da aplicação de elevadas forças de cisalhamento em rotações de 5000 a 2000 rpm. • Recomendado apenas quando se tratar de materiais de elevada dureza ou muito fibrosos como caules, raízes, rizomas ou lenhos. Turbolização • A redução drástica do tamanho de partícula e o conseqüente rompimento das células favorece a rápida dissolução das substâncias, resultando em tempos de extração da ordem de minutos e o quase esgotamento da droga. PROCESSOS EXTRATIVOS A extração ocorre pela permanência, durante certo tempo, do material vegetalem água fervente, num recipiente tapado. A infusão é aplicável a partes vegetais moles, as quais devem ser contundidas, cortadas ou pulverizadas, a fim de que possam ser mais facilmente penetradas e extraídas pela água Infusão PROCESSOS EXTRATIVOS A decocção consiste em manter o material vegetal em contato, durante certo tempo, com um solvente (normalmente água) em ebulição. É uma técnica de emprego restrito, pois muitas substâncias ativas são alteradas por um aquecimento prolongado e costuma-se emprega-la com materiais vegetais duros e de natureza lenhosa. Decocção É utilizado para a extração de óleos voláteis. Os óleos voláteis possuem tensão de vapor mais elevada que a da água, sendo, por isso, arrastados pelo vapor d água. PROCESSOS EXTRATIVOS Esse procedimento embora clássico, pode levar à formação de artefatos em função da alta temperatura empregada.Preferencialmente, esse método é utilizado para extrair óleos de plantas frescas. Extração sob refluxo - Arraste por vapor d’água É utilizada, sobretudo, para extrair sólidos com solventes voláteis, exigindo o emprego do aparelho de Soxhlet. Em cada ciclo da operação, o material vegetal entra em contato com o solvente renovado; assim, o processamento possibilita uma extração altamente eficiente, empregando uma quantidade reduzida de solvente, em comparação com as quantidades necessárias nos outros processos extrativos, para se obter os mesmos resultados qualitativos e quantitativos. PROCESSOS EXTRATIVOS Extração em aparelho de Soxhlet ANÁLISE FITOQUÍMICA PRELIMINAR REAÇÕES QUÍMICAS DE CARACTERIZAÇÃO Historicamente, a caracterização dos principais grupos de metabólitos secundários tem sido realizada por ensaios clássicos. Se baseiam em reações químicas: • Aparecimento de cor • Aparecimento de precipitado Um dos primeiros roteiros de análise sistemática de misturas complexas foi proposto em 1850 pelo químico belga J.S.Stas e depois modificado pelo farmacêutico alemão Otto: partição e formação de sais ETAPAS GERAIS CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA FRACIONAMENTO, ISOLAMENTO E PURIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS FRACIONAMENTO, ISOLAMENTO E PURIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS FRAÇÕES CCD HPLC/MS GC/MS CROMATOGRÁFICOS ISOLAMENTO E PURIFICAÇÃO ELUCIDAÇÃO ESTRUTURAL ESPECTROSCOPIA UV, INFRAVERMELHO, MASSA RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN)
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