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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.46.2008.tde-02072008-130811
Documento
Autor
Nome completo
Thais Guaratini
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2008
Orientador
Banca examinadora
Colepicolo Neto, Pio (Presidente)
Bechara, Etelvino José Henriques
Di Mascio, Paolo
Uyemura, Sérgio Akira
Yokoya, Nair Sumie
Título em português
Antioxidantes de macroalgas marinhas: caraterização química e atividade in vitro
Palavras-chave em português
Algas
Antioxidantes
Carotenóides
Espectrometria de massas
Estresse oxidativo
Produtos naturais
Resumo em português
Uma das maneiras de obtenção de extratos comercialmente viáveis é a utilização dos procedimentos clássicos de maceração. Apesar de várias substâncias serem extraídas por esses métodos, moléculas mais sensíveis à degradação oxidativa podem não resistir. Neste trabalho foi avaliada a atividade antioxidante de diferentes extratos de espécies de macroalgas marinhas, obtidos por meio das marchas fitoquímicas clássicas. Os extratos não mostraram atividade significante nos modelos experimentais utilizados. Além disso, os ácidos graxos e esteróides das algas estudadas foram analisados por cromatografia gasosa. Os resultados indicaram uma maior quantidade de ácidos graxos insaturados e algumas das algas apresentaram o colesterol como o esteróide majoritário. Apesar de ser verificada a presença de carotenóides remanescentes, estes foram encontrados em concentrações baixas e nenhuma outra molécula resistente aos métodos de extração empregados foi detectada. Desta maneira, partiu-se para o desenvolvimento de metodologias de análise de carotenóides, que são substâncias com conhecida atividade antioxidante. Para isso, foi padronizado um método por HPLC-UV-EC, que separou um total de 16 pigmentos e os dados obtidos em ambos detectores foram comparados. Apesar do detector eletroquímico ser geralmente mais sensível, obteve-se melhores resultados utilizando-se o detector DAD. Com a metodologia padronizada, foi possível obter o perfil de pigmentos de cada espécie deste estudo. Dando continuidade ao desenvolvimento de metodologias para a análise de carotenóides, padrões dessa classe de substâncias, além de outras moléculas contendo polienos em sua estrutura, foram estudados por espectrometria de massas, elucidando-se seus mecanismos de ionização por diferentes fontes. Um balanço entre a formação de íons radicalares e protonados foi proposto para as xantofilas quando ionizadas por ESI, enquanto que nessa mesma fonte foram obtidos íons protonados para retinóides e moleculares para o ß-caroteno. Ao lado de cálculos teóricos de energia de ionização, sugere-se que a formação do íon molecular, exceção para as análises em ESI, é dependente da extensão da conjugação e está relacionada à presença de oxigênio na molécula. Estudos utilizando-se a fonte nanoSpray mostraram resultados opostos, obtendo-se maior intensidade do íon protonado para as xantofilas, mesmo na ausência de ácido. Visando suportar os resultados obtidos em ESI, moléculas sintéticas com cadeia poliênica de diferente extensão e uma porção flavonoídica foram analisadas. Aquela com maior número de conjugações apresentou baixa intensidade do íon molecular e reações de dissociação na fonte, de maneira análoga ao que é observado para o ß-caroteno, enquanto que a estrutura com a menor cadeia poliênica apresentou um íon molecular mais estável. Além disso, a energia de ionização calculada para a molécula maior foi menor, corroborando com os dados experimentais, o que sugere que o "Caro-Flavo" com maior cadeia poliênica deve apresentar atividade antioxidante mais próxima ao ß-caroteno que o de cadeia curta. Essas mesmas substâncias sintéticas, ao lado de astaxantina e epicatequina, foram testadas quanto à sua atividade em inibir a lipoperoxidação induzida por radiação UVA ou UVB, sendo que o "Caro-Flavo" de cadeia maior atuou como melhor antioxidante quando irradiado com UVB, apresentando maior atividade na menor dose de radiação. Porém, quando irradiado com UVA, apresentou atividade pró-oxidante mais pronunciada ainda que a da astaxantina. Nestes experimentos, foi verificada atividade atividade pró-oxidante em todas as condições de radiação para o "Caro-Flavo" menor. Outras moléculas sintéticas, derivadas do a-tocoferol também foram testadas e não apresentaram diferenças estatisticamente significantes desta vitamina.
Título em inglês
Antioxidants from marine macroalgae: chemical characterization and in vitro activity
Palavras-chave em inglês
Algae
Antioxidants
Carotenoids
Mass Spectrometry
Natural Products
Oxidative Stress
Resumo em inglês
Classic maceration is one of the most used processes to obtain commercially viable extracts. Despite several substances can be extracted by using these methods, molecules that are susceptible to oxidative degradation may not resist. In this work it was evaluated the antioxidant activity of extracts of different species of marine macroalgae, obtained through phytochemistry classic methods. The extracts showed no significant activity in the experimental models used. In addition, fatty acids and steroids from algae were analyzed by gas chromatography. Results indicated greater amount of unsaturated fatty acids and some of the algae showed the cholesterol as the major steroid. Although some carotenoids remained in the algae extract, they were found in low concentrations and no other molecule resistant to the methods of extraction employed was detected. Thus, it was turned to the development of methodologies for carotenoids analysis, which are known substances with antioxidant activity. A method was standardized by HPLC-UV-EC, which separated a total of 16 pigments and the data obtained in both detectors were compared. Even though the electrochemical detector is generally more sensitive, better results were obtained using the DAD detector. With a standardized methodology, it was possible to obtain the profile of pigments for each species studied. To continue the development of methodologies for carotenoids analysis, standards of this class of substances and other polyene-containing molecules were studied by mass spectrometry. Ionization mechanisms were elucidated by using different sources. A balance between the formation of radical and protonated ions was proposed for xanthophylls when ionized by ESI. When ESI was used to ionize retinoids and carotenes, only protonated and radical ions, respectively, were found. Besides theoretical calculations of ionization energy, it was suggested that the formation of the molecular ion, except for the analyses in ESI, is dependent on the conjugation extension and is related to the presence of oxygen in the molecule. Studies using the nanoSpray source showed opposite results. In this case, it was obtained higher intensity of the protonated ions for xanthophylls, even in the absence of acid. To support the results obtained in ESI, synthetic molecules containing different length of polyene chain and a flavonic portion were analyzed. Those with the greatest conjugation chain showed low intensity of the molecular ion and decoupling reactions at the source. This effect was similar to that observed for ß- carotene in the same conditions. The structure with the smaller polyene chain presented a more stable molecular ion. Furthermore, the ionization energy calculated for the larger molecule was lower, corroborating with the experimental data and suggesting that the larger "Caro-Flavo" should present a better antioxidant activity. These synthetic substances, along with astaxanthin and epicatechin, were tested according to their activity in inhibiting UVA or UVB induced lipoperoxidation. The largest "Caro-Flavo" showed better antioxidant activity when UVB-irradiated in the lowest irradiation dose. Nevertheless, when this molecule is UVA-irradiated, a pro-oxidant activity is even more pronounced than the astaxanthin pro-oxidant activity. In these experiments, a pro-oxidant activity for the smallest "Caro-Flavo" was verified for all irradiation conditions. Other synthetic molecules, derived from α-tocopherol were also tested and showed no statistically significant differences, when compared to this vitamin.
 
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Data de Publicação
2008-07-16
 
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