Author(s): Catalão, Maria Beatriz Jerónimo
Date: 2016
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/5847
Origin: uBibliorum
Subject(s): Antimicrobianos; Antocianinas; Atividade Antioxidante; Cereja; Compostos Fenólicos; Extração; Flavonóides; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia:: Outras Engenharias e Tecnologias
A crescente resistência antimicrobiana e a rejeição por parte da população de compostos químicos e sintéticos deu origem a uma procura de novos compostos. Estes deveriam ser de preferência naturais, cujas características organoléticas e químicas se juntassem a possíveis propriedades antimicrobianas para futuras aplicações na área alimentar e farmacêutica. Assim, surgiu uma nova área de interesse científico na procura de novos compostos com estas características em plantas e frutos. As cerejas são um fruto cujos componentes químicos parecem reunir todas estas características, nomeadamente os compostos fenólicos, os quais para além de serem fortes antioxidantes e portanto benéficos para a saúde, poderão ser considerados potenciais antimicrobianos. Assim, o objetivo principal desta dissertação passa pela obtenção, caracterização fitoquímica e avaliação biológica de extratos de seis variedades de cereja do Fundão, nomeadamente Brooks, Earlise, Primulat, Summit, Sweetheart e Saco (1ª Colheita e Colheita Tardia), totalizando sete amostras. Para a obtenção dos extratos ricos em compostos fenólicos foi utilizada uma extração convencional usando o metanol como solvente. A caracterização química foi realizada utilizando métodos colorimétricos – método de Folin-Ciocalteau para os fenóis totais, método colorimétrico em meio alcalino para os flavonóides totais, método de pH diferencial para as antocianinas e método do ácido dinitrosalicílico para os açúcares redutores, presentes nos extratos de cerejas. A avaliação biológica teve como base a determinação das atividades antioxidante e antimicrobiana. A atividade antioxidante foi avaliada pelo método colorimétrico de DPPH e a atividade antimicrobiana foi estimada através de metodologias que avaliaram a inibição de crescimento de vários tipos de microrganismos (bactérias Gram positivas e negativas e leveduras), a potenciação da atividade da tetraciclina, o papel das bombas de efluxo na resistência ao extrato de cereja e, também, a inibição de diversos mecanismos de virulência (quorum sensing, produção de piocianina e pioverdina, motilidade de tipo “swarming”, e formação de biofilmes). A caracterização dos compostos fitoquímicos presentes nas cerejas permitiu observar que as cerejas têm na sua composição um conteúdo em compostos que varia consoante a variedade de cereja. Quanto ao conteúdo de compostos fenólicos, a variedade de cereja Saco Colheita Tardia contém um maior teor de fenóis (274,52 mg GAE/100 g de cereja fresca) e a variedade Earlise tem um menor teor (54,87 mg GAE/100 g de cereja fresca. Para os flavónoides, também a Saco Colheita Tardia tem um teor mais elevado destes compostos (20,79 mg QE/100 g de cereja fresca), enquanto a Sweetheart é a variedade que tem menos flavonóides (6,00 mg QE/100 g de cereja fresca). Relativamente às antocianinas, mais uma vez a variedade Saco Colheita Tardia é a que tem um teor (73,05 mg Cy-3-glc/100 g de cereja fresca), destes compostos, mais elevado, sendo que a Earlise é a que tem o menor teor (9,14 mg Cy-3-glc/100 g de cereja fresca). Nestes compostos a variedade de Saco Colheita Tardia foi a que obteve os maiores valores. Nos açúcares redutores, a variedade de cereja Sweetheart é a variedade de cereja com mais açúcares (161,66 g/kg de cereja fresca), enquanto a Earlise é a que tem menos (78,907 g/kg de cereja fresca). Na avaliação da atividade biológica, os extratos de cereja apresentaram uma elevada atividade antioxidante com valores próximos do padrão Trolox, especialmente no caso da variedade Saco Colheita Tardia (EC50= 42,340 mg/L). Ao nível da atividade antimicrobiana, como os extratos de cereja contêm muitos compostos interferentes, mesmo utilizando um extrato enriquecido em compostos fenólicos, os resultados nesta área não foram muito satisfatórios, com o extrato de cereja conseguindo inibir o microrganismo K. pneumoniae e baixar a concentração mínima inibitória do antibiótico tetraciclina num efeito potenciador do antibiótico. No entanto, não se observou uma capacidade de inibição dos factores de virulência estudados. Assim, pode concluir-se que apesar de o extrato de cereja testado não apresentar atividade antimicrobiana significativa, os extratos de cereja testados apresentam um forte poder antioxidante, sendo esta a sua principal carateristica.
The increasing antimicrobial resistance and rejection of chemical and synthetic compounds by the population, gave rise to a search for new compounds. These should preferably be natural compounds, which organoleptic and chemical characteristics should be connected with potential antimicrobial properties for future food and pharmaceutical applications. Therefore, a new area of scientific interest arises for the search for new compounds with these characteristics in plants and fruits. Sweet cherries are fruits which chemical components probably combine all of these features, in particular the phenolic compounds which in addition to being strong antioxidants, and therefore beneficial to health, may be considered as potential antimicrobial agents. Thus, the main objective of this work involves the obtainment, phytochemical characterization and biological evaluation of extracts from six different cultivars of sweet cherries from Fundão region, including Brooks, Earlise, Primulat, Summit, Sweetheart and Saco (First Harvest and Late Harvest), comprising seven samples. To obtain extracts rich in phenolic compounds, it was used a conventional extraction using methanol as solvent. The chemical characterization was performed using colorimetric methods – the Folin-Ciocalteau method for total phenols, a colorimetric method in alkaline medium for total flavonoids determination, a pH differential method for anthocyanins quantification, and the dinitrosalicylic colorimetric method to the reducing sugar determination in sweet cherry extracts. The biological evaluation was performed by determining the antioxidant and antimicrobial activities. The antioxidant activity was evaluated by the DPPH colorimetric method. The antimicrobial activity was estimated by different approaches evaluating the growth inhibition of various types of microorganisms (Gram positive and Gram negative bacteria and yeasts), the potentiation of tetracycline action, the role of efflux pumps in the cherry extract resistance, and also the inhibition of several virulence mechanisms (quorum sensing, pyoverdin and pyocyanin production, swarming motility and biofilm formation). The characterization of the phytochemical composition of cherries allowed to observe that these fruits have a content of compounds dependent on the different cherry cultivars. As for the content of phenolic compounds, the variety of cherry Saco Late Harvest contains a higher content of phenols (274.52 mg GAE/100 g of fresh sweet cherry) and Earlise variety has a lower content (54.87 mg GAE/100 g of fresh sweet cherry). For flavonoids, Saco Late Harvest has also a higher content (20.79 mg QE/100 g of fresh sweet cherry), while Sweetheart is the cultivar that has less flavonoids (6.00 mg QE/100 g of fresh sweet cherry). Concerning the anthocyanins determination, Saco Late Harvest had again the higher content of these compounds (73.05 mg Cy-3-glc/100 g of fresh sweet cherry), with the Earlise being the one that had the lowest (9.14 mg Cy-3-glc/100 g of fresh sweet cherry). Considering these compounds, the cultivar of Saco Late Harvest was the one with the highest values. Regarding reducing sugars, the variety Sweetheart cherry was the variety of cherry with more sugars (161.66 g/ kg of fresh sweet cherry), while Earlise was the one with less content (78.91 g/ kg of fresh sweet cherry). With respect to the evaluation of biological activity, cherry extracts showed a high antioxidant activity when compared with the positive control, trolox, especially in the case of Saco Late Harvest (EC50 = 42.340 mg / L). Regarding antimicrobial activity, as cherry extracts contain many interfering compounds, even when using an enriched extract of phenolic compounds, results were not very satisfactory, with cherry extract managing to inhibit K. pneumoniae and lowering the minimum inhibitory concentration of tetracycline antibiotic, in a potentiating effect of the antibiotic. However, there was not observed an inhibition ability of the studied virulence factors. Accordingly, it can be concluded that although the cherry extract tested did not showed a significant antimicrobial activity, the tested cherry extracts have a strong antioxidant power, which is its main characteristic.
