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Type: Tese
Title: Espectroscopia Raman aplicada ao estudo de pigmentos de vegetais (legumes e frutas)
Author: Campos, Mariana Toledo Clemente
First Advisor: Oliveira, Luiz Fernando Cappa de
Co-Advisor: Maia, Lenize Fernandes
Referee Member: Ando, Rômulo Augusto
Referee Member: Donnici, Claudio Luis
Referee Member: Diniz, Renata
Referee Member: Couri, Mara Rubia Costa
Resumo: Neste trabalho, a espectroscopia Raman foi utilizada para identificar compostos presentes em diferentes estágios de maturação do exocarpo de jiló, de dois cultivares de banana (‘prata’ e ‘nanica’), de pimentões, de diversas variedades de pimentas da família Solanaceae, de pimenta rosa (Anacardiceae) e de pimenta-do-reino branca e preta (Piperaceae). Também foram caracterizadas por espectroscopia Raman as substâncias presentes em brácteas de Euphorbia pulcherrima. As análises espectrais Raman dos exocarpos de jiló e bananas mostraram bandas atribuídas a ácidos fenólicos, flavonoides, carotenoides e ácidos graxos. Durante a maturação do jiló, alterações no perfil espectral foram observadas principalmente no conteúdo de carotenoides. A chalcona naringenina e o β-caroteno foram sugeridos como responsáveis pela cor vermelho-alaranjada do jiló maduro. Na banana, variações na composição química foram mais evidentes no cultivar ‘prata’, principalmente quanto ao conteúdo de flavonoides e ácidos fenólicos. A análise in situ de pimentas da família Solanaceae revelou bandas características de compostos fenólicos, carotenoides, ácidos graxos e alcaloides, como a capsaicina. Nas pimentas malagueta, habanero, biquinho e karneval vermelha, foi observado deslocamento das bandas de estiramento ν(C=C) dos carotenoides para menores números de onda e intensificação das bandas durante o amadurecimento. Nos pimentões, o estágio de maturação impactou significativamente o perfil espectral, independentemente do método de cultivo. Na pimenta rosa, as análises das cascas e sementes em diferentes estágios de maturação não mostraram mudanças significativas. No entanto, foram observadas bandas atribuídas às antocianinas, como a pelargonidina, sugerindo que esses flavonoides são responsáveis pela coloração das cascas. As análises da pimenta-do-reino preta e branca revelaram bandas características principalmente atribuídas à piperina. O assinalamento das bandas Raman foi proposto através de comparação com dados da literatura e com os espectros obtidos pelo método da Teoria do Funcional de Densidade (DFT). A soma dos espectros teóricos foi utilizada para simular o perfil espectral e a contribuição de cada substância nos espectros experimentais. Nas brácteas de Euphorbia pulcherrima, foram identificadas bandas características de polifenóis, carotenoides e ácidos graxos. As brácteas verdes apresentaram maior intensidade das bandas atribuídas aos carotenoides, enquanto as brácteas vermelhas, rosas e amarelas apresentaram bandas de polifenóis mais intensas. As brácteas brancas mostraram ausência de bandas características dos carotenoides. As cianidinas e pelargonidinas foram identificadas como as principais antocianinas, responsáveis pela variação na coloração das brácteas. Além disso, a composição química dos extratos brutos das brácteas verdes e vermelhas interferiu na eficácia das nanopartículas de prata (AgNP) sintetizadas, destacando a importância da espectroscopia Raman na detecção de compostos bioativos para o desenvolvimento de metodologias sustentáveis e inovadoras na nanotecnologia.
Abstract: In this work, Raman spectroscopy was used to identify compounds present in different stages of ripening of the exocarp of scarlet eggplant, two banana cultivars (‘prata’ and ‘nanica’), bell peppers, various varieties of peppers from the Solanaceae family, pink pepper (Anacardiceae), and white and black pepper (Piperaceae). Raman spectroscopy was also used to characterize the substances present in bracts of Euphorbia pulcherrima. Raman spectral analyses of j scarlet eggplant and banana exocarps showed bands attributed to phenolic acids, flavonoids, carotenoids, and fatty acids. scarlet eggplant ripening, changes in the spectral profile were observed mainly in the carotenoid content. Naringenin chalcone and β-carotene were suggested to be responsible for the redorange color of ripe scarlet eggplant. In bananas, variations in chemical composition were more evident in the ‘prata’ cultivar, mainly regarding the content of flavonoids and phenolic acids. In situ analysis of peppers from the Solanaceae family revealed characteristic bands of phenolic compounds, carotenoids, fatty acids, and alkaloids such as capsaicin. In malagueta, habanero, biquinho, and red karneval peppers, a shift of the ν(C=C) stretching bands of carotenoids to lower wavenumbers and band intensification was observed during ripening. In bell peppers, the ripening stage significantly impacted the spectral profile, regardless of the cultivation method. In pink pepper, analyses of the peel and seeds at different ripening stages did not show significant changes. However, bands attributed to anthocyanins, such as pelargonidin, were observed, suggesting that these flavonoids are responsible for the color of the peel. Analyses of black and white pepper revealed characteristic bands mainly attributed to piperine. The assignment of Raman bands was proposed by comparison with literature data and with spectra obtained by the Density Functional Theory (DFT) method. The sum of the theoretical spectra was used to simulate the spectral profile and the contribution of each substance in the experimental spectra. In Euphorbia pulcherrima bracts, characteristic bands of polyphenols, carotenoids, and fatty acids were identified. Green bracts showed a higher intensity of bands attributed to carotenoids, while red, pink, and yellow bracts showed more intense polyphenol bands. White bracts showed the absence of characteristic bands of carotenoids. Cyanidins and pelargonidins were identified as the main anthocyanins, responsible for the variation in bract color. Furthermore, the chemical composition of the crude extracts of green and red bracts interfered with the efficacy of synthesized silver nanoparticles (AgNP), highlighting the importance of Raman spectroscopy in the detection of bioactive compounds for the development of sustainable and innovative methodologies in nanotechnology.
Keywords: Espectroscopia Raman
Pigmentos vegetais
Carotenoides
Flavonoides
Raman spectroscopy
Plant pigments
Carotenoids
Flavonoids
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17864
Issue Date: 18-Oct-2024
Appears in Collections:Doutorado em Química (Teses)



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