Polissacarídeos das sementes de guaraná (Paullinia cupana Kunth): análises estruturais, reológicas e atividade antioxidante

Abstract

O guaraná (Paullinia cupana) é um fruto nativo da região Amazônica, rico em amido, metilxantinas, compostos fenólicos e saponinas. Devido ao seu elevado potencial estimulante, seu extrato é utilizado principalmente no preparo de bebidas carbonatadas. No presente trabalho foram obtidas frações extraídas das sementes do guaraná, utilizando-se diferentes solventes. Inicialmente as sementes foram deslipidificadas com tolueno-etanol, tratado com metanol-água, obtendo-se a fração GMW. Posteriormente, o amido das sementes foi extraído com dimetilsulfóxido, obtendo-se as frações GD-I e GD-II, que foram avaliadas quanto ao comportamento reológico em DMSO 90%. A fração GD-II apresentou viscosidade aparente (Pa.s) e módulo de armazenamento (G’) superiores aos encontrados para a fração GD-I, caracterizando um comportamento de gel fraco nas concentrações superiores a 15%. Além do amido, outras frações polissacarídicas foram obtidas, utilizando-se água e soluções aquosas de NaOH. Uma fração péctica (GHW-IIETF) foi isolada com água quente, purificada com enzimas α-amilase e amiloglucosidase, e ultrafiltração. Através de análises químicas e RMN-13C foi possível identificar uma homogalacturonana com algumas inserções de ramnogalacturonanas, contendo cadeias laterais compostas por arabinose e galactose. O grupo de frações hemicelulósicas extraídas com solução alcalina foi separado em GHA e GHB por métodos diferentes de precipitação dos polissacarídeos. O grupo GHA era composto majoritariamente pelos monossacarídeos Xyl e Glc e o grupo GHB por Glc, Xyl e Ara. Todas as hemiceluloses apresentaram elevados percentuais de proteína. Uma xilana contendo ácido glucurônico foi purificada a partir da fração extraída com NaOH 2M, empregando-se cromatografia de troca iônica para remoção das proteínas, tratamento enzimático para remoção do amido, e diálise. Testes de atividade antioxidante foram realizados com duas frações de interesse, um extrato metanólico (GMW) e uma fração péctica (GHW-IIET). O extrato GMW mostrou elevado potencial antioxidante, tanto no ensaio de seqüestro de radical DPPH quanto de radical hidroxila (OH•). A fração GHW-IIET apresentou maior atividade no ensaio de seqüestro de radical hidroxila (OH•) e somente quando testada na maior concentração (10 mg/mL) apresentou considerável atividade seqüestrante de radical DPPH. Os resultados obtidos demonstram que, as sementes de guaraná contêm grande quantidade de amido (39%), além de polissacarídeos pécticos e hemiceluloses, que podem ser obtidos após remoção de componentes de menor massa molar. Amidos com diferentes percentuais de amilose foram obtidos exibindo diferentes características reológicas. A fração contendo componentes de menor massa e uma fração péctica exibiram atividade antioxidante.

Guarana (Paullinia cupana) is a native fruit from the Amazon region, rich in starch, methylxanthines, phenolic compounds and saponins. Because of its high stimulant potential, its extract is used primarily in the preparation of carbonated beverages. In the present study, fractions extracted from the seeds of guarana, using different solvents were obtained. The lipids were removed from the seed with toluene-ethanol and then treated with methanol-water, yielding the fraction GMW. Subsequently, the starch of the seeds was extracted with dimethyl sulfoxide, resulting in fractions GD-I and GD-II, which were evaluated for the rheological behavior in DMSO 90%. Fraction GD-II showed storage modulus (G') and apparent viscosity (Pa.s) higher than those found for the GD-I fraction, showing a weak gel-like behavior at concentrations higher than 15%. In addition to starch, other fractions of polysaccharide were obtained, using water and aqueous NaOH. A pectic fraction (GHW-IIETF) was isolated with hot water and purified by enzymatic treatment with α-amylase and amyloglucosidase, and ultrafiltration. Using chemical analysis and 13C-NMR was possible to identify a homogalacturonans with some insertions of rhamnogalacturonans, with side chains containing galactose and arabinose. The fractions of hemicelluloses, extracted with alkaline solutions, were fractionated in GHA and GHB by different methods of precipitation. The GHA group was composed mostly by monosaccharides Xyl and Glc and GHB group by Glc, Xyl and Ara. All the hemicellulosic fractions showed high percentages of protein. A xylan containing glucuronic acid was purified from fraction obtained by 2M NaOH extraction, using ion-exchange chromatography for removal of the proteins, enzymatic treatment for removal the starch, and dialysis. Antioxidant activities tests were performed with two fractions, a methanolic extract (GMW) and a pectic fraction (GHW-IIET). GMW fraction showed high antioxidant activity in vitro by the DPPH radical and hydroxyl (OH•) scavenging experiments. The GHW-IIET fraction showed higher hydroxyl radical scavenging activity, and only when tested at highest concentration (10 mg/mL) showed scavenging activity of DPPH radical. According to the results, a part from starch (39%), guarana seeds contain pectic polysaccharides and hemicelluloses, which can be obtained after removal of lower molecular weight compounds. Starches with different percentages of amylose were obtained showing different rheological properties. The fraction containing lower molar mass compounds and a pectic fraction exhibited antioxidant activity.