Própolis catarinense: influência da sazonalidade e da origem geográfica no perfil de metabólitos secundários

Abstract

O presente estudo objetivou determinar a influência da origem geográfica (OG), sazonalidade e variáveis ambientais (temperatura e altitude) na composição química da própolis produzida em Santa Catarina (SC). Adicionalmente, identificou-se entre as amostras com maior concentração de compostos fenólicos, os metabólitos candidatos a marcadores e as eventuais espécies botânicas fontes de resina. Para tal, os teores de fenólicos totais (FT), flavononas e flavonóis (FF), flavanonas e dihidroflavonois (FD), extrato seco e a atividade antioxidante (ensaio do radical DPPH) de extratos hidroalcoólicos de própolis (EHP), coletadas ao final de cada estação nos anos de 2010 e 2011, em vinte apiários de SC (n=133), foram determinados. Os resultados revelaram teores superiores de FT, FF e FD, porém similar atividade antioxidante, em amostras coletadas em maiores altitudes (=900m). A influência das variáveis ambientais foi determinada via análises de predição à classificação da própolis quanto a região de coleta ou estação, utilizando-se dados de espectrofotometria de varredura UVVis (200-700 nm) dos EHP. Os modelos de classificação quanto a região e sazonalidade alcançaram acurácias de até 75% e 46%, respectivamente. Para o detalhamento da caracterização química de própolis coletadas em altitude (n=27), duas abordagens analíticas foram adotadas: i) injeção direta em espectrômetro de massa (EM), utilizando como fonte de ionização electrospray em modo negativo [IES(-)] e, ii) CLAE acoplada à EM em tandem (EM/EM). Quarenta e cinco compostos foram identificados e a seleção dos analitos majoritários nas amostras permitiu identificar dois tipos de perfis químicos: i) contendo ácidos diterpênicos (ácidos isocupréssico, comúnico, 15-acetoxiisocupréssico, agático e agatálico), identificados na própolis de Água Doce, Bom Retiro, Urupena, Porto União e São Joaquim (SJ), e ii) rico em substâncias comuns à própolis verde como a artepillin C, bacarina e drupanina, restrito à própolis de SJ. A análise comparativa dos espectros de massas de amostras destes quimiotipos com os de resinas de Baccharis dracunculifolia e Araucaria angustifolia, revelou ser B. dracunculifolia a principal fonte de resina à produção de própolis em SJ, enquanto a própolis contendo ácidos diterpênicos teve seu perfil químico associado à resina incolor de A. angustifolia. Estes resultados indicam que a própolis coletada na regiões de altitude em SC destaca-se em relação as demais regiões do estado, apresentando dois quimiotipos principais, um contendo metabólitos típicos de própolis verde e outro ácidos diterpênicos, provenientes da singular cobertura vegetal do estado. <br>

Abstract : This study aimed to determine the influence of geographical origin (G.O.), seasoning, and environmental factors (temperature and altitude) on the chemical composition of propolis produced in Santa Catarina (SC). Besides, propolis samples with superior content of phenolic compounds and flavonoids were further investigated regarding their eventual biochemical markers and the botanical species sources of resins for its production. Firstly, the total content of phenolic compounds (TP), flavones and flavonols (FF), flavanones and dihydroflavonols (FD), dry extract and antioxidant activity (DPPH radical assay) were determined in propolis samples collected in SC, over the seasons in 2010 and 2011, from twenty apiaries (n=133). The results shown that samples from regions with altitude = 900m presented superior amounts of TP, FF, and FD, while the antioxidant activity was similar regardless the G.O. and season of harvest. In a second experimental approach, attempts to classify propolis according to their G.O. and season of collection were performed by applying supervised prediction models on the UV-Vis scanning (200-700 nm) data set. The classification models built reached accuracies of 75% and 46%, in the best cases, to predict the region and season of harvest of propolis samples, respectively. Further, to better characterize the chemical composition of propolis with G.O. in high altitudes regions (n=27), two analytical approaches were adopted: i) direct injection of the extracts into mass spectrometer (MS) equipped with an electrospray ion source, operating in negative mode [IES(-)] and ii) HPLC-MS/MS, allowing to identify forty-five compounds. Besides, two main chemotypes of propolis were detected: i) the first one rich in diterpene acids, such as isocupresic acid, communic acid, agathic acid, agathalic acid, and 15- acetoxy-cupressic acid and, ii) the second group, restricted to SJ propolis, characterized by containing compounds usually found in green propolis, e.g., artepillin C, baccharin, and drupanin. Finally, mass spectra of the EHs of propolis were compared to those of resins from Baccharis dracunculifolia and Araucaria angustifolia species. It was possible to identify B. dracunculifolia as the main source of resin in SJ propolis, while A. angustifolia seemed to be a relevant source of diterpenic acids altitude propolis. These results indicate that catarinense propolis with G.O. in regions above 900m show a peculiar chemical profile as two main chemotypes of propolis could be found: one characterized by the presence of biochemical marker typical of green propolis, and a second group with diterpenic acids, both resulting from the particular flora of SC.