Composição química e fator de proteção solar de óleos essenciais das folhas de espécies de Ocimum

Resumo

Espécies do gênero Ocimum, também conhecidas como manjericão e/ou alfavaca, são utilizadas para a prevenção de diversas enfermidades, como temperos culinários e aromatizantes. Neste estudo, três espécies deste gênero foram avaliadas quanto à composição química e o fator de proteção solar (FPS) dos óleos essenciais extraídos das folhas das espécies Ocimum basilicum L., Ocimum gratissimum L. e Ocimum kilimandscharicum Güerke. A extração dos óleos essenciais foi realizada por meio da hidrodestilação, a identificação das substâncias por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas e o FPS e atividade antioxidante por métodos espectrofotométricos. De acordo com os resultados foi possível identificar dezesseis substâncias em O. basilisicum, sendo linalol (64,15%) a majoritária. Em O. gratissimum foram identificadas vinte e duas substâncias sendo o eugenol (30,92%) a substância majoritária e para a espécie O. kilimandscharicum foram identificadas vinte e três substâncias sendo que o E-cinamato de metila (42,20%) apresentou maior abundância. O maior valor de FPS foi 2,28 para O. killimandscharicum, justificando sua incorporação em formulações multifuncionais.

Palavras-chave:

Ocimum basilicum Linn.

Ocimum gratissimum Linn.

Ocimum kilimandscharicum Guerke.

Óleo essencial.

Fator de proteção solar.

Abstract

Species of the genus Ocimum, also known as basil, are used to prevent various diseases, such as culinary and flavoring spices. In this study, three species of this genus were evaluated for chemical composition and sun protection factor (SPF) of essential oils extracted from the leaves of Ocimum basilicum L., Ocimum gratissimum L. and Ocimum kilimandscharicum Güerke. The extraction of essential oils was carried out by means of hydrodistillation, the identification of the substances was carried out by gas chromatography coupled with mass spectrometry and the SPF by spectrophotometry. According to the results, it was possible to identify sixteen substances in O. basilisicum, with linalool (64.15%) as the majority. Twenty-two substances were identified in O. gratissimum, with eugenol (30.92%) being the majority substance, and for the species O. kilimandscharicum, twenty-three substances were identified, of which methyl E-cinnamate (42.20%) presented greater abundance. The highest SPF value was 2.28 for O. killimandscharicum, justifying its incorporation in multifunctional formulations.

Keywords:

Ocimum basilicum Linn.

Ocimum gratissimum Linn.

Ocimum kilimandscharicum Guerke.

Óleo essencial.

Fator de proteção solar.

Introdução

Em 2020 foram registrados 176.930 casos de câncer de pele no brasil, com 2.616 mortes registradas^[1]. A formação do câncer está associada a fatores genéticos e ambientais, principalmente a fotoexposição excessiva cumulativa^[2]. Uma alternativa para a redução da exposição à radiação solar é o uso de fotoprotetores químicos e/ou físicos, podendo ser incorporado em cosméticos para elaboração de produtos multifuncionais^[3].

A busca por produtos naturais vem crescendo, associado a crescente preocupação ambiental e pela busca de produtos de origem totalmente ou parcialmente vegetal, culminando na exigência dos consumidores de produtos sustentáveis^[4]. Dentro deste contexto, alternativas vegetais vêm sendo pesquisadas para os protetores solares e cosméticos fotoprotetores, já que algumas substancias orgânicas provenientes de plantas podem atuar como filtros solares químicos, devido a sua capacidade de absorver a radiação UV^[5].

Simultaneamente, os óleos essenciais estão sendo utilizados em cosméticos como emolientes para a pele, condicionadores de cabelo, aromatizante e para atuar na elasticidade da pele^[6], podendo agir como agentes fotoprotetores para elaboração de produtos multifuncionais, devido a sua composição química^[7]. Os constituintes do óleos essenciais podem variar com a espécie, assim como consequência adaptativa ao meio de cultivo^[8], podendo apresentar ação fotoprotetora, são exemplos: o óleo essencial de Pelargonium graveolens (L.) Herite  Calendula officinalis Linn ^[7].

O gênero Ocimum (Lamiaceae)apresenta plantas aromáticas que são fontes de óleos essenciais importantes devido aos seus usos em cosméticos, fármacos e na culinária^[9,10].

A espécie Ocimum gratissimum L. é um arbusto perene lenhoso perene nativa da África, mas que é cultivada no Brasil e suas folhas são utilizadas popularmente para o tratamento de reumatismo, paralisia, epilepsia e doenças mentais^[8]. O óleo essencial desta espécie apresenta atividade antioxidante^[11], antimicrobacteriana^[11,12] e antifúgica^[13,14]. Este óleo essencial apresenta valor econômico e pode ser separado em três grupos químicos: timol, geraniol e eugenol, sendo este ultimo o mais relevante^[8].

Outra espécie nativa da África encontrada no Brasil é a Ocimum kilimandscharicum Güerke, a qual é utilizada popularmente para o tratamento da prisão de ventre, dor abdominal, tosse, sarampo e diarreia^[15]. O óleo essencial desta espécie apresentou atividadeantioxidante e anti-inflamatória^[15].

Já Ocimum basilicum L. é uma erva anual amplamente distribuída pelo mundo para o tratamento de problemas estomacais e antiespasmódica na medicina popular, havendo uma grande variedade de quimiotipos bem estabelecidos para esta espécie^[16,17]. Seu óleo essencial apresenta grande potencial econômico, sendo produzindo industrialmente em larga escala^[17], sendo identificada atividade antimicrobiana^[16], antinociceptiva^[18] e antioxidante ^[19].

Com base no exposto, este estudo teve como objetivo analisar a composição química e o fator de proteção solar dos óleos essenciais extraídos das folhas de O. gratissimum, O. kilimandscharicum e O. basilicum.

Materiais e Métodos

Obtenção do material

As folhas de O. gratissimum (FIGURA 1A), O. kilimandscharicum (FIGURA 1B)e O. basilicum (FIGURA 1C)foram coletadas, em junho de 2018, no Horto de plantas medicinais da Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD). Foram confirmadas no herbário da UFGD sob numeração 5429, 5430 e 5659, respectivamente. As coletas ocorreram no mesmo dia e horário e foram cadastradas no SISGEN com o Nº A055721.

Extração do óleo essencial

Os óleos essenciais de cada uma das espécies foram obtidos por hidrodestilação em aparelho do tipo Clevenger, sendo que cada espécie teve o seu óleo essencial obtido separadamente. Foram empregados 200 gramas das folhas da planta fresca, as quais foram colocadas em balões volumétricos e adicionados 3000 mL de água e submetidos ao processo de extração por 4 horas.

Análise da composição química por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM).

Os óleos essenciais obtidos foram solubilizados em hexano na concentração de 100 µg/mL e submetidas à análise empregando um cromatógrafo gasoso (GC-2010 Plus, Shimadzu, Kyoto, Japan) acoplado a um espectrômetro de massas (GC-MS Ultra 2010, Shimadzu, Kyoto, Japan). Foi utilizada uma coluna capilar de sílica fundida DB-5 (J and W, Folsom, California, USA) com 30 m de comprimento x 0,25 mm de diâmetro interno x 0,25 μm de espessura de filme. As condições de análise são: rampa de aquecimento com temperatura inicial de 50oC alcançando 280°C à 3oC/minutos permanecendo na temperatura final por 10 minutos. O hélio (99,999%) foi empregado como gás de arraste (1 mL min-1) e as injeções foram de 1 µL no modo split 1:20. As temperaturas do injetor, detector e da linha de transferência foram 250ºC, 290ºC e 290°C, respectivamente. Os parâmetros de varredura do espectrômetro de massas incluíram voltagem de ionização de impacto de elétron de 70 eV, com m/z 45 a 600 e intervalo de varredura de 0.3 segundos.

As identificações das substâncias foram feitas utilizando o índice de retenção calculado (IC) empregando o padrão de alcanos lineares (C7-C40, Sigma Aldrich com pureza ≥ 98%), além de comparações do IC com os índices da literatura^[20], interpretação dos espectros de massas das amostras e comparação com as bases de dados (NIST21 e WILEY229).

Determinação do fator de proteção solar

Para a determinação do FPS, as amostras de cada um dos óleos essenciais foram preparadas nas concentrações de 20 µg mL-1, 100 µg mL-1 e 200 µg mL-1 em etanol 95%  e as absorbâncias das soluções foram determinadas na faixa de 290 a 320 nm, com intervalos de 5 nm, utilizando-se etanol 95% como branco segundo o método in vitro espectrofotométrico de Mansur et al.^[21]. O FPS foi obtido a partir da média aritmética das leituras das triplicatas de amostra.

O cálculo médio do FPS obtido por espectrofotometria em cada leitura, foi executado de acordo com a Equação 1 preconizada por Mansur et al.^[21]. 

Equação 1:

Onde: FPS= fator de proteção solar; FC= fator de correção (=10), determinado de acordo com dois protetores solares de FPS conhecidos; EE(λ)= efeito eritemogênico da radiação de comprimento de onda (λ); I(λ)= intensidade da luz solar no comprimento de onda (λ); Abs(λ)= leitura espectrofotométrica da absorbância da solução do protetor solar no comprimento de onda (λ).

Resultados e Discussão

Foi possível identificar 19 substâncias para a O. basilicum (FIGURA 2A), sendo 68,86% monoterpenos, 15,77% sesquiterpenos e 15,15% fenilpropanóides. Entre as substâncias identificadas são majoritárias o eugenol (15,15%), linalol (64,15%) e 1,8-cineol (3,69%) (TABELA 1).

Segundo Mith et al.^[12], as substâncias majoritárias identificadas a partir do óleo essencial extraídos das folhas de O. basilicum foram 1,8-cineol (10,90%), linalol (28,70%) e estragol (44,70%). Porém, no estudo de Venâncio et al.^[18], foram identificadas a partir do óleo essencial extraídos das folhas de O. basilicum dezesseis substâncias, das quais 1,8-cineol (7,47%) e linalol (69,54%) são majoritárias. Segundo Politeo et al.^[19], a substância majoritária encontrada no óleo essencial O. basilicum foi o linalol.

Telci et al.^[17] analisou diferentes amostras de O. basilicum,onde se observou uma variabilidade nos teores das substâncias e identificou os grupos químicos ricos em linalool, cinamato de metila, cinamato de metila/linalool, metil eugenol, citral, metil chavicol e metil chavicol/ citral. Os resultados obtidos (TABELA 1) indicam que a amostra apresenta o perfil químico de linalol.

Em O. gratissimum foram identificadas 22 substâncias (FIGURA 2B) das quais 40,21% são monoterpenos, 27,39% sesquiterpenos e 30,92% fenilpropanóides. As substâncias majoritárias das espécies são 1,8-cineol (27,30%), E-cariofileno (7,10%), eugenol (30,92%), β- selineno (10,37%), vridifloreno (3,24%), β- Z- ocimeno (6,02%) e germacreno D (3,43%) (TABELA 1).

Segundo Oliveira et al.^[13], as substâncias majoritárias identificadas a partir do óleo essencial extraídos das folhas de O. gratissimum foram 1,8-cineol (23,81%), eugenol (51.84%), β- selineno (8,88%), β-cariofileno (5,79%) e β-ocimeno (3,18%). Ao analisar diversos estudos referentes a óleos essenciais extraídos das folhas de O. gratissimum, constatou-se que todos apresentaram a substância eugenol como majoritária^[14,22-26], porém também pode-se encontrar cinamato de metila^[11] e timol como majoritárias^[12].

Segundo Pessoa et al.^[10], a composição química desta planta pode variar em três grupos químicos distintos: ricas em eugenol, timol ou geraniol, neste sentido a amostra trabalhada (TABELA 1) faz parte do grupo químico eugenol.

Foram identificadas 23 substâncias em O. killimandscharicum (FIGURA 2C), da qual 99,48% são monoterpenos e 2,75% sesquiterpenos. As substâncias majoritárias são E- cinamato de metila (42,20%), z-cinamado de metila (7,23%), 1,8-cineol (30,47%), limoneno (7,33%) e β-pineno (2,73%) (TABELA 1).

Lima et al.^[27] identificaram cânfora, 1,8-cineol e limoneno como substancias majoritárias para este mesmo óleo essencial, além de identificarem que a adubação com estrume de galinha influencia na composição química do óleo. Já foi identificado óleo essencial de O. kilimandscharicum rico em eugenol (34.0%)^[28].

Verma et al.^[29] também obteve a cânfora como substancia majoritária ao analisar o óleo essencial das folhas de O. killimandscharicum colhidas na Índia. Chaturvedi et al.^[30] analisou diferentes amostras da Índia e identificou três tipos de grupos químicos: Cânfora, linalol e fenilpropanoide/sesquiterpeno. A cânfora aparece como substancia majoritária em diversos outros estudos^[31-35].

A substância majoritária (E)-cinamato de metila apresentou 42,20% de abundância no presente estudo, foi identificada na literatura, porém em quantidades menores que 0,1%^[28]. A distinção dos teores e da presença das substâncias em espécies vegetais está diretamente ligada com os fatores abióticos, ou seja, os fatores físicos como temperatura, sazonalidade, luminosidade e outros^[36].

Os óleos essenciais podem conter atividade fotoprotetora^[7]. Foi observada uma relação entre concentração e FPS nas amostras (TABELA 2).

Os maiores valores de FPS foram obtidos no óleo essencial extraído das folhas de O. killimandscharicum, podem ser justificados pela estrutura química e teores das substâncias limoneno (7,33%), (Z) cinamato de metila (7,23%), 1,8 cineol (30,47%) e (E) cinamato de metila (42,20%). A substância (E) cinamato de metila contribui substancialmente para a elevação do FPS por possuir alta abundância no óleo essencial extraído das folhas da espécie e apresentar relativa absorção na região de 290 nm a 320 nm^[37].

Conforme relata a revisão de Moura et al.^[38], diversos extratos vegetais vem sendo estudados quanto ao FPS, com alguns extratos apresentando FPS semelhantes aos obtidos neste estudo, como o extrato hidroalcóolico de  C. officinalis com 1,89 e o principio ativo extraído de curcumina com 0,7.

Os valores obtidos (TABELA 2) são menores que os relatados na literatura para óleos essenciais de outras espécies^[7,39], contudo a concentração testada  neste estudo foi menor. O FPS do óleo essencial das folhas de P. graveolens e das flores de C. officinalis possuem FPS de 6,25 e 8,36 na concentração de 1000  µg mL-1^[7]. O óleo essencial das folhas de Aniba canelilla apresentou FPS de 14,08 e os galhos apresentou FPS de 6,93 ^39]. Kaur e Saraf testaram diversos o FPS de óleos utilizados, obtendo valores que variam de 0,248 (Óleo de rosa) até 7,549 (Óleo de oliva)^[40].

Todavia, segundo a ANVISA^[41], produtos multifuncionais de higiene pessoal, cosméticos e perfume que possuem atividade fotoprotetora deve conter FPS mínima de 2.  Neste sentido, o óleo essencial de O. killimandscharicum na concentração de 200 µg mL-1 apresenta potencial para este uso.

Conclusão

Os óleos essenciais das folhas de O. gratissimum, O. basilicum e O. kilimandscharicum, apresentaram como substâncias majoritárias o eugenol (30,92), linalol (64,15%) e E- cinamato de metila (42,20%), respectivamente. O maior fator de proteção solar obtido foi para O. kilimandscharicum de 2,28, indicando que este apresenta um valor adequado para ser incorporado em um produto multifuncional.

Agradecimentos

FUNDECT (número de concessão 71/700.139/2018; 036/20108, CAPES código 001 para MSMS e CNPq para CALC (número de concessão 311975/2018-6) e pela bolsa de iniciação científica (CNPq-UEMS-PIBIC) para TLAC.

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