Compostos fenólicos, carotenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais Phenolic compounds, carotenoids and antioxidant activity in plant products

Abstract

O processo respiratório e diversas reações oxidativas das células aeróbicas levam à formação de radicais livres, que contribuem para o aparecimento de diversas doenças. As células humanas dependem de sua capacidade antioxidante para fornecer proteção contra os efeitos prejudiciais de radicais livres e espécies reativas do oxigênio, que são conseqüências inevitáveis da vida aeróbica. Vários estudos epidemiológicos indicam que a alta ingestão de produtos vegetais está associada com uma redução no risco de uma variedade de doenças crônicas como aterosclerose e câncer, efeitos que têm sido particularmente atribuídos aos compostos que possuem atividade antioxidante nos vegetais: vitaminas C e E, os compostos fenólicos, especialmente os flavonóides, e os carotenóides. Compostos fenólicos agem como antioxidantes, não somente por sua habilidade em doar hidrogênio ou elétrons, mas também em virtude de seus radicais intermediários estáveis, que impedem a oxidação de vários ingredientes do alimento, particularmente de lipídios. Carotenóides são constituídos de cadeias de polienos, em um longo sistema de duplas ligações conjugadas, rico em elétrons, responsável pela atividade antioxidante desses compostos: tanto na absorção do oxigênio singlet quanto de radicais livres, para interromper as reações em cadeia onde eles estão envolvidos. Este trabalho teve por finalidade revisar as diferentes formas de avaliação qualitativa e quantitativa dos principais componentes não-nutrientes antioxidantes em alimentos de origem vegetal: compostos fenólicos e carotenóides. The respiratory process and several aerobic cells oxidative reactions lead to the formation of free radicals which contribute to the appearance of different diseases. The human cells depend on their antioxidant ability to provide protection against the prejudicial effects of free radical and reactive oxygen species that are inevitable consequences of aerobic life. Several epidemiologic studies indicate that high plant products ingestion is associated to a reduction in the hazard of a variety of cronical diseases such as arteriosclerosis and cancer. These effects have been specifically attributed to the plant compounds that have antioxidant activity: vitamin C and E, phenolic compounds, specially flavonoids, and carotenoids. Phenolic compounds act as antioxidants, not only for their ability to donate hydrogen atoms or electrons, but also because of their stable intermediary radicals, that prevent the oxidation of many food ingredients, especially lipids. Carotenoids are built by polyene chains in a long conjugated double bonds system, electron rich, which is responsible for the antioxidant activity of these compounds, by the absorption of singlet oxygen and free radicals, to interrupt the chain reaction they are involved in. This paper had as a goal to review the different qualitative and quantitative evaluation methods of the main non-nutrient antioxidants in plant originated foods: phenolic compounds and carotenoids.

Full text

669
Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 31, n. 3, p. 669-682, jul./set. 2010
Recebido para publicação 26/01/09 Aprovado em 07/04/10
Compostos fenólicos, carotenóides e atividade
antioxidante em produtos vegetais
Phenolic compounds, carotenoids and antioxidant
activity in plant products
Marília Lordêlo Cardoso Silva1; Renata Silva Costa2;
Andréa dos Santos Santana3; Maria Gabriela Bello Koblitz4*
Resumo
O processo respiratório e diversas reações oxidativas das células aeróbicas levam à formação de radicais
livres, que contribuem para o aparecimento de diversas doenças. As células humanas dependem de
sua capacidade antioxidante para fornecer proteção contra os efeitos prejudiciais de radicais livres
e espécies reativas do oxigênio, que são conseqüências inevitáveis da vida aeróbica. Vários estudos
epidemiológicos indicam que a alta ingestão de produtos vegetais está associada com uma redução
no risco de uma variedade de doenças crônicas como aterosclerose e câncer, efeitos que têm sido
particularmente atribuídos aos compostos que possuem atividade antioxidante nos vegetais: vitaminas
C e E, os compostos fenólicos, especialmente os avonóides, e os carotenóides. Compostos fenólicos
agem como antioxidantes, não somente por sua habilidade em doar hidrogênio ou elétrons, mas também
em virtude de seus radicais intermediários estáveis, que impedem a oxidação de vários ingredientes
do alimento, particularmente de lipídios. Carotenóides são constituídos de cadeias de polienos, em um
longo sistema de duplas ligações conjugadas, rico em elétrons, responsável pela atividade antioxidante
desses compostos: tanto na absorção do oxigênio singlet quanto de radicais livres, para interromper as
reações em cadeia onde eles estão envolvidos. Este trabalho teve por nalidade revisar as diferentes
formas de avaliação qualitativa e quantitativa dos principais componentes não-nutrientes antioxidantes
em alimentos de origem vegetal: compostos fenólicos e carotenóides.
Palavras-chave: Avaliação qualitativa, avaliação quantitativa, componentes não-nutrientes
Abstract
The respiratory process and several aerobic cells oxidative reactions lead to the formation of free radicals
which contribute to the appearance of different diseases. The human cells depend on their antioxidant
ability to provide protection against the prejudicial effects of free radical and reactive oxygen species
that are inevitable consequences of aerobic life. Several epidemiologic studies indicate that high plant
products ingestion is associated to a reduction in the hazard of a variety of cronical diseases such as
arteriosclerosis and cancer. These effects have been specically attributed to the plant compounds that
have antioxidant activity: vitamin C and E, phenolic compounds, specially avonoids, and carotenoids.
1 Universidade Estadual de Feira de Santana. Departamento de Tecnologia. Engenharia de Alimentos. E-mail: lilaengal@yahoo.
com.br
2 Universidade Estadual de Feira de Santana. Departamento de Tecnologia. Engenharia de Alimentos. E-mail: rsc212000@gmail.
com
3 Universidade Estadual de Feira de Santana. Departamento de Ciências Biológicas. Programa de Pós-graduação em Recursos
Genéticos Vegetais. E-mail: santana.andrea@gmail.com
4 Universidade Estadual de Feira de Santana. Departamento de Tecnologia. Engenharia de Alimentos. E-mail: mkoblitz@gmal.
com
* Autor para correspondência

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Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 31, n. 3, p. 669-682, jul./set. 2010
Silva, M. L. C. et al.
Phenolic compounds act as antioxidants, not only for their ability to donate hydrogen atoms or electrons,
but also because of their stable intermediary radicals, that prevent the oxidation of many food ingredients,
especially lipids. Carotenoids are built by polyene chains in a long conjugated double bonds system,
electron rich, which is responsible for the antioxidant activity of these compounds, by the absorption of
singlet oxygen and free radicals, to interrupt the chain reaction they are involved in. This paper had as
a goal to review the different qualitative and quantitative evaluation methods of the main non-nutrient
antioxidants in plant originated foods: phenolic compounds and carotenoids.
Key words: Qualitative evaluation, quantitative evaluation, non-nutrient components
Introdução
O processo respiratório e diversas reações
oxidativas, que ocorrem nas células aeróbicas, levam
à formação de radicais livres, que causam danos
ao organismo e contribuem para o aparecimento
de muitas doenças, tais como: inamações,
tumores malignos, mal de Alzheimer e doenças
cardiovasculares, bem como aceleram o processo
de envelhecimento (SIKORA et al., 2008). Por isso,
as células humanas dependem de certa capacidade
antioxidante para fornecer proteção contra os efeitos
prejudiciais de radicais livres e espécies reativas
do oxigênio, que são conseqüências inevitáveis
da vida aeróbica. Para alcançar uma proteção
eciente, os tecidos dispõem de um sistema
antioxidante integrado, que consiste de um arranjo
de diversos componentes lipossolúveis (vitamina
E; carotenóides), hidrossolúveis (ácido ascórbico;
glutatinona) e enzimáticos (glutatinona peroxidase;
superóxido dismutase; catalase) (McLEAN et al.,
2005).
Nos últimos anos, uma atenção crescente tem
sido dedicada ao papel da dieta na saúde humana.
Vários estudos epidemiológicos indicaram que a
alta ingestão de produtos vegetais está associada
com uma redução no risco de uma variedade de
doenças crônicas como aterosclerose e câncer.
Estes efeitos têm sido particularmente atribuídos
aos compostos que possuem atividade antioxidante.
Os principais antioxidantes nos vegetais são as
vitaminas C e E, os carotenóides e os compostos
fenólicos, especialmente os avonóides. Esses
antioxidantes absorvem radicais livres e inibem
a cadeia de iniciação ou interrompem a cadeia de
propagação das reações oxidativas promovidas pelos
radicais (PODSEDEK, 2007). Além da ingestão
de frutas e vegetais, que são recomendados como
fontes de compostos antioxidantes, acredita-se que
a suplementação da dieta com ervas, contendo altas
concentrações de compostos capazes de desativar
radicais livres, tenha também efeitos benécos
(CAPECKA; MARECZEK; LEJA, 2004).
As espécies reativas do oxigênio (ERO) e seu
provável envolvimento em algumas siopatologias
humanas vêm atraindo o interesse de diversos
setores da sociedade envolvidos com a saúde pública
(LAGUERRE; LECOMTE; VILLENEUVE, 2007).
O estresse oxidativo, causado pelo desbalanço
entre os sistemas antioxidantes e a produção
de compostos oxidativos (radicais livres, ERO)
aparentemente está associado com diversas
doenças de cunho multifatorial, especialmente os
vários tipos de câncer, doenças cardiovasculares
e desordens inamatórias. Os mecanismos pelos
quais essas patologias se desenvolvem, geralmente
envolvem alterações oxidativas de moléculas
consideradas críticas, o que inclui proteínas,
carboidratos, ácidos nucléicos além das substâncias
envolvidas na modulação da expressão gênica e em
respostas inamatórias (KAWANISHI et al., 2002;
LAGUERRE; LECOMTE; VILLENEUVE, 2007).
O organismo humano desenvolveu sistemas de
defesa para lidar com o estresse oxidativo. Essa
defesa inclui sistemas enzimáticos (superóxido
dismutase, catalases, glutationa peroxidase e
sistemas tioredox) que são reconhecidamente
muito ecientes na detoxicação de ERO. Os
principais antioxidantes não-enzimáticos presentes
no organismo humano são a glutationa, a bilirubina,
os hormônios sexuais estrogênicos, o ácido úrico, a

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Compostos fenólicos, caratenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais
coenzima Q, a melanina, a melatonina, o -tocoferol
e o ácido lipóico (McLEAN et al., 2005). Além
disso, diversos estudos já comprovaram que
antioxidantes exógenos, obtidos dos alimentos, são
essenciais para a resistência ao estresse oxidativo.
Esses antioxidantes são obtidos sobretudo de
produtos de origem vegetal: compostos fenólicos,
ácido ascórbico e carotenóides (LAGUERRE;
LECOMTE; VILLENEUVE, 2007). Estudos
epidemiológicos mostraram haver uma estreita
correlação entre o consumo de frutas e uma redução
no risco de doenças crônicas. Atualmente acredita-
se que a combinação de vitaminas, minerais,
compostos fenólicos antioxidantes e bra seja
responsável pelo efeito desejado. Paralelamente
à esse reconhecimento vem crescendo o consumo
de frutas tropicais, consideradas exóticas, em todo
o mundo (VASCO; RUALES; KAMAL-ELDIN,
2008).
Um antioxidante é qualquer substância capaz de
retardar ou impedir danos devidos à oxidação (como
rancicação e formação de off-avors em alimentos)
estando presente em pequenas concentrações,
quando em comparação com o agente oxidante.
As substâncias antioxidantes podem apresentar
diferentes propriedades protetivas e agir em diversas
etapas do processo oxidativo, funcionando por
diferentes mecanismos e são, portanto, classicadas
em duas categorias principais: antioxidantes
primários e secundários. São considerados primários
os compostos de ação antioxidante capazes de inibir
ou retardar a oxidação por inativação de radicais
livres graças à doação de átomos de hidrogênio
ou de elétrons, o que transforma os radicais em
substâncias estáveis. Os antioxidantes secundários
apresentam uma grande variedade de modos de ação:
ligação de íons metálicos (alteração de valência);
inativação de ERO, conversão de hidroperóxidos
em espécies não-radicalares ou absorção de
radiação UV (MAISUTHISAKUL; SUTTAJIT;
PONGSAWATMANIT, 2007).
A busca por antioxidantes naturais para
produtos alimentícios, cosméticos e farmacêuticos
vem representando um importante desao
para a pesquisa industrial nos últimos 20 anos
(LAGUERRE; LECOMTE; VILLENEUVE,
2007). Nesses produtos, há um grande interesse
pelo estudo da oxidação lipídica, em virtude da
deterioração que este tipo de dano oxidativo pode
causar (rancicação, perda de aromas e formação
de off-avors, rejeição do consumidor). A oxidação
lipídica é um processo complexo que envolve
uma variedade de radicais livres e é inuenciada
pela temperatura, pela luz, presença de O2, além
das propriedades físico-químicas do produto e da
presença de possíveis iniciadores e catalisadores
da reação. O uso de antioxidantes em produtos
contendo lipídios é uma das principais formas de
se minimizar a rancicação, retardar a formação
de produtos tóxicos, manter a qualidade sensorial
e nutricional e aumentar a vida-de-prateleira
de produtos alimentícios (MAISUTHISAKUL;
SUTTAJIT; PONGSAWATMANIT, 2007). Uma
vez que os consumidores vêm apresentando
rejeição pelo uso de antioxidantes sintéticos, há
um crescente interesse na obtenção de substâncias
antioxidantes provenientes de produtos vegetais.
Além disso, alguns produtos naturais (como extrato
de gengibre e de outros temperos) apresentaram, in
vitro, maior atividade antioxidante que os produtos
sintéticos (MURCIA et al., 2004; PAREJO et al.,
2002). Extratos de ervas aromáticas, chá, uva e citros
estão entre as principais fontes de antioxidantes
naturais estudadas. Apesar da grande quantidade
de trabalhos desenvolvidos, muito do potencial
existente permanece inexplorado (LAGUERRE;
LECOMTE; VILLENEUVE, 2007).
Os vegetais possuem dois tipos de metabólitos:
primários e secundários. Enquanto os metabólitos
primários respondem pela sobrevivência do
vegetal, exercendo função ativa nos processos de
fotossíntese, respiração e assimilação de nutrientes;
os metabólitos secundários estão intimamente
associados à estratégias de defesa das plantas (NASS,
2007). Além disso, por apresentarem atividade
biológica contra herbívoros e microrganismos,

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Silva, M. L. C. et al.
por ex., muitos desses metabólitos são utilizados
como inseticidas, fungicidas, etc. (TAYS; ZEIGER,
2004). Os principais metabólitos secundários são
distribuídos em três grupos de acordo com sua
rota biossintética: terpenos, compostos fenólicos e
compostos contendo nitrogênio (TAYZ; ZEIGER,
2004).
Este trabalho teve por nalidade revisar as
diferentes formas de avaliação qualitativa e
quantitativa dos principais componentes não-
nutrientes antioxidantes em alimentos de origem
vegetal: compostos fenólicos e carotenóides.
Compostos Fenólicos
Os compostos fenólicos são substâncias
amplamente distribuídas na Natureza, mais de
8000 compostos fenólicos já foram detectados em
plantas. Esse grande e complexo grupo faz parte dos
constituintes de uma variedade de vegetais, frutas
e produtos industrializados. Podem ser pigmentos,
que dão a aparência colorida aos alimentos, ou
produtos do metabolismo secundário, normalmente
derivado de reações de defesa das plantas contra
agressões do ambiente. Esses compostos agem como
antioxidantes, não somente pela sua habilidade
em doar hidrogênio ou elétrons, mas também em
virtude de seus radicais intermediários estáveis,
que impedem a oxidação de vários ingredientes do
alimento, particularmente de lipídios (BRAND-
WILLIAMS; CUVELIER; BERSET, 1995).
Principais compostos fenólicos encontrados em
vegetais
Os compostos fenólicos apresentam, em sua
estrutura, vários grupos benzênicos característicos,
tendo como substituintes grupamentos hidroxilas
(HERNÁNDEZ; PRIETO GONZÁLES,1999).
Esta classe de compostos apresenta uma grande
diversidade e divide-se em avonóides (polifenóis)
e não-avonóides (fenóis simples ou ácidos). Os
átomos de hidrogênio dos grupos hidroxila adjacentes
(orto-difenóis), localizados em várias posições
dos anéis A, B e C, as duplas ligações dos anéis
benzênicos e a dupla ligação da função oxo (-C=O)
de algumas moléculas de avonóides garantem a
esses compostos sua alta atividade antioxidante
(HRAZDINA; BORZEL; ROBINSON, 1970;
RICE-EVANS; MILLER; PAGANGA, 1996).
Os avonóides compreendem um grupo de
compostos fenólicos amplamente distribuídos nas
frutas e nos vegetais, apresentando-se sob muitas
variações como avonóis, avonas, avanonas,
catequinas (Figura 1A), antocianinas (Figura
1B), isoavonas e chalconas. Suas principais
fontes são: café, cebola, maçã, uva cerveja, vinho
tinto e especialmente chá, que contém sobretudo
catequinas em sua composição (GRAHAM, 1992;
VAN ACQUIRE, 1996).
Na classe dos não-avonóides estão os derivados
dos ácidos hidroxicinâmico e hidroxibenzóico (Figura
2). Sua atividade antioxidante está relacionada com
a posição dos grupos hidroxilas e também com a
proximidade do grupo –CO2H em relação ao grupo
fenil. Quanto mais próximo esse grupo estiver do
grupo fenil, maior será a capacidade antioxidante
do grupo hidroxila na posição meta (HRAZDINA;
BORZEL; ROBINSON, 1970).

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Compostos fenólicos, caratenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais
Figura 1. Exemplos de avonóides mais comumente encontrados. A: catequinas e B: antocianinas.
OH
OH
O
OH
OH
OH
OH
OH O
+
AB
R
1
R
2
R
3
Figura 2. Moléculas dos ácidos hidrocinâmico (A) e do hidroxibenzóico (B).
CO2HCH2CO2H
AB
Os principais compostos fenólicos não-
avonóides derivados dos ácidos hidroxicinâmicos
são os ésteres dos ácidos caféico, cumárico e
felúrico, que estão presentes em alimentos como
maçã, pêra, cereja e damasco. Quanto aos derivados
dos ácidos hidroxibenzóicos, podem-se destacar
os ácidos salicílico, gálico, elágico, protocatéico
e vanílico, que são encontrados em morango, uva,
laranja, limão e tangerina (BELITZ; GROSCH,
2004).
Estudos realizados com os compostos fenólicos
demonstram sua capacidade antioxidante, assim
como seu possível efeito na prevenção de diversas
enfermidades cardiovasculares, cancerígenas e
neurológicas (HARBORNE; WILLIAMS, 2000;
SÁNCHEZ-MORENO, 2002). De maneira geral,
a ação benéca dos compostos fenólicos na saúde
humana vem sendo relacionada com a sua atividade
antiinamatória e com a atividade que impede, não
só a aglomeração das plaquetas sanguíneas, mas
também a ação de radicais livres no organismo. Uma
vez que protegem moléculas como o DNA, podem
vir a abortar alguns processos carcinogênicos.
Metodologias para determinação de
compostos fenólicos
Métodos de extração
Diversos trabalhos dedicados ao estudo da
presença de compostos fenólicos em produtos
vegetais podem ser encontrados na literatura recente.
A (Tabela 1) reúne alguns desses trabalhos, dando
especial atenção à metodologia aplicada para a
extração dos compostos anterior à sua quanticação/
identicação.

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Silva, M. L. C. et al.
Tabela 1. Técnicas de extração de compostos fenólicos.
Solução extratora Tempo de
extração
Temperatura de
extração Outras informações Referência
Etanol --
Soxleht seguido por
puricação em coluna
cromatográca de sílica e
carvão ativado (1:0,5)
FURLONG et al.,
2003
Etanol 06 h -
Soxleht, puricação por
partição com éter de
petróleo e acetona seguida
por precipitação com
acetato de chumbo.
FURLONG et al.,
2003
Metanol - Ambiente
Agitação magnética,
partição com hexano e
claricação com hidróxido
de bário e sulfato de zinco
FURLONG et al.,
2003
Acetona e água
deionizada
(0%,25%, 50%,
75% e 100%)
overnight 4-10 ºC - YILMAZ; TOLEDO,
2006
Acetona 70% 20 min 4 ºC Centrifugação 4200xg EFRAIM et al., 2006
Éter etílico 1 h Ambiente Agitação magnética e
ltração a vácuo
BROINIZI et al.,
2007
Metanol 100% 12 h Ambiente Agitação magnética AO et al., 2007
96% n-hexano,
acetona, acetato
de etila, etanol e
metanol
15 h - Soxhlet VÁZQUEZ et al.,
2008
Etanol-água (80/20)
e metanol-água
(50/50)
2 h -
Agitador orbital,
recuperação do extrato
por ltração a vácuo e
evaporação do solvente em
rotaevaporador
VÁZQUEZ et al.,
2008
Água e solução
aquosa Na2SO3 a
2,5%
1 h 90 ºC Reator de vidro com
agitação mecânica
VÁZQUEZ et al.,
2008
Quanticação de compostos fenólicos totais
De um modo geral, o conteúdo de fenóis
totais pode ser determinado pelos métodos
espectrofotométricos de Folin-Ciocalteu (ROSSI
JUNIOR; SINGLETON 1965) ou do azul da Prússia
modicado (GRAHAM, 1992), que se baseiam nas
reações de oxi-redução entre os compostos fenólicos
e íons metálicos.
O método que usa o reagente de Folin-Ciocalteu
utiliza a redução pelos fenóis, em meio alcalino,
do fosfomolibdato-fosfotungstato, a molibdênio,
cuja coloração é azul. O método chamado de azul
da Prússia é recomendado para análise de fenóis
em uma grande variedade de substratos, pois é
menos susceptível à interferência de proteínas
que o método de Folin-Ciocalteu. A base química

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Compostos fenólicos, caratenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais
daquela metodologia é a redução, pelos grupos
hidroxi-fenólicos, de íons Fe+3 a Fe+2, que formam
complexos com ferrocianeto, produzindo pigmentos
de coloração azul.
Em ambos os casos é necessária a utilização de
curva padrão, sendo o padrão mais utilizado o ácido
gálico. Por este motivo os resultados são, em geral,
expressos em mg de ácido gálico em 100g de peso
seco da amostra.
Identicação de compostos fenólicos
Em alguns trabalhos os pesquisadores procuraram
identicar os diversos compostos fenólicos presentes
nas amostras. A metodologia empregada em alguns
artigos está sumarizada na (Tabela 2).
Tabela 2. Técnicas de identicação de compostos fenólicos.
Técnica Detector Coluna Eluente/Gás de
arraste Referência
Cromatograa gasosa Espectro de
massa
Tipo DB-
5MS (30m x
0,25mm)
Hélio AO et al., 2007
Cromatograa líquida de
alta eciência -
Tipo 80 A
(150mm x 60
mm)
Solvent A
(água:ácidoacético)
e B
(metanol:acetonitrila).
AO et al., 2007
Cromatograa de
permeação em gel
Arranjo
diodo
Tipo HP-PL gel
5 µm, protegida
por coluna de
guarda
-VÁZQUEZ et al., 2008
Espectroscopia FTIR - - VÁZQUEZ et al., 2008
Carotenóides
Carotenóides são pigmentos lipossolúveis,
amarelos, laranjas e vermelhos, presentes em muitas
frutas e vegetais. Em plantas superiores, estão
localizados em organelas subcelulares (cloroplastos
e cromoplastos). Nos cloroplastos encontram-
se associados principalmente à proteínas e são,
normalmente, mascarados pela presença de outros
pigmentos clorofílicos dominantes. Atuam como
pigmentos fotoprotetores na fotossíntese e como
estabilizadores de membranas. Nos cromoplastos,
eles são depositados na forma cristalina (ex. tomates
e cenouras) ou como gotículas de óleo (ex. manga e
páprica) (KURZ, CARLE; SCHIEBER, 2008).
Os tecidos de plantas comestíveis contêm uma
ampla variedade de carotenóides. Os exemplos
mais comuns são: tomates (licopeno), cenouras
(α e β-caroteno), milho (luteína e zeaxantina),
pimentas vermelhas (capsantina), urucum (bixina)
e batata doce (β-caroteno). Outras fontes vegetais
de carotenóides são: abóbora, pimentão vermelho e
amarelo, inhame, cará, azeitona roxa, repolho roxo,
folhas verde-escuras (como brócolis e espinafre),
alface, aipo, maçã, damasco, manga, ameixa, frutas
vermelhas, melancia, laranja, tangerina, nectarina
e mamão. Alguns dos carotenóides apresentam a
estrutura cíclica β-ionona em suas moléculas sendo,
portanto, precursores de vitamina A (ex. α, β e
γ-caroteno e β-criptoxantina). Estudos apontam que
a função antioxidante dos carotenóides desempenha
um papel importante na redução do risco de

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Silva, M. L. C. et al.
câncer, catarata, ateriosclerose e no processo de
envelhecimento (DAMODARAN, PARKIN;
FENNEMA, 2008).
Os carotenóides são biosintetizados
principalmente por algas no oceano, mas também
por plantas e muitos microorganismos e os animais
devem obtê-los desses alimentos. O conteúdo
de carotenóides nas frutas e vegetais depende
de vários fatores como: variedade genética,
estádio de maturação, armazenamento pós-
colheita, processamento e preparo (CAPECKA,
MARECZEK; LEJA, 2005).
Do ponto de vista químico, carotenóides
são compostos polisoprenóides e podem ser
divididos em dois grandes grupos: (a) carotenos ou
carotenóides hidrocarbonos: compostos apenas de
carbono e hidrogênio (ex. α e β-caroteno e licopeno)
e (b) xantolas: que são derivados oxigenados
dos carotenos e contém pelo menos uma função
hidroxi, ceto, epóxi, metoxi ou ácido carboxílico
(ex. luteína, zeaxantina e astaxantina) (QUIRÓS;
COSTA, 2006).
A característica estrutural comum dos carotenóides
é a cadeia polieno, um longo sistema de ligação dupla
conjugada, que forma a “espinha dorsal” da molécula
e inuencia suas propriedades químicas, físicas e
bioquímicas. Esta cadeia pode apresentar grupos
terminais cíclicos, que apresentam substituintes
contendo oxigênio. O sistema conjugado e rico em
elétrons do polieno é responsável pela atividade
antioxidante dos carotenóides: tanto na absorção
do oxigênio singlet quanto de radicais livres, para
interromper as reações em cadeia onde eles estão
envolvidos (McNULTY, et al., 2007; QUIRÓS;
COSTA, 2006; SIKORA et al., 2008). A presença
dessas ligações também facilita a oxidação dos
carotenóides, o que provoca uma perda da coloração
nos alimentos. É por serem facilmente oxidados,
que apresentam atividade antioxidante. Além da
proteção celular e in vitro contra oxigênio singlet,
os carotenóides inibem a peroxidação de lipídeos
em baixas pressões de oxigênio. A eciência como
antioxidante varia entre os diferentes carotenóides,
sendo o licopeno considerado o mais eciente como
capturador de oxigênio singlet (DAMODARAN,
PARKIN; FENNEMA, 2008).
Principais carotenóides encontrados em produtos
vegetais
O β-caroteno (Figura 3) é o carotenóide que
possui maior atividade de provitamina A e é
encontrado em diversos vegetais como cenoura,
abóbora, manga e mamão (DAMODARAN;
PARKIN; FENNEMA, 2008). Street et al. (1994)
relataram uma signicativa associação entre baixas
concentrações de β-caroteno no plasma e aumento
da incidência de infarto do miocárdio. Uma dieta
rica em β-caroteno já foi associada ao menor risco
de morte prematura devido às doenças coronarianas
(BELLIZI et al., 1994).
Luteína e zeaxantina (Figura 3) são xantolas
resultantes do processo de hidroxilação de α-caroteno
e β-caroteno, respectivamente, que possuem
atividade de provitamina A. Durante a maturação
dos frutos, a conversão a luteína e zeaxantina
provoca uma diminuição nos níveis de α-caroteno
e β-caroteno. Estudos epidemiológicos e clínicos
mostraram que baixa ingestão ou baixa concentração
desses carotenóides no plasma está associada com
a degeneração macular. Os benefícios desses dois
carotenóides em humanos não param na saúde dos
olhos. Estudos recentes sugerem que eles podem
manter a saúde do coração por reduzirem os riscos
de doenças cardiovasculares e protegem a pele dos
danos causados por radiação UV (SANTOCONO et
al., 2007; MARINOVA; RIBAVORA, 2007).
Licopeno (Figura 3) é um isômero acíclico do
β-caroteno, com atividade de pró-vitamina A, que
está presente em muitas frutas e vegetais. Devido
ao grande número de ligações dienos conjugadas,
o licopeno é um dos mais potentes absorvedores
de oxigênio singlet entre os carotenóides naturais e
funciona como um antioxidante muito potente. Além

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Compostos fenólicos, caratenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais
disso, ele é capaz de reduzir a mutagênese e, em
concentrações siológicas, pode inibir o crescimento
de células humanas cancerígenas, especialmente em
câncer de próstata, sem evidência de efeitos tóxicos
ou apoptose celular. Umas das fontes vegetais mais
ricas em licopeno é o tomate (SCOLASTICI et al.,
2007; BLUM et al., 2005).
Figura 3. Estruturas moleculares de alguns carotenóides encontrados nos vegetais.
OH
OH
OH
OH
BETACAROTENO
ZEAXANTINA
LUTEÍNA
LICOPENO

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Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 31, n. 3, p. 669-682, jul./set. 2010
Silva, M. L. C. et al.
Metodologias para determinação de
carotenóides
Métodos de extração
O método mais comumente utilizado é a extração
com solventes. Devido à estrutura complexa e a
diversidade desses compostos encontrados em
amostras vegetais, não há um protocolo único para
extraí-los (QUIRÓS; COSTA, 2006). Uma vez
que os carotenóides são pigmentos lipossolúveis
não saponicáveis, é comum realizar uma etapa
de saponicação para remover os lipídeos que
possam interferir nos procedimentos de extração
com solventes apolares. A saponicação é feita
utilizando-se uma solução de base, como hidróxido
de potássio, em solvente polar, como metanol ou
etanol, de onde os carotenóides são posteriormente
extraídos (MARINOVA; RIBAVORA, 2007).
Diversos solventes ou misturas de solventes
têm sido empregados nos trabalhos realizados. A
(Tabela 3) apresenta alguns dos principais solventes
de extração utilizados em estudos recentes.
Tabela 3. Solventes empregados na extração de carotenóides em diferentes amostras.
Amostra Solvente de extração Referência
Cenouras, grãos verdes e
brócolis Tetrahidrofurano McINERNEY et al., 2007
Suco de tomate Tetrahidrofurano SÁNCHEZ-MORENO et al.,
2006
Frutas vermelhas bulgarianas Metanol:tetrahidrofurano (1:1, v/v) MARINOVA; RIBAVORA, 2007
Calêndulas Hexano WANG et al., 2006
Plantas comestíveis da
Tailândia Hexano CHANWITHEESUK et al., 2005
Dunaliella salina Hexano:acetona:etanol (2:1:1, v/v/v) HU et al., 2008
Rhodotorula Éter etílico, acetato de etila e éter etílico/
acetato de etila (1:1) SQUINA; MERCADANTE, 2003
Quanticação e identicação de carotenóides
Embora alguns autores utilizem a cromatograa
à pressão atmosférica para separar carotenóides, a
separação desses compostos é comumente realizada
por meio de cromatograa líquida de alta eciência,
podendo ocorrer tanto em fase normal quanto em
fase reversa, utilizando eluição isocrática ou em
gradiente. O detector pode ser o UV/Vis ou o detector
de arranjo de diodos (DAD) (CHANWITHEESUK;
TEERAWUTGULRAG; RAKARIYATAM, 2005;
KIOKIAS; OREOPOULOU, 2006). Quando o
DAD não é suciente, em virtude de interferências
espectrais, a espectroscopia de massa (MS)
acoplada à cromatograa pode ser utilizada com
sucesso (SIKORA et al, 2008). A identicação
de carotenóides é geralmente realizada por (1)
comparação dos tempos de retenção e espectro
de absorção dos picos desconhecidos com os
padrões de referência e (2) adição de carotenóides
padrão à amostra, para co-cromatograa. Para a
quanticação dos carotenóides são utilizadas curvas
de calibração com soluções de compostos padrão na
absorção especíca máxima. A (Tabela 4) apresenta
alguns trabalhos onde a CLAE foi utilizada para
identicação de carotenóides.

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Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 31, n. 3, p. 669-682, jul./set. 2010
Compostos fenólicos, caratenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais
Tabela 4. Análise de carotenóides por CLAE.
Amostra Eluente Detector Referência
Abricós e abóbora
A: metanol: éter metiltercibutílico:
água (81:15:4, v/v/v)
B: metanol:éter
metiltercibutílico:água (4:92:4,
v/v/v)
DAD
(200-700) nm
Espectrômetro de
massa (MS)
KURZ et al., 2008
Suco de tomate
A: acetonitrila
B: metanol
C: diclorometano
D: hexano
DAD
474 nm
SÁNCHEZ-MORENO et
al., 2006
Frutas vermelhas
bulgarianas
A: acetonitrila:metanol (95:5, v/v)
B:acetonitrila:metanol:acetato de
etila (60:20:20, v/v/v)
DAD
450 nm
MARINOVA;
RIBAVORA, 2007
Flores marigold A: acetonitrila:metanol (9:1, v/v)
B: acetato de etila
DAD
200-600 nm WANG et al., 2006
Plantas comestíveis
da Tailândia
Carotenos:
Hexano:acetone (9:1 v/v)
Xantolas: hexano:acetona:metanol
(8:1:1 v/v/v)
DAD
Carotenos:
436 nm
Xantolas:
474 nm
CHANWITHEESUK et
al., 2005
Dunaliella salina
Metanol:acetonitrila:água (84:14:2,
v/v/v)/ cloreto de metila (75:25,
v/v)
DAD
450 nm HU et al., 2008
Conclusão
A relação entre a concentração de compostos com
atividade antioxidante em alimentos e a capacidade
antioxidante de cada dado alimento ainda não está
completamente esclarecida. No entanto, é fato
que a ingestão continuada de alimentos ricos em
carotenóides e compostos fenólicos em geral está
associada à prevenção de diversos tipos de doenças
degenerativas. O estudo da presença e concentração
desses compostos nos alimentos de origem vegetal
deverá se ampliar, de modo a permitir uma melhor
avaliação de seus efeitos, possibilitando uma
compreensão mais ampla para uma recomendação de
dieta melhor embasada. A compilação apresentada
no presente trabalho teve por nalidade facilitar
o levantamento bibliográco a respeito desse
estudo: as principais metodologias foram indicadas,
acompanhadas de extensa bibliograa recente.
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