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Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE Engenharia Agrícola e Ambiental – EAA1 Egídio Bezerra Neto – Bioquímica Vegetal

Taninos Aluna: Janaci Santos

Recife, Junho de 2010

Introdução

Os produtos naturais são matérias-primas muito importantes para diferentes indústrias, devido ao fato que apresentam em sua composição um grande número de princípios ativos, entre eles se encontram os taninos vegetais. A principal aplicação deste tipo de compostos é no curtimento natural de couros, mas, suas aplicações na agricultura ecológica, na preparação de floculantes para o tratamento de águas, na obtenção de polímeros naturais, na clarificação de vinhos e álcoois e na síntese de produtos farmacêuticos estão motivando a indústria em fomentar o desenvolvimento deste setor econômico, ainda carente de pesquisa e tecnologia.

As substâncias tanantes obtidas de vegetais, cujas propriedades características consistem em se combinarem com as proteínas da pele dos animais, tornando-as imputrescíveis; em adsorverem os metais dissolvidos em água, pela sua coloração e viscosidade. Devido a estas propriedades, o tanino pode ser então empregado com sucesso nas indústrias de curtimento, anticorrosivos, floculantes, bebidas e plásticos, etc.

O Brasil sendo o país com maior concentração de árvores tanantes do mundo, deveria possuir mais indústrias exploradoras dessa substância, para utilização no tratamento de água de abastecimento e esgoto para uma melhor floculação e clarificação, que é o nosso objetivo.

O tanino forma sais complexos com todos os metais; tendo assim a propriedade de um polímero, posteriormente um floculantes. A obtenção de polímeros adequados para uso em tratamento de água e esgoto necessita de características como: solubilidade em água, propriedades eletrolíticas e peso molecular adequado.

Os extratos de tanino procedem quase que somente de cascas, que é adquirido na natureza ou sob a forma aquosa levado ao estado seco.

O tanino pode ser encontrado abundantemente em várias partes das árvores como: raízes, galhos, folhas, flores, frutos e sementes. Ele constitui-se de carboidrato simples, goma hidroxicoloidais, fenóis e aminoácidos.

O estudo do tanino vem se desenvolvendo gradativamente e a cada momento, mostra suas utilizações e complexidades, devido aos inúmeros polímeros constituídos de diversas estruturas vegetais existentes em nossa flora.

Atualmente os taninos são classificados como hidrolizáveis com a formação de dímeros, trímeros e constituindo ligações C – O devido sua estrutura nuclear de glicose e ácido gálico (tanino de fácil decomposição); taninos condensados de estrutura flavonóidica, que através da sua condensação formam proantocianidinas (polímeros do tanino ). Pela polimeria de iguais números atômicos e massa e, leis de desintegração diferente dos corpos formados pela reunião de muitas moléculas numa só transformação de um corpo químico em polímero; os taninos complexos são encontrados tanto nos hidrolizáveis como nos condensados e os florobotaninos são encontrados nos pequenos vegetais

Alguns países sul americano como Paraguai e Argentina investiram internamente na exploração dos extratos tânicos, onde cresceram economicamente alcançando uma melhor colocação nos mercados da Europa e da América do Norte, com quebracho e acácia devido a indústria de curtume na década de trinta. Assim, como já são conhecidas as ações antitumorais e anticarcinogênica, taninos têm efeitos inibidores de tumores, pela formação de radicais livres estáveis, inibem a peroxidação de lípidios e outras substâncias. São usados como agentes antimicrobianos em geral (fungicidas e antibacterianos), como antitermitas, como reguladores de crescimento e germinação de plantas e funções relacionadas a estas.

Metodologia

Características químicas de taninos

A palavra tanino é largamente usada, particularmente em literatura botânica, originalmente derivada do termo "tanante", implicando que o material vegetal produza couro a partir de peles.

A maioria dos compostos fenólicos não é encontrada no estado livre na natureza, mas sob forma de ésteres ou de heterosídeos sendo, portanto, solúveis em água e em solventes orgânicos polares. Por serem fenólicos, os taninos são muito reativos quimicamente, formam pontes de hidrogênio, intra e intermoleculares. Um mol de taninos pode ligar-se a doze moles de proteínas; fundamentando-se nessa propriedade podem-se identificar taninos por teste de precipitação de gelatinas. Estes compostos são facilmente oxidáveis, tanto através de enzimas vegetais específicas quanto por influência de metais, como cloreto férrico, o que ocasiona o escurecimento de suas soluções.

Classicamente, segundo a estrutura química, os taninos são classificados em dois grupos: hidrolisáveis e condensados. Os taninos hidrolisáveis consistem de ésteres de ácidos gálicos e ácidos elágicos glicosilados, formados a partir do chiquimato, onde os grupos hidroxila do açúcar são esterificados com os ácidos fenólicos. Os taninos elágicos são muito mais freqüentes que os gálicos, e é provável que o sistema bifenílico do ácido hexaidroxidifenílico seja resultante da ligação oxidativa entre dois ácidos gálicos.

Largamente encontrados no reino vegetal, os taninos condensados ou proantocianidinas são polímeros de flavan-3-ol e/ou flavan-3,4-diol, produtos do metabolismo do fenilpropanol. As proantocianidinas, assim denominadas provavelmente pelo fato de apresentarem pigmentos avermelhados da classe das antocianidinas, como cianidina e delfinidina2 , apresentam uma rica diversidade estrutural, resultante de padrões de substituições entre unidades flavânicas, diversidade de posições entre suas ligações e a estereoquímica de seus compostos. A ocorrência destes compostos é comum em angiospermas e gimnospermas, principalmente em plantas lenhosas.

Com a intenção de localizar a origem intracelular da síntese de taninos hidrolisáveis foram desenvolvidos, através de técnicas imunocitoquímicas, dois anticorpos que reconhecem como antígenos os compostos pentagaloilglucose e a enzima galoiltransferase, catalisadora de taninos hidrolisáveis. Esta técnica foi empregada por apresentar uma alta especificidade e um grande poder de precisão, uma vez que os reagentes usualmente utilizados (como ex., Fe2+ , Fe3+ ou molibdato) não apresentam distinção entre outros compostos fenólicos vegetais. Contrastando com a literatura vigente que prega a existência de "vacúolos tânicos", não foram encontrados tais compartimentos e sim regiões nos cloroplastos, nos amiloplastos, na parede celular e em espaços intercelulares que apresentaram locais de formação e deposição de taninos hidrolisáveis nas folhas de Quercus robus L. e Tellima grandiflora .

Considerando a proporção da ocorrência de taninos em famílias das Angiospermas arranjadas de acordo ao sistema de classificação de Cronquist, somente 4% de 228 espécies testadas por Mole foram positivas para taninos. Nas ordens Polygonales e Plumbaginales apenas uma única família de cada apresentou taninos, e em famílias de Caryophyllales tais compostos estavam ausentes.

Nas Moraceae, os taninos estão presentes em quantidade insuficiente para precipitar proteínas. Mole ressalta ainda que, em comparação com as dicotiledôneas, as monocotiledôneas apresentam menos informações sobre taninos.

Propriedades Gerais

É solúvel em água, álcool e acetona. São precipitados por sais de metais pesados. É insolúvel no éter puro, clorofórmio e benzeno.

Taninos Hidrolizáveis

No centro de uma molécula de um tanino hidrolisável existe um carboidrato poliol (geralmente D - glicose). Os grupos hidroxila dos carboidratos encontram-se parcial ou totalmente esterificados com grupos fenólicos como o ácido gálico (nos galo taninos) ou ácido elágico (nos elagitaninos). Estes taninos são hidrolisados por ácidos ou bases fracos produzindose carboidrato e ácidos fenólicos.

Este tipo de taninos é encontrado nas folhas e súber de muitas espécies de plantas.

Taninos Condensados

Estes taninos, também conhecidos como protoantocianidinas, são polímeros de 2 a 50 (ou até mais) unidades flavonóides ligadas por ligações carbono-carbono, as quais não são susceptíveis de serem rompidas por hidrólise. Apesar de muitos dos taninos condensados serem hidrossolúveis, alguns taninos condensados de grande dimensão são insolúveis na água.

Alimentos que Contém Tanino

Cereja, Chá (Camelila sinensis, contém catequinas e outros flavonóides), vinho (sobretudo condensados, mais nos tintos que nos brancos), romã (sobretudo hidrolisáveis, punicalaginas predominantes), dióspiros (devido aos taninos algumas variedades só são comestíveis já muito maduras). A maioria das bagas (arando-vermelho, morango, mirtilo) contém ambos os tipos de taninos.

Determinação do teor de taninos

Os taninos vegetais têm sido quantificados por diversos tipos de ensaios, como precipitação de metais ou proteínas e por métodos calorimétricos, sendo esses últimos mais comuns. Os métodos mais apropriados para determinação de taninos são os ensaios com precipitação de proteínas. Alguns ensaios calorimétricos são usados para quantificar grupos de taninos específicos, muito embora estes métodos sejam amplamente usados para analisar taninos de uma maneira geral, como no caso de taninos hidrolisáveis; eles detectam somente grupos galoil e hexaidroxidifenóis (HHDP). Apesar destas críticas, alguns autores afirmam que não há método ideal e reforçam que os métodos calorimétricos são os mais utilizados para a análise de taninos.

Entre os métodos calorimétricos, o método de Folin-Denis é bem reconhecido e largamente usado, mas não faz distinção entre compostos fenólicos e outros materiais redutores ou antioxidantes, como o ácido ascórbico, formando precipitados que interferem na leitura espectrofotométrica. O método Folin-Denis foi aperfeiçoado e modificado para o Folin-Ciocalteau. Estudos realizados para a avaliação de métodos quantitativos nas folhas de coníferas, usando Azul da Prússia e Folin- Ciocalteau, revelaram que esse último apresenta maior sensibilidade, para os poli fenóis, usando como solvente acetona 50%. Os autores mostraram, ainda, que o método Azul da Prússia apresentou elevada dependência do tempo de reação, comparados ao Folin-Ciocalteau.

Para quantificar taninos condensados os métodos mais utilizados são o butanol-HCl e o vanilina. O método vanilina depende da reação da vanilina com os taninos condensados para formação de complexos coloridos. O sucesso deste ensaio depende do tipo do solvente usado, da concentração e natureza do ácido, do tempo da reação, temperatura e concentração da vanilina. O maior problema para o método vanilina parece ser a reatividade de subunidades de polímeros de taninos, o que caracteriza a falta de especificidade, para taninos condensados. A raiz das dificuldades analíticas está na complexidade e variabilidade das estruturas dos taninos condensados.

Em ensaios calorimétricos, o método mais apropriado para a reação com galotaninos e elagitaninos é o método KIO3, sendo o método Rodanina específico para ésteres de ácido gálico.

Em espécies de Acer, a reação do reagente-KIO3 produz com galo e elagitaninos um complexo de coloração rosa. Para misturas complexas de taninos este ensaio não é viável por formar uma reação marron antes da rosa e ser extremamente dependente da temperatura e duração da reação.

Por essas moléculas apresentarem uma grande variabilidade de estruturas, tanto em taninos condensados como hidrolisáveis alta reatividade de suas subunidades com materiais oxidativos e complexação com macromoléculas, o processo de isolamento, identificação e quantificação tornam-se bastante complexo.

Usos e Aplicações

Aplicações industriais

Os taninos são ingredientes importantes no processo de fabrico de curtumes. A casca de carvalhos é tradicionalmente a principal fonte de taninos para esta indústria, apesar de atualmente serem utilizados também compostos inorgânicos.

Usos farmacológicos

Devido às suas características (complexação com ions metálicos, atividade antioxidantes e seqüestradora de radicais livres, complexação com macromoléculas) têm as seguintes aplicações farmacológicas:

Antídotos em intoxicações por metais pesados e alcalóides; Adstringentes: Via externa: cicatrizantes, hemostáticos, protetores e reepitelizantes; Via interna: antidiarréico; Anti-sépticos; Antioxidantes;

Antinutritivos (devido ao seu efeito complexante, diminuem a capacidade de absorção de ferro).

Observações ecológicas sobre plantas produtoras de taninos

O custo com a defesa é um problema para as plantas. Se elas investem pouco, o agressor leva vantagem; se investem muito, os recursos vitais são desperdiçados. Os vegetais defendem-se dos herbívoros por vários caminhos, seja por estruturas convencionais como espinhos ou pêlos urticantes ou ainda por sofisticadas defesas químicas, por ex., os taninos. Todos estes métodos consomem energia e os produtos fotossintéticos são desviados do crescimento ou reprodução em prol da defesa, como observou Moore7 . Compostos fenólicos em vegetais, principalmente taninos, têm reconhecidamente a função de inibir herbívoros, pois em altas concentrações, frutos, folhas, sementes ou demais tecidos jovens tornam-se impalatáveis aos fitófagos e, ainda, combinado a algumas proteínas, estes tecidos resistem fortemente à putrefação.

Desde 1995 mais de 200 estudos têm quantificado taninos ou compostos fenólicos, no contexto da defesa vegetal contra herbivoria, onde revelaram relações entre o conteúdo de compostos fenólicos em folhas e o decréscimo do uso das mesmas na alimentação. Curiosamente, os estudos ecológicos em plantas medicinais são escassos, principalmente associando o teor de taninos com variáveis ambientais. Os taninos reagem com enzimas do trato digestivo dos herbívoros. Folhas de acácia são recursos alimentares do antílope kudu. Essas folhas contêm taninos que, em baixas quantidades, não afetam sua qualidade nutricional. Quando estas árvores são predadas pelos antílopes, liberam o etileno, hormônio vegetal que induzirá, em cerca de 30 min, o aumento da síntese de taninos em árvores vizinhas. O autor relatou que os níveis aumentam de tal maneira que os mamíferos podem chegar à morte se continuarem a alimentar-se dessas folhas. Embora esteja bem conhecido o potencial antinutricional dos taninos, algumas plantas e animais usam estratégias para reduzir a adstringência causada por estes compostos. Em frutos, observou o autor, a redução da adstringência não parece ser devido à diminuição das quantidades de taninos e sim pela produção de moléculas com afinidade por estes. Alguns animais, como ratos, que possuem uma dieta rica em taninos conseguem induzir uma liberação maior de proteínas salivares para, assim, se protegerem contra o efeito da adstringência, Alguns estudos sobre variações do teor de taninos mostram que há diferenças quando as plantas são coletadas e analisadas em períodos distintos. Poli fenóis de baixo peso molecular e elagitaninos foram analisados em HPLC, em quatro espécies de carvalho (Quercus robus L., Q. petraea Liebl., Q. pyrenaica Wild. e Q. faginea Lam.) obtidos do extrato da madeira. As coletas foram realizadas antes e depois de um ano e, durante este processo, as concentrações de poli fenóis de baixo peso molecular aumentaram e a concentração de elagitaninos, dímeros e monômeros, diminuíram. Os autores concluíram que a sazonalidade natural afeta a composição química devido a processos de desidratação e maturação. As modificações químicas foram similares nas quatro espécies.

Diferenças nas concentrações de telimagrandina I (tanino hidrolisável) em Liquidambar formosana Hance de acordo com as estações anuais. No início da primavera, este composto rapidamente decresce dentro de um mês, sendo negligenciável a quantidade presente no verão. Entretanto, as quantidades de casuarinina e pedunculaginina (taninos hidrolisáveis) aumentaram com o tempo, sendo significativas no verão e outono. Estes resultados retrataram perfis de rotas biogenéticas distintas para a formação de compostos fenólicos.

Atividade biológica dos taninos

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