Estratégias analíticas e quimiométricas para elucidação da composição química da erva-mate

Abstract

A erva-mate consiste em uma planta nativa e cultivada no Brasil, Argentina e Paraguai, consumida principalmente como uma infusão de suas folhas e galhos. Suas folhas possuem diversas propriedades nutricionais e medicinais, atribuídas aos seus metabólitos secundários, cuja composição pode variar em função de fatores, como o tipo de cultivo, clima, condições agronômicas e processamento industrial. Diante do exposto, o presente estudo teve por objetivo estabelecer estratégias para a elucidação da composição não-volátil de amostras de erva-mate de diferentes países, além de investigar como o processamento afeta a composição volátil. A obtenção dos metabólitos não voláteis de amostras de erva-mate processada de diferentes países foi realizada mediante UAE, otimizada utilizando um CCD 23, aliada à RSM. As variáveis dependentes avaliadas foram o rendimento da extração, TPC, TFC, atividade antioxidante e a área total do cromatograma de absorbância total obtido pela análise de HPLC-DAD, enquanto as variáveis independentes utilizadas foram temperatura (30 – 80 °C), tempo de extração (11,6 – 28,4 min) e percentual de etanol na fase extratora hidroetanólica (8 – 92%). Os extratos foram analisados por fluorescência molecular, e os resultados modelados por PARAFAC, que apontou que amostras brasileiras possuem um maior teor de pigmentos, enquanto as dos demais países possuem um maior teor fenólico. Além disso, os extratos foram caracterizados por UHPLC-QTOF-MS, que possibilitou a identificação de 13 ácidos clorogênicos, 2 metilxantinas, entre outros compostos, que foram quantificados por HPLC-DAD. Estes resultados foram modelados mediante uma PCA, que evidenciou que as folhas de erva-mate produzidas a partir de ervais cultivados possuem uma quantidade mais elevada de ácidos clorogênicos, e que as amostras de países platinos possuem uma maior concentração da maioria dos ácidos clorogênicos e flavonoides, quando comparadas às amostras brasileiras. Em paralelo, a composição da fração volátil das folhas processadas e in natura da erva-mate, obtida por hidrodestilação, foi avaliada por GC×GC/TOFMS. Foram identificados 157 e 291 compostos nas folhas frescas e processadas, respectivamente. Contaminantes tóxicos como isômeros de hidrocarbonetos e HPA’s foram identificados na erva processada, sugerindo a necessidade de utilizar métodos de processamento livres de fumaça.

Yerba mate is a plant native and cultivated in Brazil, Argentina, and Paraguay, consumed mainly as an infusion of its leaves and branches. Its leaves have several nutritional and medicinal properties, attributed to their secondary metabolites, whose composition can vary depending on factors such as the type of cultivation, climate, agronomic conditions, and industrial processing. Given the above, the present study aimed to establish strategies for the elucidation of the non-volatile composition of yerba mate samples from different countries, in addition to investigating how processing affects the volatile composition. Obtaining non-volatile metabolites from samples of yerba mate processed from different countries was performed by means of UAE, optimized using a CCD 23, combined with the RSM. The dependent variables evaluated were extraction yield, TPC, TFC, antioxidant activity and the total area of the total absorbance chromatogram obtained by HPLC-DAD analysis, while the independent variables used were temperature (30 – 80 °C), extraction time (11.6 – 28.4 min) and percentage of ethanol in the hydroethanolic extractor phase (8 – 92%). The extracts were analyzed by molecular fluorescence, and the results modeled by PARAFAC, which showed that Brazilian samples have a higher pigment content, while those from other countries have a higher phenolic content. Furthermore, the extracts were characterized by UHPLC-QTOF-MS, which allowed the identification of 13 chlorogenic acids, 2 methylxanthines, among other compounds, which were quantified by HPLC-DAD. These results were modeled using a PCA, which showed that yerba mate leaves produced from cultivated yerba mate have a higher amount of chlorogenic acids, and that samples from Argentina, Paraguay and Uruguay have a higher concentration of most chlorogenic acids and flavonoids, when compared to the Brazilian samples. In parallel, the composition of the volatile fraction of the processed and fresh leaves of yerba mate, obtained by hydrodistillation, was evaluated by GC×GC/TOFMS. 157 and 291 compounds were identified in fresh and processed leaves, respectively. Hazardous contaminants such as hydrocarbon isomers and PAHs were identified in the processed leaves, suggesting the need to use smoke-free methods in its industrial processing.