Variabilidade da composição química da suberina de ... - ESAC

Variabilidade da Composição Química da Suberina de Cortiças Amadias de VáriasOrigens GeográficasSantos, S. 1 , Rodrigues, J. 2 & Graça, J. 11 Instituto Superior de Agronomia, Departamento de Engenharia Florestal,Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal2 Instituto de Investigação Científica Tropical, Centro de Estudos de Tecnologia Florestal,Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, PortugalIntroduçãoA suberina é o principal biopolímero constituinte das paredes celulares da cortiça (Quercussuber L.), representando ca. de 50% da sua massa seca. Como tal, as propriedades da cortiçaenquanto material são determinadas por este biopolímero. A suberina é uma macromoléculaconstituída por monómeros ligados entre si por ligações éster incluindo dois grupos principaisde monómeros: o glicerol, molécula pequena tri-álcool e os compostos alifáticos de cadeialonga, cuja estrutura tem afinidade com a dos ácidos gordos. Estes últimos incluem duasfamílias, os ω-hidroxiácidos (compostos com um grupo álcool numa extremidade da cadeia eum grupo ácido na outra) e os α,ω-diácidos (compostos com dois grupos ácidos, um em cadaextremidade da cadeia). Estes ω-hidroxiácidos e α,ω-diácidos possuem cadeiashidrocarbonadas, ou saturadas, ou com uma substituição (epóxido, insaturação ou grupo diol)a meio da cadeia. Variações na proporção relativa destes monómeros na composição dasuberina poderão significar diferenças na estrutura da suberina e eventualmente naspropriedades do material cortiça no seu todo.Material & MétodosForam analisadas treze pranchas de cortiça amadia crua, com nove anos de idade,provenientes de treze das catorze zonas de qualidade de cortiça definidas em PortugalContinental. A cortiça foi moída, e utilizada a fracção granulométrica 40-60 mesh, livre deextractivos. A análise dos constituintes da suberina foi feita após despolimerização pormetanólise utilizando uma solução 30 mM de metóxido de sódio em metanol seco, durantetrês horas, sob refluxo. Os monómeros foram analisados na forma de ésteres metílicos, éterestrimetilsilílicos (derivados MeTMS), após derivatização com piridina e BSTFA. A análisequalitativa (identificação dos monómeros) foi feita por cromatografia gasosa acoplada aespectrometria de massa. A análise quantitativa dos monómeros foi feita por cromatografiagasosa com detector de ionização de chama. Foram adicionados padrões internos (1,12-dodecanodiol para a quantificação do glicerol e ácido 12-hidroxioctodeca-nóico éster metílicopara a quantificação dos monómeros alifáticos de cadeia longa) devidamente calibrados para aquantificação dos monómeros (Graça e Pereira, 2000). Na análise estatística foram aplicadosos softwares Unscrambler V. 8.0 (PCA, análise por componentes principais) e Statistica 6.0(coeficiente de correlação de Pearson).Resultados & DiscussãoA composição da suberina é dominada por nove monómeros: o glicerol; o α,ω-diácido com18 carbonos de comprimento de cadeia (18C) com uma insaturação no meio desta (α,ωdiácido18C 9-insaturado) e o correspondente ω-hidroxiácido (ω-hidroxiácido 18C 9-insaturado) ; o α,ω-diácido 18C com um grupo epóxido (diácido 18C 9-epóxido) o respectivoω-hidroxiácido (ω-hidroxiácido 18C 9-epóxido); o α,ω-diácido 18C com um grupo vic-diol1

(α,ω-diácido 18C 9,10-diol) e o correspondente ω-hidroxiácido (ω-hidroxiácido 18C 9,10-diol); o α,ω-diácido 22C saturado e o respectivo ω-hidroxiácido 22C saturado. Estesmonómeros no seu todo representam cerca de 80% da composição da suberina, pelo que aanálise da sua variabilidade feita aqui se restringe a estes monómeros.Na Figura 1 apresenta-se um cromatograma típico da composição em monómeros da suberina.counts13.33123.15330.81834.01325000039.59446.49220000039.27415000010000050000011.43223.86223.48027.85129.27929.69131.33332.09533.51534.11935.45536.06936.43636.93437.29637.61038.15539.799 40.17041.13140.85241.391 41.91442.25542.14643.79543.58945.34346.00748.26248.75552.74352.42658.72359.74660.66663.52920 30 40 50 60Figura 1. Cromatograma da mistura de monómeros da suberina da cortiça. Tempos de retenção eidentificação dos principais monómeros:min13.33 – Glicerol23.15 – 1,12-dodecanodiol (padrão interno para o glicerol)30.82 – Ácido 12-hidroxioctodecanóico éster metílico (padrão interno para os monómerosalifáticos)33.52 – Diácido 18C 9-insaturado34.01 – Hidroxiácido 18C 9-insaturado39.27 – Diácido 18C 9-epóxido39.59 – Hidroxiácido 18C 9-epóxido41.91 – Diácido 18C 9,10-diol42.15 – Hidroxiácido 18C 9,10-diol46.01 – Diácido 22C saturado46.49 – Hidroxiácido 22C saturadoEm relação às abundâncias relativas dos monómeros, o glicerol é um dos principaismonómeros presente na cortiça amadia (valor médio 13,2%), estando os ω-hidroxiácidos(36,8%) em teores superiores aos α,ω-diácidos (29,6%). A variabilidade nos teores dosmonómeros das várias cortiças amadias estudadas é relativamente grande, sendo os desviospadrão mais elevados relativos ao α,ω-diácido epóxido, ao glicerol e ao ω-hidroxiácidoepóxido (Quadro 1).Foi analisada a existência de correlação entre os monómeros de forma agrupada, em funçãoda estrutura da cadeia (Quadro 2). Foram agrupados os monómeros em conjuntos, glicerol,α,ω-diácidos e ω-hidroxiácidos, e os pares homólogos com a mesma substituição a meio dacadeia, saturados, insaturados, epóxido e diol. Observou-se uma forte correlação negativa2

(assinalada a negrito no Quadro 2) entre os monómeros epóxido e o glicerol (-0,73), entre osmonómeros saturados e os epóxido (-0,62) e entre os monómeros diácido e o glicerol (-0,60).A correlação sendo negativa, significa que quando aumenta a quantidade relativa de um grupodiminui a quantidade do outro.Quadro 1. Variabilidade da composição da suberina da cortiça amadia, expressa em percentagem dosprincipais monómeros analisadosMonómero Média Mínimo Máximo Desvio padrãoGlicerol 13,2 10,8 17,7 1,8Diácido 18C insaturado 6,1 4,6 8,9 1,1Hidroxiácido 18C insaturado 11,2 8,5 12,7 1,2Diácido 18C epóxido 13,9 17,5 9,6 2,4Hidroxiácido 18C epóxido 10,5 12,8 7,3 1,7Diácido 18C diol 6,3 4,2 9,2 1,6Hidroxiácido 18C diol 3,6 2,0 5,1 0,9Diácido 22C saturado 3,4 2,6 4,4 0,6Hidroxiácido 22C saturado 11,5 12,7 10,0 0,7Quadro 2. Correlação entre os principais grupos de monómeros da cortiça amadiaGlicerolSomadosdiácidosSoma doshidroxiácidosSoma dosepóxidosSomadosdióisSoma dossaturadosSoma dosinsaturadosGlicerol 1.00 -0.60 -0.55 -0.73 -0.24 0.12 0.01Soma dos diácidos -0.60 1.00 -0.21 0.24 0.29 0.15 0.10Soma dos hidroxiácidos -0.55 -0.21 1.00 0.40 0.18 0.00 0.08Soma dos epóxidos -0.73 0.24 0.40 1.00 -0.28 -0.62 -0.11Soma dos dióis -0.24 0.29 0.18 -0.28 1.00 0.47 -0.47Soma dos saturados 0.12 0.15 0.00 -0.62 0.47 1.00 -0.09Soma dos insaturados 0.01 0.10 0.08 -0.11 -0.47 -0.09 1.00Fez-se também a análise por componentes principais (PCA) dos monómeros estudados. Estetipo de análise estatística dá-nos o modo de distribuição das amostras, tentando relacionardiversas variáveis entre si, mostrando quais as que mais influenciam esta mesma distribuição.Os valores são representados como uma nuvem de pontos, atravessada por um eixo – x – aprimeira componente principal, que explica a maior percentagem da variabilidade.Perpendicularmente a esta fica o eixo dos y, a segunda componente principal. Nestes gráficos,a variabilidade é explicada sobre estas duas primeiras componentes principais que fornecem amaior parte da informação sobre a distribuição das amostras. A Figura 2 apresenta adistribuição das treze amostras de cortiça amadia, em função da sua composição monomérica(2 análises por amostra). A Figura 3 apresenta a distribuição dos monómeros na sua formaagrupada e a Figura 4, a distribuição destes últimos na forma individualizada.3

Figura 2. Comparação entre cortiças amadias, considerando os monómeros individualizados: distribuição dasamostras de cortiça amadia nas duas primeiras componentes principais.Figura 3. Comparação entre cortiças amadias, considerando os monómeros individualizados: distribuição dosmonómeros agrupados nas duas primeiras componentes principais4

Figura 4. Comparação entre cortiças amadias, considerando os monómeros individualizados: distribuição dosmonómeros individuais nas duas primeiras componentes principaisA grande dispersão da nuvem de pontos ao longo das duas primeiras componentes principaisna Figura 2, é novamente indício da grande variabilidade registada nas diferentes amostras decortiça amadia analisadas, relativamente à composição monomérica da suberina. Cruzandoesta informação com a fornecida nas Figuras 3 e 4, destaca-se o facto de serem os monómerosepóxido (grupo mais próximo da primeira componente principal na Figura 3), os principaisresponsáveis pela variabilidade observada, em particular o diácido epóxido (Figura 4).Este trabalho mostrou a grande variabilidade existente quanto às abundâncias relativas dosprincipais constituintes da suberina à semelhança de resultados obtidos com outras técnicas(Bento et al. 2001).As correlações observadas entre grupos de monómeros (nomeadamente entre os monómerosepóxido e o glicerol, entre os monómeros saturados e os epóxidos e entre os monómerosdiácido e o glicerol) sugerem que exista alguma forma de interdependência entre eles naestrutura da suberina. A variabilidade observada na estrutura da suberina, deixa supor tambémque as próprias características da cortiça possam de algum modo ser influenciadas pelacomposição da suberina.Referências BibliográficasGraça, J. e Pereira, H. (2000). Methanolysis of bark suberins: analysis of glycerol and acidmonomers. Phytochemical Analysis, 11:45-51.Bento, M., Pereira, H., Cunha, M., Moutinho, A., van der Berg, K. and Boon, J. (2001). Astudy of variability of suberin composition in cork from Quercus suber L. using thermallyassisted transmethylation GC-MS. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 57:45-55.Trabalho financiado pelo Projecto POCTI AGR/46419/2002 e incluído nas actividades doCentro de Estudos Florestais-BioPol .5