Lima, Elisabete Maria de CastroLima, Ana Patrícia RegoRosa, José Silvino Santos daRodrigues, Tânia Maria da Silva2024-07-302024-07-302024-02-29Rodrigues, Tânia Maria da Silva. (2023). "Biovalorização do Óleo Essencial e Subprodutos obtidos por Hidrodestilação de Ramada de Cryptomeria japonica coletada em duas estações anuais". 82 p. (Dissertação de Mestrado em Ciências Biomédicas). Ponta Delgada: Universidade dos Açores, 2023. Disponível em http://hdl.handle.net/10400.3/7108http://hdl.handle.net/10400.3/7108Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 29 de fevereiro de 2024, Universidade dos Açores.No presente trabalho de Tese de Mestrado, baseado no conceito de aproveitamento integral de resíduos de biomassa de Cryptomeria japonica e consequente valorização económica, investigou-se, pela primeira vez, a influência da sazonalidade sobre o rendimento, composição química e bioatividade do óleo essencial (OE), hidrolato (Hdl), resíduo vegetal (ResVGT) e águas residuais (AGRes) provenientes do processo de hidrodestilação da ramada da referida planta, colhida no outono de 2022 e primavera de 2023 na ilha de São Miguel (Açores). Quanto ao rendimento das amostras em estudo, verificou-se que não variou significativamente com a sazonalidade, mas as AGRes e os ResVGT apresentaram rendimentos superiores (> 9%) aos voláteis (≤ 1,3%). Em relação à composição química dos OEs, a análise por GC/MS revelou a predominância (≥ 4%) de quatro grupos de compostos terpénicos, com quantidades variáveis: hidrocarbonetos monoterpénicos (39%OUTONO e 22%PRIMAVERA), sesquiterpenos oxigenados (28%OUTONO e 41%PRIMAVERA), hidrocarbonetos diterpénicos (24%OUTONO e 27%PRIMAVERA) e monoterpenos oxigenados (5%OUTONO e 4% PRIMAVERA). Relativamente ao perfil químico dos Hdls, a análise cromatográfica mostrou a presença de dois componentes terpénicos maioritários, o terpineno-4-ol e o elemol, com o seguinte teor: 26%OUTONO e 18%PRIMAVERA, e 17%OUTONO e 28% PRIMAVERA, respetivamente. Em relação às amostras ResVGT e AGRes, os seus extratos foram caraterizados quanto ao Teor de Polifenóis Totais (TPT) e ao Teor de Flavonoides Totais (TFT). Observou-se que o TPT é significativamente mais elevado nas AGRes do que nos ResVGT (74OUTONO - 76PRIMAVERA e 31OUTONO - 27PRIMAVERA mg equivalente de ácido gálico/g extrato, respetivamente) e que, pelo contrário, os ResVGT apresentam maior TFT do que as AGRes (24OUTONO - 25PRIMAVERA e 2OUTONO - 8PRIMAVERA mg equivalente de quercetina/g extrato, respetivamente). Ainda sobre os TPT e TFT, constatou-se que apenas o TFT dos extratos das AGRes é significativamente afetado pela estação anual, conforme pode ser observado nos valores acima apresentados. Quanto às atividades biológicas das amostras em estudo, registaram-se os seguintes resultados: (1) apenas os OEs e ResVGT demonstraram atividade contra bactérias Gram-positivas, com níveis fracos (halos de inibição de 7 - 10 mm no ensaio disco-difusão, sem diferenças significativas entre estações) e variáveis (valores MIC: 5 - 20 mg/mL OEOUTONO e 5 - >20 mg/mL OEPRIMAVERA), não apresentando atividade antifúngica; (2) nenhuma das amostras demonstrou atividade anti-acetilcolinesterásica e (3) as AGRes demonstraram maior potencial sequestrador de radical livre (DPPH) (IC50: 86 μg/mLOUTONO e 65 μg/mLPRIMAVERA) e poder redutor (265OUTONO e 402PRIMAVERA μmol equivalente de Trolox/g extrato), com valores significativamente superiores nas amostras de primavera, enquanto os ResVGT foram as únicas amostras que apresentaram poder quelante, sem diferenças significativas entre estações (15%OUTONO e 17%PRIMAVERA, a 11 μg/mL). Deste modo, conclui-se que a variabilidade química observada nas diferentes amostras estudadas, bem como o efeito da sazonalidade no seu perfil químico quantitativo, têm certamente influência nas suas propriedades bioativas, tornando estas amostras em produtos de potencial interesse para distintos propósitos, como por exemplo aplicações medicinais. De facto, as AGRes e ResVGT possuem um interessante potencial terapêutico devido à sua ação antioxidante, associada à sua composição rica em polifenóis e/ou flavonoides, e quanto aos OEs, apesar de não mostrarem as atividades biológicas mais significativas, podem, se fracionados, representar fontes importantes de frações/compostos com potencial antimicrobiano e anti-acetilcolinesterásico. Assim, este trabalho representa um contributo para o conhecimento atual sobre C. japonica açoriana, e constitui também uma base sólida para estudos futuros relacionados. É ainda de salientar que, para além da promoção do potencial desta espécie, através da valorização de produtos vegetais frequentemente desaproveitados, o presente trabalho pode também auxiliar na fomentação e cumprimento de medidas governamentais que visam a aplicação de técnicas de exploração de recursos naturais mais ambientalmente sustentáveis, incentivando ao desenvolvimento da economia circular regional.ABSTRACT: on the concept of integral exploitation of Cryptomeria japonica biomass residues and consequent economic valorization, it was investigated in this Master Thesis work, for the first time, the seasonality’s influence on the yield, chemical composition and bioactivity of essential oil (EO), hydrolate (Hdl), solid vegetal residue (VGTRes) and wastewater (WW) obtained from the process of hydrodistillation of the species foliage, harvested in autumn 2022 and spring 2023 in São Miguel (Azores) island. Regarding the studied samples’ yield, it did not vary significantly between seasons, although the WW and VGTRes showed superior yields (> 9%) to those of the volatiles (≤ 1,3%). Concerning the EOs’ chemical composition, the GC/MS analysis revealed the dominance (≥ 4%) of four groups of terpene compounds, with variable quantities: monoterpene hydrocarbons (39%AUTUMN and 22%SPRING), oxygenated sesquiterpenes (28%AUTUMN and 41%SPRING), diterpene hydrocarbons (24%AUTUMN and 27%SPRING) and oxygenated monoterpenes (5%AUTUMN and 4% SPRING). In respect to the Hdls’ chemical profile, the chromatographic analysis showed the presence of two major terpene components, terpinen-4-ol and elemol, with the following content: 26%AUTUMN and 18%SPRING, and 17%AUTUMN and 28% SPRING, respectively. Regarding VGTRes and WW samples, their extracts were characterized in terms of their Total Polyphenolic Content (TPC) and Total Flavonoid Content (TFC). It was observed that TPC was significantly higher in WW than VGTRes (74AUTUMN - 76SPRING and 31AUTUMN - 27SPRING mg equivalent of gallic acid/g extract, respectively), and, on the other hand, the VGTRes exhibited higher TFC than WW (24AUTUMN - 25SPRING and 2AUTUMN - 8SPRING mg equivalent of quercetin/g extract, respectively). Also, it was noted that only the WW TFC is significantly affected by season, as it can be observed by the values referred above. Concerning these samples’ biological activities, the following results were registered: (1) only the EOs and VGTRes demonstrated activity against Gram-positive bacteria, although weak (inhibition zone with 7 - 10 mm, without significant differences between seasons) or variable (MIC values: 5 - 20 mg/mL EOAUTUMN and 5 - >20 mg/mL EOSPRING), having shown no antifungal activity; (2) none of the studied samples showed antiacetylcholinesterase activity and (3) the WW demonstrated the highest free radical (DPPH) scavenging potential (IC50: 86 μg/mLAUTUMN and 65 μg/mLSPRING) and reducing power (265AUTUMN and 402SPRING μmol equivalent of Trolox/g extract), with significantly better values in the spring samples, while the VGTRes was the only sample that showed chelating power, with no significant differences between seasons (15%AUTUMN and 17%SPRING, at 11 μg/mL). In this sense, it was concluded that the observed chemical variability found in the different studied samples, along with the seasonality’s effect on their quantitative chemical profile, had a certain influence on their bioactive properties, turning these samples into products of potential interest for distinctive purposes, as, for example, medicinal applications. In fact, WW and VGTRes possess an interesting therapeutic potential due to their antioxidant action, associated with their rich polyphenolic and/or flavonoid composition, while EOs, despite not showing the best biological activities, they can, if fractionated, represent important sources of fractions/compounds with antimicrobial and antiacetylcholinesterase potential. Thus, this work represents a contribute to the current knowledge on Azorean C. japonica and constitutes a solid foundation for related future studies. It is worth noting that, besides promoting this species’ potential, through the valorization of frequently unutilized biomass vegetal products, the present work may also aid in the promotion and fulfillment of governmental measures that focus on the application of more environmentally sustainable techniques for natural resources exploration, propelling the development of a regional circular economy.porCryptomeria JaponicaRegião Autónoma dos AçoresSazonalidadeHidrodestilaçãoÓleos EssenciaisValorização de SubprodutosRendimentoComposição QuímicaAtividades Biológicasmaster thesis203577078