Produção e extração de metabólitos secundários de duas plantas medicinais propagadas in vitro e produção de levoglucosana por pirólise rápida de bagaço de cana

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Ríos Ríos, Anyela Marcela
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Agroquímica
• Palavras-chave em Português: Compostos orgânicos voláteis; Ruta graveolens; Piper crassinervium; Fenóis; Catálise; Química Orgânica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29265

Diversas espécies vegetais e combustíveis fósseis têm sido utilizados como fonte de compostos químicos de interesse comercial. A preocupação pela conservação dos recursos naturais tem levado ao desenvolvimento de estratégias bioeconômicas que permitam diminuir sua sobre-exploração. Plantas medicinais propagadas em condições in vitro têm sido utilizadas para a produção biotecnológica de substâncias bioativas como compostos orgânicos voláteis (VOCs) e fenóis; enquanto a biomassa de cana de açúcar tem sido empregada como fonte renovável de biocombustíveis e compostos químicos, como a levoglucosana (LGA). No entanto, protocolos de cultivo in vitro ainda têm que ser otimizados para incrementar o desenvolvimento das plantas e a produção de compostos de interesse em espécies como Ruta graveolens e Piper crassinervium. Assim mesmo, técnicas como a pirólise de biomassa para a produção de LGA ainda precisam ser aprimoradas. Em este trabalho foi estudado o efeito: (i) da qualidade espectral da luz sobre a produção de VOCs em plantas propagadas in vitro de R. graveolens; (ii) de diferentes condições de cultivo sobre a propagação in vitro de P. crassinervium e o acúmulo de compostos fenólicos (iii) do pré-tratamento ácido com cálix[n]areno de bagaço de cana para a obtenção de LGA via pirólise rápida. Para tal, plantas de R. graveolens foram cultivadas sob lâmpadas LEDs branca, azul, azul-vermelha, vermelha (V) e vermelha distante (VD); os VOCs foram extraídos por microextração em fase sólida através do headspace (HS-SPME) e as condições de extração foram otimizadas previamente. Fatores abióticos foram testados no desenvolvimento in vitro de plantas de P. crassinervium a partir de segmentos nodais (SN) cultivados sob condições controladas. O bagaço de cana foi tratado com ácido p-sulfônico calix[4]areno para a remoção de interferentes; posteriormente, a biomassa tratada foi pirolizada para a produção de açúcares pirolíticos (LGA). Como resultado, o tipo de recobrimento da fibra de SPME, o tempo de extração e a quantidade de biomassa utilizada para a extração de VOCs por HS-SPME de R. graveolens foram otimizadas; LEDs V e VD influenciaram na viiiprodução de sesquiterpenos e alguns álcoois alifáticos nas plantas propagadas in vitro de R. graveolens. O protocolo de propagação in vitro de P. crassinervium estabelecido neste trabalho, resultou no incremento da biomassa e de compostos fenólicos. Foi demonstrado pela primeira vez que o pré-tatamento da biomassa com organocatalisadores como os cálix[n]arenos incrementa o rendimento da LGA em 12 vezes comparado com a biomassa não tratada. Este trabalho pode contribuir à elucidação de outros fatores que participam nas rotas de biossíntese de VOCs de interesse comercial; um protocolo de propagação in vitro eficiente, tanto para a obtenção de compostos fenólicos como de biomassa, foi estabelecido para P. crassinervium. O pré-tratamento ácido de bagaço de cana com calix[n]arenos forneceu uma metodologia eficiente para incrementar a produção de LGA.