Avaliação espectroquímica do ambiente químico de antocianinas naturais | Spectro-chemical evaluation of the chemical environment of natural anthocyanins

As antocianinas são um grupo de pigmentos pertencentes a classe dos flavonóides, que garantem coloração às plantas. Esse tipo de pigmento está presente nas sépalas de hortênsia e na casca da berinjela. Os diferentes tipos de cores adquiridas pelas sépalas de hortênsia são causados pela mesma antocianina, mas dependem do tipo de solo em que a hortênsia é plantada. A fim de entender esse comportamento das antocianinas presentes nas hortênsias, foram realizados diversos estudos com o extrato líquido obtido das sépalas, visando comprovar os fatores que afetam o comportamento da mesma, além de verificar se a presença de metais no solo, como o alumínio, afeta na coloração das sépalas. Foi observada uma semelhança entre os espectros de reflectância difusa das sépalas azuis in natura com o espectro do complexo alumínio-antocianina, corroborando a participação do alumínio na formação da cor azul das sépalas. Além do alumínio, foram estudados outros metais, como: cálcio, cádmio, chumbo entre outros, sendo que somente o ferro (II) e o ferro (III) se complexaram com a antocianina do extrato com alteração do espectro de absorção na região do ultravioleta e visível. Devido ao curto período de floração das hortênsias e relatos de que a mesma antocianina presente nas sépalas de hortênsias também é a antocianina responsável pela coloração na berinjela, foram estudadas também as antocianinas extraídas da casca de berinjela. O extrato de berinjela foi caracterizado por espectroscopia no infravermelho, sendo obtidos os espectros com ferro (II), ferro (III) e alumínio. Além disso, os teores de ferro e alumínio na amostra liofilizada foram determinados. Foi possível confirmar similaridade entre as antocianinas dos extratos de hortênsia e berinjela, sendo que a baixa concentração de alumínio e ferro no extrato de berinjela não interferiram nos resultados. Foi realizada a deconvolução dos espectros em diferentes valores de pH utilizando o algoritmo MCR/ALS, a fim de estimar a quantidade de espécies químicas associadas ao sistema da antocianina presentes no meio. Foi possível observar a presença de diferentes espécies em solução para as duas fontes, como o cátion flavílico, a pseudobase carbinol e as chalconas. Os estudos cinéticos com o extrato de berinjela demonstraram que o modelo de pseudo primeira ordem foi adequado para descrever o mecanismo cinético entre as antocianinas e o pH da solução. Palavras-chave: Delfinidina. Alumínio. Espectrofotometria. Espectroscopia de Reflectância Difusa. Complexos metálicos. MCR/ALS.

Anthocyanins are a group of pigments belonging to the flavonoid class, which guarantee color to plants. This type of pigment is present in hydrangea sepals and eggplant skin. The different types of hydrangea sepals are caused by the same anthocyanin, but it depends on the type of soil that the hydrangea is planted. In order to understand the behavior of anthocyanins in hydrangeas, studies were carried out with the liquid extract obtained from the sepals, in order to prove the factors that affect your behavior, in addition to checking whether the presence of metals in the soil, such as aluminum, affects the color of the sepals. Initially, the sepals were characterized by diffuse reflectance, where it was possible to obtain the absorption spectra of the sepals and compare them with the spectrum obtained for the aluminum-anthocyanin complex, thus finding a similarity between the spectrum of this complex with the spectrum of blue colored sepals, indicating that aluminum does play a role in the formation of blue sepals. In addition to aluminum, other metals were studied, such as: calcium, cadmium, lead, among others, with only iron (II) and iron (III) form complex with the anthocyanin in the extract with alteration of the absorption spectrum in the ultraviolet and visible region. Due to the short flowering period of the hydrangeas and reports that the same anthocyanin present in the hydrangea sepals is also the anthocyanin responsible for the coloring in the eggplant, it was decided to continue the studies using the anthocyanins extracted from the eggplant peel. The eggplant extract was characterized by infrared spectroscopy, with spectra obtained with iron (II), iron (III) and aluminum. In addition, the levels of iron and aluminum in the lyophilized sample were determined. It was possible to confirm similarity between the anthocyanins of the hydrangea and eggplant extracts, and the low concentration of aluminum and iron in the eggplant extract did not interfere in the results. The deconvolution of the spectra at different pH values was performed using the MCR / ALS algorithm, in order to estimate the amount of chemical species associated with the anthocyanin system present in the medium. It was possible to observe the presence of different species in solution for the two sources, such as the flavylic cation, the carbinol and the chalcones. Kinetic studies with eggplant extract demonstrated that the first order model was adequate to describe the kinetic mechanism between anthocyanins and the pH of the solution. Keywords: Delfinidin. Aluminum. Spectrophotometry. Diffuse Reflectance Spectroscopy. Metal Complexes. MCR/ALS.