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Autentificação botânica de
extratos de plantas:
Como garantir a
qualidade botânica e
evitar a adulteração?
Leila Falcão
PhD Ciência dos Alimentos
Responsable R&D Nutrition e Santé Naturex
FROM NATURE TO YOU
Plano de apresentação
1. Introducão à identidade botânica
2. O risco de adulteração de plantas
3. Desafios para a Industria para garantir a identidade botânica de
derivados vegetais:
A. Impacto da Origem geográfica
1)
impacto do momento de colheita
B. Impacto da parte de plante utilisada
C. Impacto processo industrial aplicado
4. Requerimentos da Regulamentação
5. Como evitar a adulteração botânica ?
6. Conclusões –> Perspectivas
INTRODUCÃO À
IDENTIDADE BOTÂNICA
Introducão à identidade botânica de plantas
• Existe uma grande diversidade botânica utilizada em nossa indústria: mais de 21.000 táxons
de plantas referenciados1.
• Complexidade fitoquímica de derivado vegetal x droga vegetal de referência (diversidade da
composição química nem sempre é coberta)2.
• Limitação de droga vegetal de referência => pode exercer pressão sobre a fonte de origem
de plantas raras: a adulteração e a escassez/preço da planta estão intimamente
relacionadas3.
1
Groombridge, B. (ed.) Global biodiversity. Status of the earth’s living resources. Chapman and Hall, London, Glasgow, New York. 1992.
L. D. Falcao, C. Durand, A. Lavaud; M. Roller; A. C. Bily. The Hidden Face of Botanical Identity: Impact of Natural Variability and
Process Effect on Raw Material Authentication. In: Botanicals methods and techniques for quality and authenticity. CRC Press: Boca
Raton, Editors Reynertson K. A.& Mahmood, K. p. 279-291, 2015.
3 W. L. Applequist and J. S. Miller. Selection and authentication of botanical materials for the development of analytical methods.
Analytical and bioanalytical chemistry 2012: 1-10.
2
O risco de adulteração de plantas
Motivação
econômica
Adulteração
acidental
O risco de adulteração de plantas
Perfil HPTLC de diferentes espécies de Ginseng (Raiz)
Panax ginseng CA Meyer
Panax quinquefolium
Notoginseng
Perfil de Ginsenosides
O risco de adulteração de plantas
Motivação econômica
ex. Adulteração da parte de planta utilisada: Panax ginseng CA Meyer (Raiz x folha)
Preço do % total ginsenosides:
Fonte raiz 5 vezes mais cara que fonte folha!
Ginsenosides mais apolares na follha – Perfil HPLC:
boa ferrramenta autentificação botânica de derivados
vegetais de ginseng.
O risco de adulteração de plantas
Motivação econômica
ex. Derivados vegetais de casca de Pinus spp x derivados vegetais de pele de
amendoin
Family : Pinaceae
Genus : Pinus
Pinus pinaster é um pinheiro
marítimo nativo do sudoeste da
França que cresce também nos
países ao longo do Mediterrâneo.
Family : Fabaceae
Genus : Arachis
O risco de adulteração de plantas
Motivação econômica
Procianidinas = Biopolimeros de sub-unidades de (+) - catechina e (-) - epicatechina
Presente em abundância na reino vegetal (frutas, cascas, folhas, sementes).
Por exemplo, casca de canela, pericarpo de lichia, amendoim, mirtilo, sementes de uva...
Função: proteção contra a luz, oxidação e predadores
Vários tipos de procianidinas existem: diferenciação baseada no tipo de ligação das unidades
monoméricas
Tipo-A
Tipo-B
(4β→8)
O risco de adulteração de plantas
Motivação econômica
ex. derivados vegetais de casca de Pinus spp x derivados vegetais de pele de amendoin
PA2 = Procyanidin A2
Curva de calibração (ng/band)
•
•
A, B, C and D = Extratos concorrentes adulterados (10 x mais baratos)
PA2 – ausência de PA2 nos extrados de casca de Pinuss spp Naturex.
PA2 - 1
PA2 - 2
PA2 - 3
PA2 - 4
PA2 - 5
PA2 - 6
PA2 – 7
179,220
197,200
219,095
246,500
325,570
493,000
986,000
O risco de adulteração de plantas
Motivação econômica
ex. derivados vegetais de casca de Pinus spp x derivados vegetais de pele de
amendoin
O risco de adulteração de plantas
Motivação econômica
http://www.ahpa.org
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
Arnica montana L
(Walker & Applequist,
Economic Botany, 2012)
Juniperus communis L
Tilia cordata Mill
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
Analise
ADN –PCR!
Chinise Star Anise (Illicium verum Hook)
Toxic Adulterant Japanese Star anise
“Shikimi” (Illicium anisatum L.)
Techen et al. Planta Med. 2009 Mar;75(4):392-5.
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
O caso da raiz de Stephania tetrandra S. Moore (“Hang Fang Ji”)
Nome commum na Asia para “Fang Ji" é aplicada
ao menos para 4 diferentes gênero de plantas:
•
•
•
•
Stephania tetrandra S. Moore
Aristolochia fangchi Y. C. Wu ex L. D. Chow and S.
M. Hwang (toxique)
Cocculus orbiculatus (L.) DC.
Sinomenium acutum Rehder and E. H. Wilson.
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
Em 1993, uma nefropatia intersticial após a
ingestão de pílulas para redução de peso
Contendo “Stephania tetrandra S. Moore”.
Análises fitoquímicas: ácido aristolóquico oriundo da
planta “Aristolochia fangchi”, não presente naturalmente
na S. tetrandra
(Vanherweghem et al., 1993; Debelle et al., 2002; Mosihuzzaman
and Choudhary, 2008).
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
Fig. 1 Macro-morfologia d :
A Stephania tetrandra S. Moore
B Aristolochia fangchi Y. C. WE ex L. D. Chow and S. M. Hwang
C Cocculus orbiculatus (L.) DC
D Sinomenium acutum Rehder E.H. Wilson
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
Fig. 1 Microscopia 10x) de :
A Stephania tetrandra S. Moore
B Aristolochia fangchi Y. C. WE ex L. D.
Chow and S. M. Hwang
C Cocculus orbiculatus (L.) DC
D Sinomenium acutum Rehder E.H. Wilson
O risco de adulteração de plantas
Adulteração acidental
HPLC à 220 nm de: Stephania tetrandra, Aristolochia
fangchi, Cocculus orbiculatus e Sinomenium acutum. 1
Tetrandrine, 2 aristolochic acid I, 3 aristolochic acid II.
DESAFIOS PARA A
INDUSTRIA PARA
GARANTIR A
IDENTIDADE BOTÂNICA
DE DERIVADOS
VEGETAIS
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
Para uma validação correta da identidade botânica de uma planta, devemos
levar em conta:
A variação quimica da planta en
função das condições de plantio
e origem geografica
O impacto
de processamento / grau de pureza
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
O caso da Mullein (Verbasco)
Verbascum thapsus
Verbascum speciosum
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
O caso da parte aérea de Mullein (Verbasco)
Verbascum thapsus Linn
Verbascum speciosum Schrad
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
Como controlar a diferença em rotina ?
Verbascum thapsus
Verbascum speciosum
Al-Hadeethy et al., 2014, Direct Res. J. Biol. Biotechnol. Sci., vol 1, pp.3-13.
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
Como controlar a diferença em rotina ?
Verbascum thapsus (Referência AHP)
Verbascum thapsus (Referência AHP)
Stellar trichome
Verbascum speciosum (confirmado por DNA)
Verbascum speciosum (confirmado por DNA)
Dendroid trichome
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A. Impacto da origem géografica
Perfil HPTLC da parte aérea de
Tanacetum vulgare
(Margaridinha)
Fran
France
França
Hungria
Bulgaria
Derivatsé - 366 nm
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A. Impacto da origem géografica
Composição quimica de de folhas de hortelã (Mentha piperita L.) (Mentha spicata L. x Mentha
aquatica L.)
Mentha piperita L
Mentha piperita L
EUA
POLÔNIA
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
1) Influência do momento de colheita na presença de
(-)-menthol na folha de hortelã
(Mentha piperita L.)
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A. Impacto da origem géografica
1) A concentração de mentona é típicamente maior nas fases iniciais do desenvolvimento
foliar da hortelã (Croteau., 2005).
Croteau e Martinkus (1979)
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A. Impacto da origem géografica
na composição quimica de folhas de hortelã (Mentha piperita L.)
Os efeitos de repelência de folhas de hortelã coletados a partir de
dois locais diferentes na África do Sul, (Ga-Rankuwa e Malelane)
eram adultos de Amblyomma hebreaum* foram estudados.
Mkolo e al. (2011)
*Amblyomma hebraeum é um dos principais vetores responsáveis pela transmissão de
Ehrlichia ruminantium (= Cowdria ruminantium), que causa pericardite em bovinos, ovinos e
caprinos.
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A. Impacto da origem géografica
Mkolo e al. (2011)
na composição quimica de folhas de hortelã (Mentha piperita L.)
TLC profile of the plant
collected from Ga-Rankuwa
TLC profile of the plant
collected from Madelane
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A. Impacto da origem géografica
variação dos quimiotipos dependendo das condições de plantio e origem geografica
Quimiotipos – Salsa (Petroiselinum crispum (Mill.) A.W.Hill.
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
B. Impacto da parte de planta utilisada
variação dos quimiotipos dependendo das condições de plantio e origem geografica
Persea americana Mill.
Derivatisé - 366 nm
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
C. Impacto do processo industrial
Carriers
Additives
Solvent
RAW
MATERIAL
Cultivation
Post
harvest
Extraction
Solid/Liquid
Separation
Concentration
Purification
Formualtion/Drying
BOTANICAL
DRUG
Solid
Solvent
Impurities
Extract
(liquid/powder)
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
C. Impacto do processo industrial - grau de pureza
Alecrim – Influência do processo de extração
Acido rosmarinico
Material botanico
1
Extratos ethanolicos
Acido caféico
2
3
BRM = Alecrim
4
5
6
Extrato aquoso
7
8
9 10
11 12
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
C. Impacto do processo industrial
Tratamento pos-colheita – Influencia no tipo de ginsenosides
Ginseng vermelho: Panax ginseng CA Meyer
– tratamento à vapor pos-colheita
Panax ginseng root
extract
50
Rd
30
Red ginseng root
extract
Rg1
Re
Rd
10
-10
Rb2
Rf
Rc
Rb1
40
30
20
10
0
Rg1
Re
Rb2
Rf
Rc
Rb1
Zhang et al;, 2012. Analysis of low-polar ginsenosides in steamed panax ginseng
at High-temperature by HPLC-ESI-MS/MSCHEM. Res. Chinese universities 2012,
28(1), 31—36
Requerimentos da
Regulamentação
Requerimentos da Regulamentação
Requerimentos EUA para complementos alimentares
Requirementos especificos (21CFR111)
111.70 (b) (1)
Para cada componente usado na fabricação de um
complemento alimentar: DEVE-SE estabelecer uma
especificação de identidade botânica.
111.75 (a) (1)
Antes de usar um componente, DEVE-SE realizar pelo
menos um teste para verificação da identidade botânica
Requerimentos da Regulamentação
Requerimentos Europa para ingredients alimentares
Lei generalizada para Alimentos(178/2002)
A identificação da origem de alimentos para
animais e ingredientes alimentares e/ou outras
fontes de alimentos é de primordial importância
para a protecção dos consumidores.
Requerimentos da Regulamentação
Requerimentos Brasil – para medicamentos fitoterápicos / produtos tradicionais
fitoterápicos
RDC n. 26/2014
Art.13-II e IX/ Subseção I da droga vegetal/ Seção V
Art.15- VI- Subseção II do derivado vegetal/ Seção V
Deve ser apresentado laudo de análise da droga
vegetal, méthodo utilizado, especificação e
resultatos obtidos:
II – Caracterização macroscópica e microscópica ;
IX Perfil chromatográfico, acompanhado da
respectiva imagem em arquivo eletrônico
reconhecido pela Anvisa, com comparação que
possa
garantir
a
identidade
da
droga
vegetal/derivado vegetal.
Como evitar a adulteração
botânica?
Como evitar a adulteração botânica?
Integração de vários fatores na interpretação dos resultados!
•
•
•
variabilidade natural da droga
vegetal deve ser inclusa na
construção de uma referência
“voucher” representativa
Tratamento pós-colheita
Processamento sobre o derivado
vegetal
www.naturex.com
Conclusão e Perspectivas
Desafios para a Industria para garantir
a identidade botânica de derivados vegetais
A autenticação da identidade botânica de um material vegetal DEVE integrar:
variação natural da planta, a fitoquímica e o processo de fabriaçao de um
derivado vegetal.
Esta estratégia garante segurança e qualidade
Integração de tecnologias como analise de DNA de plantas (mas não de derivados
vegetais)!
Construção de bibliotecas compartilhadas de materiais de
referência (plantas e extratos de plantas com marcadores)
Uso de banco de dados como ferramentas para auxiliar a autenticação:
Botanical authentication Wiki:
http://www.botanicalauthentication.org/
Plant libra:
http://www.plantlibra.eu/web/
Muito Obrigada pela atenção!
[email protected]
www.naturex.com