Aspectos Químico, Biológico, Botânico, Sazonal, Microbiológico e Biotecnológico das Sementes de Espécies de Andirobeiras (Carapa Spp.)

De Alberdan Silva Santos

Aspectos químico, biológico, botânico, sazonal, microbiológico e biotecnológico das sementes de espécies de Andirobeiras (Carapa spp.) é uma obra que descreve com clareza os aspectos científicos de algumas espécies de Carapa realizados nos campos da Química e da Biotecnologia, principalmente. Este livro descreve os perfis químicos por meio da aplicação de técnica da metabolômica, especificamente lipidômica, apresentando uma coletânea de informações obtidas durante o período de 2010 a 2018, sobre as investigações cientificas nas sementes de andirobeiras no estado do Pará e realizadas pelo grupo de pesquisa em Biotecnologia e Biodiversidade Molecular da UFPA. A obra descreve informações sobre lipidômica e atividades biológicas, assim como a flora microbiana naturalmente ocorrente nessas sementes, e, análises de substâncias inorgânicas. Nesse caso foram analisadas sementes provenientes de 21 municípios, totalizando 42 coletas em todo o estado do Pará.
Esta obra foi escrita com o auxílio dos alunos de pós-graduação que estão desenvolvendo suas teses e/ou dissertações nos programas de pós-graduação da UFPA. Por esse motivo, os aspectos inovadores e o alcance dos resultados apresentados podem ser uma obra de consulta para aqueles que visam conhecer com maior amplitude alguns dos aspectos das sementes de Carapa, principalmente, Carapa guianensis que ocorre na região Amazônica.

• Idioma: Português
• Editora: Editora Appris
• Data de lançamento: 22 de mai. de 2023
• ISBN: 9786555231618

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COMITÊ CIENTÍFICO DA COLEÇÃO EDUCAÇÃO, TECNOLOGIAS E TRANSDISCIPLINARIDADE

AGRADECIMENTOS

Os agradecimentos especiais à Capes pelo auxílio 3273/2013 do projeto aprovado no edital 047/2012 e à Universidade Federal do Pará, por meio dos Laboratórios de Investigação Sistemática em Biotecnologia e Biodiversidade Molecular, que abrigaram a pesquisa.

Aos meus alunos dos programas de pós-graduação: PPGQ-Programa de Pós-Graduação em Química da UFPA, PPGBiotec-Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia da UFPA e PPGBionorte-Programa de Pós-Graduação da Rede Norte de Biotecnologia e Biodiversidade, pela dedicação e determinação em seus estudos avançados.

Aos meus familiares, pela compreensão, pelo carinho e pelas valiosas trocas de informações realizadas nesta existência. Um verdadeiro compartilhamento que exercitamos, tornando nossas lutas diárias um exemplo de fraternidade, baseado no amor ensinado por Jesus Cristo.

PREFÁCIO

Aspectos químico, biológico, botânico, sazonal, microbiológico e biotecnológico das sementes de espécies de Andirobeiras (Carapa spp.) é uma obra que reúne cinco capítulos com temas em pesquisas científicas realizadas no campo da Química e da Biotecnologia, principalmente, e que envolve outros aspectos de grande importância para o complemento do estudo que complementa as informações descritas na literatura até este momento. Este livro foca os aspectos químicos com profundidade, aplicando técnicas da metabolômica e é apresentado como uma pequena parte da coletânea de informações, obtidas durante o período de 2010 a 2018, sobre as investigações científicas nas sementes de andirobeiras, realizadas no LabISisBio/UFPA, pelo grupo de pesquisa em Biotecnologia e Biodiversidade Molecular apoiado pelos projetos descritos a seguir:

Biodiversidade, Inovação & Aplicabilidade: estudos de variabilidade genética, do perfil metabólico e investigação sistemática de atividades biológicas e sistemas de nanoemulsão da andiroba (Carapa spp.), 2014-2018, Capes;

Desenvolvimento de CTI na geração de insumos da andiroba para aplicação na Indústria de cosméticos no estado do Pará, 2010-2014, Fapespa;

Integração e consolidação dos grupos de pesquisa para a geração de tecnologia, formação de recursos humanos e aumento da massa crítica em biotecnologia na Amazônia, 2010-2014, Bionorte/CNPQ.

Os projetos envolvidos estavam direcionados para formação de recursos humanos, busca de informações sobre lipidômica e atividade biológica, assim como iniciar pesquisa sobre a flora microbiana, naturalmente ocorrente nessas sementes, e, análises de substâncias inorgânicas, descritas pelos seus íons metálicos como meta para se descrever um marcador químico que pudesse discriminar as origens das sementes em estudos. Nesse caso foram analisadas sementes provenientes de 21 municípios, totalizando 42 coletas em todo o estado do Pará.

Esta obra foi escrita com o auxílio dos alunos de pós-graduação que estão desenvolvendo suas teses e/ou dissertações nos programas de pós-graduação da UFPA. Por esse motivo, os aspectos inovadores e o alcance dos resultados apresentados podem ser uma obra de consulta para aqueles que visam conhecer com maior amplitude alguns dos aspectos das sementes de Carapa que ocorrem na região Amazônica.

Sumário

CAPÍTULO 1

ASPECTOS GERAIS E OCORRÊNCIAS DO GÊNERO Carapa: CARACTERÍSTICAS E CONTROVÉRSIAS DAS ESPÉCIES 11

Alberdan Silva Santos

CAPÍTULO 2

ASPECTOS BOTÂNICOS E SAZONAL DO GÊNERO Carapa 29

Alberdan Silva Santos

Dâmaris Vieira Busman

Hugo Leonardo Crisóstomo Salgado

André Silva dos Reis

Gleison de Oliveira Nascimento

José Francisco de Carvalho Gonçalves

CAPITULO 3

ASPECTOS QUÍMICOS DE Carapa 61

Alberdan Silva Santos

Hugo Leonardo Crisóstomo Salgado

Raimundo Nonato da Silva Barbosa Júnior

André Silva dos Reis

Gleisson Oliveira Nascimento

José Francisco de Carvalho Gonçalves

Orivan Maria Marques

Antônio Sérgio Costa Carvalho

Simone de Fátima Pinheiro Pereira.

CAPÍTULO 4

PRODUÇÃO DO ÓLEO DE ANDIROBA 103

Alberdan Silva Santos

Hugo Leonardo Crisóstomo Salgado

CAPITULO 5

BIOTECNOLOGIA APLICADA NO ÓLEO DE ANDIROBA: HIDRÓLISE ENZIMÁTICA NA PRODUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS PADRÕES 135

Alberdan Silva Santos

Raimundo Nonato da Silva Barbosa Júnior

Marcia Gleice da Silva Souza

Damaris Vieira Busman

Hugo Leonardo Crisóstomo Salgado

SOBRE AUTORES 163

INDICE REMISSIVO 167

CAPÍTULO 1

ASPECTOS GERAIS E OCORRÊNCIAS DO GÊNERO Carapa: CARACTERÍSTICAS E CONTROVÉRSIAS DAS ESPÉCIES

Alberdan Silva Santos

As espécies de Carapa apresentam dificuldades na identificação botânica e para seguirmos discutindo os acertos e as controvérsias sobre espécies de Carapa é necessário entendermos a definição de Espécies Crípticas as quais relacionam a aparência, morfologia, diferenças fisiológicas, genéticas, moleculares e quimiotaxonômicas. Diante desses aspectos, o presente estudo faz uma abordagem do gênero Carapa e apresenta uma conotação moderna da real existência das espécies de Carapa diante das controvérsias encontradas na literatura, assim como suas ocorrências, direcionando, assim, uma visão das espécies C. guianensis, C. procera, C. surinamensis e C. vasquezii.

1.1 INTRODUÇÃO

A floresta Amazônica é fonte importante de recursos naturais e por isso tem sido afetada com fatores antropogênicos, como efeito de aspectos comerciais e industriais de algumas matérias primas com explorações não sustentáveis, em que se destacam as andirobeiras, que pertencem às meliáceas e distribuídas no gênero Carapa. Essas espécies, quando localizadas nas florestas de várzea do estuário amazônico, apresentam relevante importância para os ribeirinhos, não ribeirinho, pescadores, agricultores, índios e diversos grupos da população amazônica; e têm sido usadas para três diferentes propósitos: o primeiro, é a extração do óleo; o segundo, é a extração da madeira e o terceiro são os usos de cascas, cerne e flores na medicina popular (Ferraz et al., 2002). Dentro dessa visão, a prática antiga, economicamente viável, de extração dos produtos não madeireiros, que proporciona pouco impacto ambiental e funcionalidade da floresta, tem ressurgido como um dos meios eficazes de manter a harmonia dentro das florestas tropicais, sendo que na Amazônia muitos esforços vêm sendo realizados por iniciativa da população com ajuda de instituições governamentais e não governamentais, principalmente na questão do alavancamento das cadeias produtivas, ou melhor, as cadeias de produção agroindustriais (Enríquez, 2008). A exploração desses produtos requer conhecimento prévio das espécies a serem usadas, das técnicas que serão utilizadas nas colheitas, seu potencial tecnológico e mercadológico, assim como consciência de sustentabilidade e um pouco de educação no âmbito de interação social.

Os produtos naturais florestais não madereiros da biodiversidade da Região Amazônica continuam sendo explorados de maneira intensa, como fontes de importantes insumos e matérias-primas para as indústrias de cosméticos, alimentícias e de medicamentos, em um sistema produtivo em expansão, de forma a gerar oportunidades, trazer benefícios sociais e econômicos, de modo sustentável às comunidades amazônicas envolvidas e ao mesmo tempo garantir a sobrevivência da floresta, apesar de constantemente ser ameaçada pelo desmatamento em função da falta de planejamentos de períodos curto, médio e longo; assim como a falta de políticas públicas mais intensas. Dentro desse aspecto, destacam-se espécies do gênero Carapa, que se apresentam com grade potencial econômico em virtude de suas sementes conterem um óleo rotulado como "Ouro Líquido da Amazônia", que apresenta propriedades voltadas para uso nas áreas médicas e cosméticas, principalmente; além de usos como repelente de insetos e combustível (Homma, 2014).

O desenvolvimento de produtos com um maior número de substâncias de origem natural é uma das tendências das indústrias farmacêuticas e cosméticas, especialmente aquelas originárias de plantas, exploradas de forma racional na biodiversidade brasileira. As exigências por esses produtos vêm, principalmente, dos consumidores dos países mais desenvolvidos, como Alemanha, Japão e EUA e aos poucos vem sendo adotada no Brasil. Quando são avaliadas as opções de óleos provenientes da flora amazônica, os benefícios vão além do forte apelo de mercado e da oportunidade de preservar o meio ambiente, por meio de agricultura familiar e dos meios de reposição florestal e coletas seletivas. Contudo, é necessário conhecer as propriedades e composição dos frutos, folhas, sementes, óleos e gorduras vegetais amazônicos para o desenvolvimento de novos produtos, além de estabelecer protocolos de controle a fim de garantir um padrão de qualidade e segurabilidade (Milhomem-Paixão et al., 2016). Nesse aspecto, muito se tem trabalhado, mas pouco se tem conseguido; isso devido à falta de políticas sérias e não paliativas e da integração dos atores principais que possam fazer a diferença na educação das populações que vivem nas comunidades florestais e ribeirinhas. Uma população que não tem acesso às educações escolares, sociais, políticas, econômica, ética e às informações globais, não tem como seguir as tendências de avanços das tecnologias de seu tempo com a organização e a moralidade que o país precisa.

Os aspectos biológicos, botânicos, e socioculturais das andirobeiras com ocorrência na Amazônia brasileira se expressam, principalmente, por meio de duas espécies do gênero Carapa, que, em 1775, foi descrito por Aublet na sua obra "Histoire des plantes de la Guiane française" (Pennington, 1981); as espécies são: C. guianensis AUBL e C. procera D.C. que apresentam diferenças morfológicas por meio de suas flores e folhas, não sendo muito fácil suas discriminações. Sua madeira apresenta cor e qualidades diferentes, sendo que a madeira proveniente de terra firme é geralmente avermelhada e de melhor qualidade, enquanto que a madeira proveniente de áreas alagadas é geralmente branca e não estão relacionadas com as espécies (Agência de Informação Embrapa¹), (Ferraz et al., 2002), ás vezes, pode-se notar as diferenças no tamanho das sementes, mas isso pode confundir com a procedência. De todo modo, alguns parâmetros são usados com boa precisão para realizar essa discriminação, incluindo os moleculares que apresentarem boa executabilidade. Quando se pode avaliar espécies da mesma idade, pode-se perceber que C. guianensis é maior que C. procera, atingindo aturas até 55m e 35m, respectivamente.

Na década de 50, iniciou-se a exploração extrativista da madeira das andirobeiras sem nenhum planejamento racional, pondo em risco as grandes densidades de árvores nativas na Amazônia. Hoje, existem diversos cultivos florestais de andirobeiras voltados para extração madeireira e também para produção de sementes desde a década de 80 (Homma, 2014).

Para seguirmos discutindo os