Separação, identificação e caracterização dos compostos neutros da Pitch por HPLC-MS, ESI-MS/MS, GC-MS, FTIR-ATR e RMN e avaliação da sua atividade antioxidante e antibacteriana

Abstract

A resina é um líquido viscoso produzido pelos pinheiros como um mecanismo de defesa contra herbívoros e patógenos, sendo um dos seus componentes a colofónia. A colofónia é a fração sólida e não volátil da resina, sendo a principal matéria-prima utilizada pela empresa Eurochemicals Pine Rosins Portugal S.A.. Este material é constituído maioritariamente por diversos ácidos resínicos e a empresa foca-se na transformação química desta fração acídica de modo a dar origem a vários produtos utilizados por diversas indústrias químicas. Para além dos ácidos resínicos, na composição da colofónia é possível encontrar compostos neutros em pequenas quantidades. A pitch consiste no resíduo resultante do processo de destilação molecular (refinação) da colofónia para obter a colofónia water white, uma colofónia transparente de elevada pureza. A pitch contém uma quantidade de ácidos resínicos bastante menor relativamente à colofónia water white e maior quantidade de compostos neutros. Existe a possibilidade dos compostos neutros da pitch apresentarem atividade antioxidante devido a se verificar uma degradação de cor mais significativa da colofónia water white à medida que a temperatura aumenta em comparação com a colofónia. Isto indica que a colofónia possui certos compostos com resistência à oxidação e que estes podem ter constituído a composição da pitch durante o processo de refinação. Por este motivo, é de interesse avaliar a atividade antioxidante dos compostos neutros deste material. Além do mais, uma vez que a resina é produzida como um mecanismo de defesa, os compostos neutros presentes na pitch podem vir a demonstrar atividade antimicrobiana. Neste estudo pretendeu-se separar, identificar e caracterizar os compostos neutros presentes na pitch proveniente de duas espécies de pinheiro - Pinus elliotii e Pinus pinaster - através das técnicas de ionização por eletrospray acoplada a espetrometria de massa em tandem (ESI-MS/MS), cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a espetrometria de massa (HPLC-MS), cromatografia gasosa acoplada a espetrometria de massa (GC-MS), espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier com acessório de refletância total atenuada (FTIR-ATR) e ressonância magnética nuclear (RMN). Também se avaliou o impacto destes compostos no desempenho das colofónias através da realização de análises de qualidade da pitch e a sua atividade antioxidante e antibacteriana.

Resin is a viscous liquid produced by pine trees as a defense mechanism against herbivores and pathogens, one of its components being rosin. Rosin is the solid and non-volatile fraction of the resin, being the main raw material used by the company Eurochemicals Pine Rosins Portugal S.A.. This material consists mainly of different resin acids and the company focuses on the chemical transformation of this acidic fraction in order to give rise to various products used by various chemical industries. In addition to resin acids, in the composition of rosin it is possible to find neutral compounds in small quantities. Pitch consists of the residue resulting from the process of molecular distillation (refining) of rosin to obtain water white rosin, a transparent rosin of high purity. Pitch contains a much smaller quantity of resin acids than water white rosin and a greater quantity of neutral compounds. There is a possibility that the neutral compounds of the pitch have antioxidant activity due to a more significant color degradation of the water white rosin as the temperature increases compared to the rosin. This indicates that the rosin has certain compounds with oxidation resistance and that these may have constituted the pitch composition during the refining process. For this reason, it is of interest to evaluate the antioxidant activity of the neutral compounds of this material. Furthermore, since the resin is produced as a defense mechanism, the neutral compounds present in the pitch may demonstrate antimicrobial activity. This study aimed to separate, identify and characterize the neutral compounds present in the pitch from two pine species - Pinus elliotii and Pinus pinaster - through electrospray ionization techniques coupled with tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS), high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (HPLC-MS), gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance accessory (FTIR-ATR) and nuclear magnetic resonance (RMN). It was also evaluated the impact of these compounds on the performance of rosins by performing analyzes of the quality of the pitch and its antioxidant and antibacterial activity.