Determination of phenolic compounds and antioxidant potential of aqueous extracts of Curcuma longa L., Piper nigrum L. and Cuminum cyminum: an experimental and a quantum-mechanical study

Ano: 2022 | Volume: 10 | Número: 1

Autores: Morgana A Freitas, Raynara I. A Machado, Isabelle H. M. Rocha, Lorena S. Lima, Lucas P. Coutinho, Norberto K. V. Monteiro, Pedro L. Neto, Selma E. Mazzetto, Hugo A. O. Rocha, Richele J. A Machado

Palavras-chave: bioactive compounds, antioxidant activities, density functional theory, frontier molecular orbitals

Resumo Português:

Objetivos: avaliar os compostos fenólicos e atividades antioxidantes dos extratos aquosos de C. longa, P. nigrum e C. cyminum bem como propor um modelo quanto-mecânico para avaliar a atividade antioxidante. Métodos: os extratos aquosos foram preparados por meio da utilização de raízes de Curcuma longa L., sementes de Piper nigrum L. e sementes de Cuminum cyminum. Os extratos foram submetidos a ensaios para detectar e quantificar compostos fenólicos e atividade antioxidante por diferentes métodos. Além disso, com objetivo de investigar a natureza eletrônica da atividade antioxidante dos principais compostos presentes nesses extratos, orbitais moleculares de fronteira (OMFs) foram obtidos pelo nível de teoria DFT/B3LYP/6-31G(d,p). Resultados: após as análises estatísticas dos resultados, a maior quantidade de compostos fenólicos com maior atividade antioxidante foi identificada no extrato aquoso do cominho (C. cyminum) em todos os ensaios realizados, quando comparados com os outros extratos testados. O modelo teórico baseado no método de Pietro está concordante com os resultados experimentais. Conclusão: este estudo possui uma proposta inovadora com a atividade antioxidante trivial combinada com cálculos quanto-mecânicos que podem servir para reduzir custos e tempo para predizer a atividade antioxidante de estudos futuros.

Resumo Inglês:

Objectives: Evaluation of phenolic compounds and antioxidant activities of aqueous extracts of C. longa, P. nigrum and C. cyminum. In addition to proposing a quantum-mechanical model to evaluate the antioxidant activity. Methods: The aqueous extracts were prepared using roots of the Curcuma longa L., seeds of the Piper nigrum L. and seeds of Cuminum cyminum. The extracts were subjected to tests to detect and quantify phenolic compounds and to assess their antioxidant capacity by different methods. Furthermore, to investigate the electronic nature of the antioxidant activity of the main compounds present in these extracts, frontier molecular orbitals (FMOs) were obtained by the DFT/B3LYP/6-31G(d,p) level of theory. Results: After statistical analysis of the results, a greater number of phenolic compounds and better antioxidant activity was identified in the aqueous extracts of cumin (C. cyminum) in all three assays performed, when compared to the other extracts tested. The theoretical model based on the Pietro method is in agreement with the experimental results. Conclusion: This study has an innovative proposal with the trivial antioxidant activity combined with theoretical quantum-mechanical calculations that can serve to reduce costs and time and to predict the antioxidant activity of subsequent studies.