Ácido cafeico: estrutura, propriedades, biossíntese, usos - Ciência - 2023

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o ácido cafeico É um composto orgânico que faz parte dos catecóis e dos fenilpropanóides. Sua fórmula molecular é C₉H₈OU₄. É derivado do ácido cinâmico e também é denominado ácido 3,4-di-hidroxicinâmico ou ácido 3- (3,4-di-hidroxifenil) -acrílico.

O ácido cafeico é amplamente distribuído nas plantas porque é um intermediário na biossíntese da lignina, que é um componente da estrutura da planta. Mas é abundantemente encontrado em bebidas como café e suas sementes.

Pode proteger a pele dos raios ultravioleta, resultando em ação antiinflamatória e anticâncer. O ácido cafeico previne a aterosclerose associada à obesidade e acredita-se que possa diminuir o acúmulo de gordura visceral.

Há evidências de que pode proteger neurônios e melhorar a função da memória, e que pode representar um novo tratamento para doenças psiquiátricas e neurodegenerativas.

Possui fortes propriedades antioxidantes, sendo o antioxidante mais poderoso entre os ácidos hidrocinâmicos. Também tem potencial uso na indústria têxtil e do vinho e como inseticida, entre outras aplicações.

Estrutura

Por ser um fenilpropanóide, o ácido cafeico possui um anel aromático com um substituinte de três carbonos. No anel aromático possui dois grupos hidroxila –OH e na cadeia de três carbonos há uma ligação dupla e um grupo –COOH.

Devido à dupla ligação, sua estrutura pode assumir a forma cis (o grupo dihidroxifenil e o –COOH no mesmo lado do plano da ligação dupla) ou trans (em posições totalmente opostas).

Nomenclatura

- ácido cafeico

- ácido 3,4-dihidroxicinâmico

- ácido 3- (3,4-dihidroxifenil) -acrílico

Ácido - 3- (3,4-dihidroxifenil) -propenóico

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino amarelo a laranja que forma prismas ou folhas.

Peso molecular

180,16 g / mol.

Ponto de fusão

225 ºC (derrete com decomposição).

Solubilidade

Fracamente solúvel em água fria, menos de 1 mg / mL a 22 ºC. Muito solúvel em água quente. Muito solúvel em álcool frio. Ligeiramente solúvel em éter etílico.

Constante de dissociação

pK_para = 4,62 a 25 ° C

Propriedades quimicas

As soluções alcalinas de ácido caféico são de cor amarela a laranja.

Localização na natureza

É encontrado em bebidas como café e mate verde, em mirtilos, beringelas, maçãs e sidras, sementes e tubérculos. Também é encontrada na composição de todas as plantas, pois é um intermediário na biossíntese da lignina, um constituinte estrutural destas.

Deve-se notar que a maior parte do ácido caféico nas plantas comestíveis é encontrada na forma de seus ésteres combinados com outros constituintes da planta.

Está presente como ácido clorogênico, encontrado, por exemplo, em grãos de café, várias frutas e batatas, e como ácido rosmarínico em certas ervas aromáticas.

Às vezes, é encontrada nas moléculas conjugadas dos ácidos caffeylquinic e dicaphenylquinic.

No vinho é conjugado com ácido tartárico; com ácido kaphtaric em uvas e suco de uva; em alface e escarola, na forma de ácido chicórico, que é o ácido dicafeiltartárico e caffeylmalic; em espinafre e tomate conjugado com ácido p-cumárico.

Em brócolis e vegetais crucíferos, é conjugado com ácido sinápico. No trigo e no farelo de milho, é encontrado na forma de cinamatos e ferulados ou ácido feruloilquínico e também em sucos cítricos.

Biossíntese

Moléculas fenilpropanóides, como o ácido cafeico, são formadas pela via biossintética do ácido chiquímico, via fenilalanina ou tirosina, tendo o ácido cinâmico como um importante intermediário.

Além disso, na biossíntese da lignina vegetal através da via da unidade fenilpropanóide, o ácido p-cumárico é convertido em ácido cafeico.

Utilidade para a saúde humana

É relatado que o ácido cafeico tem propriedades antioxidantes e supressoras da oxidação de gordura. Como antioxidante, é um dos ácidos fenólicos mais potentes, sendo a sua atividade a mais elevada entre os ácidos hidrocinâmicos. As partes de sua estrutura responsáveis por esta atividade são os ou-difenol e hidroxicinamil.

Estima-se que o mecanismo antioxidante passe pela formação de uma quinona a partir da estrutura do dihidroxibenzeno, pois oxida muito mais facilmente do que os materiais biológicos.

No entanto, em certos estudos, verificou-se que a estrutura semelhante à quinona não é estável e reage por acoplamento com outras estruturas através de uma ligação semelhante ao peroxil. O último é a etapa que realmente elimina os radicais livres na atividade antioxidante do ácido caféico.

O ácido cafeico é antiinflamatório. Protege as células da pele exercendo efeito antiinflamatório e anticancerígeno quando exposto à radiação ultravioleta.

Ele reduz a metilação do DNA em células cancerosas humanas, evitando o crescimento de tumores.

Tem ação antiaterogênica na aterosclerose associada à obesidade. Previne a aterosclerose ao inibir a oxidação de lipoproteínas de baixa densidade e a produção de espécies reativas de oxigênio.

Verificou-se que o éster fenetílico do ácido caféico ou caffeato de fenetil tem propriedades antivirais, antiinflamatórias, antioxidantes e imunomodulatórias. Sua administração oral atenua o processo aterosclerótico.

Além disso, o referido éster exerce proteção dos neurônios contra o suprimento de sangue inadequado, contra a apoptose induzida pela baixa quantidade de potássio na célula e a neuroproteção contra a doença de Parkinson e outras doenças neurodegenerativas.

Uso potencial contra obesidade

Alguns estudos indicam que o ácido cafeico exibe um potencial significativo como agente anti-obesidade por suprimir as enzimas lipogênicas (geradoras de gordura) e o acúmulo hepático de lipídios.

Camundongos com obesidade induzida por dieta rica em gordura receberam ácido cafeico e, como resultado, o ganho de peso corporal das amostras foi reduzido, o peso do tecido adiposo e o acúmulo de gordura visceral diminuíram.

Além disso, a concentração de triglicerídeos e colesterol no plasma e no fígado diminuiu. Em outras palavras, o ácido cafeico reduziu a produção de gordura.

Uso potencial contra a doença de Alzheimer

A doença de Alzheimer em certos indivíduos tem sido associada, entre outros fatores, a danos no metabolismo da glicose e resistência à insulina. Sinalização de insulina prejudicada em neurônios pode estar associada a distúrbios neurocognitivos.

Em um estudo recente (2019), a administração de ácido cafeico a animais de laboratório com hiperinsulinemia (excesso de insulina) melhorou certos mecanismos que protegem as células neuronais do ataque de estresse oxidativo no hipocampo e córtex.

Também diminuiu o acúmulo de certos compostos que causam toxicidade nos neurônios do cérebro.

Os pesquisadores sugerem que o ácido cafeico pode melhorar a função da memória, aumentando a sinalização da insulina no cérebro, diminuindo a produção de toxinas e retendo a plasticidade sináptica, ou a habilidade dos neurônios de se conectar entre si para transmitir informações.

Em conclusão, o ácido cafeico pode prevenir a progressão da doença de Alzheimer em pacientes diabéticos.

Uso potencial para outros transtornos psiquiátricos e neurodegenerativos

Experimentos recentes (2019) mostram que o ácido cafeico tem um efeito antioxidante e redutor na ativação da microglia no hipocampo de camundongos. Microglia é um tipo de célula que age eliminando elementos prejudiciais aos neurônios por fagocitose.

O estresse oxidativo e a ativação da microglia favorecem transtornos psiquiátricos e neurodegenerativos. Essas patologias incluem doença de Parkinson, doença de Alzheimer, esquizofrenia, transtorno bipolar e depressão.

Por sua capacidade de reduzir os efeitos mencionados, o ácido cafeico pode representar um novo tratamento para essas doenças.

Outros usos possíveis

Na industria textil

O ácido cafeico é útil para produzir um tipo de lã mais forte.

Usando a enzima tirosinase, foi possível inserir moléculas de ácido caféico em um substrato de proteína de lã. A incorporação desse composto fenólico na fibra da lã aumenta a atividade antioxidante, podendo chegar a 75%.

A fibra têxtil de lã assim modificada possui novas propriedades e características que a tornam mais resistente. O efeito antioxidante não diminui após a lavagem da lã.

Na industria alimentícia

O ácido caféico tem chamado a atenção por suas propriedades antioxidantes em nível biológico para ser usado como antioxidante em alimentos.

Nesse sentido, alguns estudos mostram que o ácido cafeico é capaz de retardar a oxidação de lipídios no tecido muscular de peixes e evitar o consumo do α-tocoferol nele presente. Α-Tocoferol é um tipo de vitamina E.

A ação antioxidante é alcançada através da cooperação do ácido ascórbico também presente no tecido. Essa interação ácido caféico - ácido ascórbico reforça sinergicamente a resistência do sistema aos danos oxidativos.

Na industria do vinho

Determinou-se que a adição de ácido cafeico às uvas vermelhas da variedade Tempranillo ou ao seu vinho leva a um aumento da estabilidade da cor do vinho durante o armazenamento.

Os resultados indicam que durante o envelhecimento ocorrem reações de copigmentação intramolecular que aumentam a estabilidade de novas moléculas e que isso influencia positivamente a cor do vinho.

Como inseticida

Em experiências com Helicoverpa armigera, Inseto lepidóptero, o ácido cafeico foi recentemente descoberto como tendo potencial como inseticida.

Este inseto habita e se alimenta de muitos tipos de plantas e colheitas.

Todos os grupos funcionais do ácido caféico contribuem para torná-lo um inibidor da protease, uma enzima encontrada no intestino desses insetos. Além disso, o ácido cafeico permanece estável no ambiente do intestino do inseto.

Ao inibir a protease, o inseto não consegue realizar os processos necessários ao seu crescimento e desenvolvimento e morre.

Seu uso seria uma forma ecológica de controle desses tipos de pragas.

Referências

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