Filho, J. A. L., Bueno M. I. M. S., Ferreira M. M. C., Ponce L. D. P. C., Cunha I. B. S., Custódio,A. R., Ribeiro M. C. M., "Análise de Componentes Principais na Determinação de Metais em Amostras de Própolis por Fluorescência de Raios-X" ["Principal component analysis in determination of metals in propolis samples by means of X-ray fluorescence"]. Poços de Caldas, MG, 25-28/05/1998: 21a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química: Perspectivas para a próxima década [21st Annual Meeting of the Brazilian Chemical Society: Perspectives for the next decade], Livro de Resumos [Book of Abstracts], 3 (1998) QA-126. Poster QA-126.
ANÁLISE
DE COMPONENTES PRINCIPAIS NA
DETERMINAÇÃO
DE METAIS EM AMOSTRAS DE PRÓPOLIS POR
FLUORESCÊNCIA
DE RAIOS-X
Antenor
Lopes de Jesus Filho1
(PG), Maria Izabel Maretti Silveira Bueno1
(PQ),
Márcia
Miguel Castro Ferreira1
(PQ), Lorena Del Piar Cornejo Ponce1 (PQ),
Idelnize
Barbosa da Silva Cunha2
(PQ), Angela Ramalho Custódio2 (PQ)
e
Maria
Cristina Marcucci Ribeiro3
(PQ)
1Instituto
de Química - Universidade Estadual de Campinas - Campinas - SP
2Faculdade
de Ciências Farmacêuticas - Universidade São Francisco
-
Bragança
Paulista - SP
Palavras-chave: própolis,
quimiometria, fluorescência de raios-X
A própolis é uma resina que
as abelhas coletam de diferentes
partes da
planta e depositam
em seus ninhos, com o objetivo
de vedar a entrada de ar
tornando assim
o ambiente praticamente asséptico na colmeia1.
Ultimamente, este
tipo de material
tem sido de grande interesse para
o mundo cietífico por ser
considerado fonte
natural no tratamento de muitas doenças2.
Existe uma grande
diferença
entre abelhas indígenas,
sem ferrão, como por
exemplo, a Jataí
(Trigona jaty)
e as européias importadas
Apis (Apis melliferas). As abelhas
indígenas Jataí
fazem seus ninhos (cortiços)
em plena natureza. As abelhas
européias Apis, entretando,
são criadas em colméias feitas pelo homem3.
O presente trabalho tem como
objetivo principal realizar
uma análise
exploratória
com um agrupamento e classificação
de amostras de própolis de
abelhas Jataí
e Apis, através de determinação
qualitativa e quantitativa de
elementos inorgânicos
presentes em sua composição e Análise Quimiométrica.
Para
isso, as análises
foram realizadas utilizando-se Espectrometria de Fluorescência
de
Raios-X de Energia
Dispersiva (EDXRF)4-6 e
o programa quimiométrico Pirouette
2.02 da Infometrix, Inc.,
Copyright 1997.
As 50 amostras de própolis,
divididas nos dois grupos de abelhas,
foram
então analisadas
usando um Espectrômetro Spectrace 5000,
com os seguintes
condições
de irradiação: Composição
do tubo de Raios-X: Filme
de Ródio;
Voltagem aplicada
no tubo de Raios-X:
14 kV; Corrente no tubo de Raios-X: 0,03
mA; Atmosfera
de irradiação: Vácuo;
Filtro de radiação: Nenhum;
Tempo de
irradiação:
100 segundos. As determinações quantitativas
foram realizadas através
de integração
de cada pico de emissão elementar,
utilizando-se o método de
Parâmetros Fundamentais
e os óxidos dos elementos como padrões
de calibração.
Além disso,
foi verificada, somente para as abelhas
Jataí, a influência do tipo de
extração
etanólica, ou seja, (a) a temperatura
do ambiente, mascerando po 20
dias, (b) em
estufa a 37ºC, mascerando por 24 horas e (c)
com extrator Soxhlet,
por 24 horas, não
ultrapassando 70ºC.
Os resultados obtidos por EDXRF foram dados em porcentagem
em peso. Os
elementos inorgânicos
encontrados em variadas concetrações foram
Al, Si, P, S,
K, Ca, Ti, Mn, Fe, Cu, Zn
e Pb.
Tratando os dados pelo programa
mencionado, pode-se verificar várias
variáveis com altas
correlações entre si (entende-se por variávesi
as concentrações
dos elementos).
Dentre estas correlações
significativas, vale mencionar
as
encontradas entre os elementos
Ca-P, Ca-S e Ca-K. Nestas correlações
pode-se
observar claramente
a separação e agrupamento dos
dois tipos de própolis. Na
Análise Hierárquica
de Agrupamentos, as classes Jataí
e Apis são novamente
separadas em dois blocos
muito bem distintos.
Usando a Análise de
Componentes Principais (PCA), com
os dados
devidamente processados,
o número de componentes principais suficientes
para
descrever os dados originais
foi 3 (acima de 90% de variância).
Assim, usando-se o PCA com 2 componentes,
verificou-se que somente as
componentes principais
1 e 2 são suficientes para
discriminar as classes das
abelhas Jataí
e Apis. Os elementos (variáveis) responsáveis
pela separação das
classes mencionadas foram
Al, K, Ca, Mn e Fe, o que pode ser verificado através do
gráfico de Loadings
PC1 versus PC2. Verificou-se que as própolis das abelhas Jataí
possuem teores mais altos
de alumínio e enxofre, comparados àqueles das
abelhas
Apis.
Pode-se afirmar portanto que este trabalho demonstrou
que a quimiometria é
uma ferramenta de
muita utilidade na classificação e agrupamento
de amostras de
própolis, através
da determinação por Fluorescência
de Raios-X dos elementos Al,
K, Ca, Mn e Fe. A priori,
a separação alcançada pode ser justificada já
que a abelha
Jataí vem de
um único local, norte de Minas Gerais, quase
divisa com Bahia, cuja
vegetação
predominante é a caatinga.
1 Ghisalberti, EL; Propolis:
A Review; Bee World; 60, 1979, p.59-84.
2 Marcucci, MC; Propolis:
Chemical
composition, biological properties and therapeutic activity;
Apidologie; 26, 1995, p. 83-99.
3 Fabichak, I; "Abelhas indígenas
sem ferrão - Jataí"; Coleção Brasil Agrícola;
Icone Editora; 1989.
4 Leyden, DE; "Fundamentals
of X-Ray Spectrometry as Applied to Energy-Dispersive Techniques",
Tracor X-ray, Mountain View, California,
1984.
5 Bertin, EP; "Introduction
to X-Ray Spectrometric Analysis", Plenum Publishing Corporation,
New
York, 1975.
6 Yap, CT; Multivariate
Anaysis of Trace Elements from EDXRF studies for Classification according
to origin; Applied Spectroscopy;
46, 1992, p. 843-847.
FAPESP,CNPq
PRINCIPAL
COMPONENT ANALYSIS IN
DETERMINATION
OF METALS IN PROPOLIS SAMPLES
BY
MEANS OF X-RAY FLUORESCENCE
Antenor
Lopes de Jesus Filho1
(PG), Maria Izabel Maretti Silveira Bueno1
(PQ),
Márcia
Miguel Castro Ferreira1
(PQ), Lorena Del Piar Cornejo Ponce1 (PQ),
Idelnize
Barbosa da Silva Cunha2
(PQ), Angela Ramalho Custódio2 (PQ)
e
Maria
Cristina Marcucci Ribeiro3
(PQ)
1Instituto
de Química - Universidade Estadual de Campinas - Campinas - SP
2Faculdade
de Ciências Farmacêuticas - Universidade São Francisco
-
Bragança
Paulista - SP
Key-words: propolis, chemometrics,
X-ray fluorescence analysis
Propolis is a resin which is collected by bees from different parts
of a plant and
is deposited into
nests with the purpose to close the enter of air. This
way, the nest
interior of the beehive
becomes antiseptic1. Recently, this kind
of material has become
very interesting in
scientific community becuase it is a natural means for treatment
of
many diseases2.
There is a significant difference between indigenous
bees without
sting, as for exampe
Jataí (Trigona jaty), and imported
European bees Apis (Apis
melliferas).
The indigenous bees Jataí make their nests in
nature. The European
bees Apis are created in
beehives made by human3.
The objective of the present work is to
perform an exploratory analysis with
clustering and classification
of propolis samples originated from Jataí and
Apis bees.
This is done
by qualitative and quantitative determination of
inorganic elements in
propolis and chemometric
analysis. The analyses were carried
out using Energy-
Dispersive X-Ray Fluorescence
Spectroscopy (EDXRF)4-6 and
chemometric program
Pirouette 2.02 of Infometrix,
Inc., Copyright 1997.
Fifty propolis samples from the two bee groups were analyzed using
a Spectrace
5000 spectrometer
under the following radiation conditions: X-ray tube
composition:
rhodium film;
X-ray tube voltage: 14 kV; X-ray
tube current: 0.03 mA; Radiation
atmosphere:
vacuum; Radiation filter: none;
Radiation time: 100 seconds. The
quantitative
determinations were carried out by
means of integration of each
elementary peak
from emission, applying the method of
Fundamental Parameters
and using oxide of
the elements as calibration standards. Besides this, the
influence
of ethanolic extracts was
verified for the Jataí bees: (a) at environmental temperature,
softening during 20 days,
(b) in stove at 37ºC, softening during
24 hours, and (c)
with an extractor Soxhlet
during 25 hours up to 70ºC.
The obtained EDXRF results were weight percentages. The inorganic
elements
found in various concentrations
were Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Cu, Zn, and
Pb.
When treating the data by the cited software, various high
correlations between
variables (element
concentrations) were observed.
Among these significant
correlations, it is worth
to mention Ca-P, Ca-S and Ca-K correlations. The correlations
show clearly separation
and clustering of the two propolis types. Hierarchical Cluster
Analysis demonstrates that
the Jataí and Apis classes are again separated
into two
very distinct clusters.
When using Principal Component Analysis (PCA) with adequately
preprocessed
data, the number of significant
principal components to describe the original data was
3 (with above 90% of the
variance).
When using PCA with only 2 principal components,
it was observed that the
principal components 1 and
2 were enough to discriminate the Jataí
and Apis bees.
The elements (variables)
responsible for this separation were Al, K, Ca, Mn, and
Fe,
what was clear
from the plot Loadings PC1 versus PC2.
It was verifyied that the
Jataí bees possessed
higher aluminium and sulfur contents than the Apís bees.
Therefore, it can be stated that this
work has shown that chemometrics is
a very useful
tools in classification and
clustering of propolis samples,
after
determination of
elements Al, K, Ca, Mn, and Fe by means
of X-ray fluorescence.
A priori, the noticed separation
can be justified because the Jataí bees are from
the
unique place at the
north of Minas Gerais, almost at the frontier
with Bahia whose
vegetation is predominanlty
caatinga.
1 Ghisalberti, EL; Propolis:
A Review; Bee World; 60, 1979, p.59-84.
2 Marcucci, MC; Propolis:
Chemical
composition, biological properties and therapeutic activity;
Apidologie; 26, 1995, p. 83-99.
3 Fabichak, I; "Abelhas indígenas
sem ferrão - Jataí"; Coleção Brasil Agrícola;
Icone Editora; 1989.
4 Leyden, DE; "Fundamentals
of X-Ray Spectrometry as Applied to Energy-Dispersive Techniques",
Tracor X-ray, Mountain View, California,
1984.
5 Bertin, EP; "Introduction
to X-Ray Spectrometric Analysis", Plenum Publishing Corporation,
New
York, 1975.
6 Yap, CT; Multivariate
Anaysis of Trace Elements from EDXRF studies for Classification according
to origin; Applied Spectroscopy;
46, 1992, p. 843-847.
FAPESP,CNPq