Impressão digital cromatográfica e espectroscópica para análise de metabólitos de Coffea arabica em condições de défict hídrico e excesso de radiação

A produtividade de um cafeeiro, assim como a abundância relativa de metabólitos presentes, está diretamente ligada ao déficit hídrico e quantidade de radiação. Várias regiões do Brasil vêm aumentando os níveis de irrigação devido às mudanças climáticas drásticas, até mesmo onde as chuvas são favoráveis para o cultivo. O conjunto dos metabolitos de uma espécie biológica é chamada metaboloma e é por meio deste que se obtém uma “impressão digital” da planta. Neste estudo, utilizou-se planejamento experimental do tipo centróide-simplex em amostras de Coffea arabica de genótipo IAPAR59, extraídas em diferentes proporções de solvente extrator etanol, diclorometano e hexano. Em seguida, os extratos foram analisados utilizando-se técnicas como infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectrofotometria no ultravioleta e vísível (UV-Vis) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os dados foram submetidos a métodos quimiométricos, assim, com os perfis metabolômicos dos extratos pôde-se discorrer a cerca de deficit hídrico e radiação excessiva. A abundância relativa de metabólitos foi proporcional a altura da planta, portanto, quanto maior a radiação maior produção de metabólitos para proteção e fotossíntese. O solvente hexano, mesmo com baixa absorbância, contribuiu para a formação da impressão digital, apresentando os três picos característicos de carotenóides: β-criptoxantina, gama-caroteno, β-caroteno, em especial prolicopeno e neurosporeno. Plantações autossombreadas e em excesso de radiação mostraram maiores valores de abundância relativa de metabólitos proporcionalmente às alturas, 40 ˂ 80 ˂ 120 cm, assim como clorofila alfa (principalmente) e beta, extraídas por solventes polares, que aumentam com exposição solar proporcionalmente à taxa fotossintética. Os metabólitos formadores da impressão digital irão depender das interações entre taxas hídrica e radiação. The productivity of a coffee tree, as well as the relative abundande of metabolites present, is directly linked to the water deficit and amount of radiation. Various regions of Brazil have increased the irrigation levels due to drastic climate changes, even where rainfall is favorable for cultivation. The set of metabolites of a biological species is called metabolome and it is through this that a "fingerprint" of the plant is obtained. In this study, it was used a simplex centroid experimental planning in samples of Coffea arabica of genotype IAPAR59, extracted in different proportions of ethanol extractor solvent, dichloromethane and hexane. After that, the extracts were analyzed using techniques such as Fourier transform infrared (FTIR), spectroscopy in the ultraviolet and visible (UV-Vis) and high performance liquid chromatography (HPLC). Data was submitted to chemometric methods, thereby, with the metabolomic profiles of the extracts it was possible to discuss about the water deficit and excessive radiation. It was found that the relative abundance of metabolite is proportional to the plant height, thus, the higher the radiation, greater the production of metabolites for protection and photosynthesis. The hexane solvent, even with low absorbance contributed to the formation of the fingerprint, presenting three characteristic peaks of carotenoids: β-cryptoxanthin, gamma-carotene, β-carotene, in particular prolycopene and neurosporene. Self-shaded crops with high levels of radiation showed increased concentrations of metabolites in proportion to heights, 40 ˂ 80 ˂ 120 cm. There are α chlorophyll concentrations (mostly) and β, extracted by polar solvents, which increase with sun exposure in proportion to the photosynthetic rate. Higher concentrations of fingerprint trainers of metabolites will depend on the interactions between the rate of radiation and water.