Phenolic composition and antioxidant activity assessment of southeastern and south Brazilian propolis

Abstract

Propolis is a resinous substance collected by honey bees Apis mellifera from several plant sources and used in the hive to seal the walls, to strengthen the ends of the honey comb or embalm dead invaders. The chemical specificity of propolis is directly determined by the variability of the plant origins and by geographical and climatic features of the collection site. The aim of this work was the quality assessment of 16 south and southeast Brazilian propolis samples through the identification and quantification of phenolic compounds using chromatographic and spectroscopic techniques such as HPLC and LC/DAD/ESI-MSⁿ. Generally, the samples presented a phenolic profile related to Brazilian green propolis with origin in Baccharis spp. leaves, where the caffeoylquinic acid derivatives as well as dihydrokaempferide and artepillin C were the main compounds. Moreover, DPPH^• free radical-scavenging activity, reducing power and differential pulse voltammetry were applied to evaluate the antioxidant activity. Differential pulse voltammetry proved to be a rapid and easy tool for the quantification of the total electroactive species present in the samples. The results revealed a richer phenolic composition and higher bioactivity in Minas Gerais samples rather than the southern ones.

El propóleos es una sustancia resinosa recogida por la abeja melífera Apis mellifera en varias fuentes vegetales que se usa en la colmena para sellar las paredes, reforzar los extremos de los cuadros de miel o embalsamar invasores muertos. La especificidad química del propóleos está directamente determinada por la variabilidad de los orígenes de las plantas y por las características geográficas y climáticas del lugar de recolección. El objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad de dieciséis propóleos brasileños del sureste y el sur a través de la identificación y cuantificación de compuestos fenólicos utilizando técnicas cromatográficas y espectroscópicas como HPLC y LC / DAD / ESIMSn. En general, las muestras presentaron un perfil fenólico relacionado con el propóleos verde brasileño con origen en las hojas de Baccharis spp., donde los derivados del ácido cafeoilquínico, así como dihidrokaempferide y artepilina C fueron los principales compuestos. Por otra parte, la actividad de barrido de radicales libres DPPH^•, la reducción de la potencia y la voltametría de pulso diferencial se aplicaron para evaluar la actividad antioxidante. La voltametría de pulso diferencial demostró ser una herramienta rápida y fácil para la cuantificación de las especies electroactivas totales presentes en las muestras. Los resultados revelaron una composición fenólica más rica y una mayor bioactividad en muestras de Minas Gerais que en las del sur.

Keywords:

• propolis
• HPLC
• LC-MS
• antioxidant activity
• artepillin C
• differential pulse voltammetry

Acknowledgements

N. Vale thanks Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT, Portugal) for financial support to Research Unit on Applied Molecular Biosciences, UCIBIO/REQUIMTE, through project UID/Multi/04378/2013, and also for granting Nuno Vale an “Investigador FCT” position (Ref. IF/00092/2014). Thanks to FCT for financial support given to CIMO (UID/AGR/00690/2013). Ligia B. Almeida-Muradian thanks CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) for financial support and Alexandre Bera and Renato Sousa for technical support.