Estrutura e identidade
O cariofileno destaca-se por possuir um anel de ciclobutano, bem como uma ligação dupla trans num anel de 9 membros, ambos raros na natureza. O seu nome IUPAC é (1R,4E,9S)-4,11,11-trimetil-8-metilidenobiciclo[7.2.0]undec-4-eno. O (-)-beta-cariofileno é a forma de beta-cariofileno mais comum e encontra-se em muitos óleos essenciais, sobretudo no óleo de cravinho. A fórmula molecular é C₁₅H₂₄ e a massa molecular é 204.35. Na forma (-), o estereocentro junto à ligação dupla exocíclica tem a configuração S e o estereocentro restante tem a configuração R; a forma (+) é o seu enantiómero. O cariofileno desempenha funções como atraente de insetos, metabolito e fármaco anti-inflamatório não esteroide.
Ocorrência
O cariofileno é um constituinte de muitos óleos essenciais, especialmente do óleo de cravinho, o óleo extraído dos caules e das flores de Syzygium aromaticum (cravinho), e dos óleos essenciais de Cannabis sativa, copaíba, alecrim e lúpulo. Encontra-se geralmente numa mistura com isocariofileno, o isómero da ligação dupla cis, e α-humuleno, um isómero com abertura do anel. O cariofileno é um sesquiterpeno comum entre as espécies vegetais. O beta-cariofileno está entre os componentes mais abundantes dos óleos essenciais vegetais. Também foi identificado em Camellia sinensis e Trichogonia grazielae.
O óleo essencial das flores de Cannabis contém aproximadamente 3.8-37.5% de cariofileno e o óleo essencial dos botões de cravinho, aproximadamente 1.7-19.5%. O óleo essencial de lúpulo contém aproximadamente 5.1-14.5% de cariofileno e o de orégãos, aproximadamente 4.9-15.7%. No óleo essencial de Piper nigrum, o β-cariofileno representa 9.5% e, no óleo de pimenta-branca, 14.4%. Outros óleos apresentam aproximadamente 7.8% na alcaravia-preta, 4.62-7.55% na lavanda, 6.9-11.1% na canela-verdadeira, 3.1-10.7% no ylang-ylang e 25.3% no malabathrum (Cinnamomum tamala).
A pimenta-branca é um produto transformado de Piper nigrum: os frutos são colhidos quando estão avermelhados, a casca exterior preta é removida e os frutos são secos ao sol. Os óleos de pimenta-preta e de pimenta-branca são ambos dominados por monoterpenos, entre os quais se destacam o α-pineno, o β-pineno, o 3-careno, o limoneno e o β-cariofileno. Os sesquiterpenos representam 12,3% do óleo de Piper nigrum e 19,6% do óleo de pimenta-branca.
Biossíntese
O cariofileno é biossintetizado a partir dos precursores terpénicos comuns pirofosfato de dimetilalilo e pirofosfato de isopentenilo. Na última etapa, o pirofosfato de farnesilo sofre uma ciclização intramolecular catalisada por uma enzima, formando cariofileno.
Propriedades e segurança
O cariofileno é insolúvel em água e solúvel em óleos e éter. Também é solúvel em etanol. Ratos aos quais foram administrados até 700 mg/kg por dia durante 90 dias não apresentaram efeitos tóxicos significativos. O cariofileno tem uma DL50 de 5.000 mg/kg em ratos. O beta-cariofileno oxidado consta da lista de alergénios de contacto reconhecidos em humanos.
A FDA classificou o cariofileno como geralmente reconhecido como seguro (GRAS) e aprova a sua utilização como aditivo alimentar, geralmente para aromatizar. O seu estatuto compendial é o do Food Chemicals Codex. Está sujeito às advertências de perigo H304 e H317 do GHS. Uma ficha de dados de segurança descreve-o como irritante para a pele e nocivo por ingestão, com risco de lesões pulmonares por aspiração. Em estudos agudos, causou anestesia local nos olhos de coelhos e inflamação após administração oral em ratos.
Metabolismo e atividade biológica
O 14-hidroxicariofileno óxido (C₁₅H₂₄O₂) foi isolado da urina de coelhos tratados com (-)-cariofileno (C₁₅H₂₄). O beta-cariofileno está a ser estudado em investigação básica pelo seu potencial efeito como agonista do recetor canabinoide do tipo 2 (recetor CB2). Administrado por via oral em doses inferiores a 5 mg/kg, produziu fortes efeitos anti-inflamatórios e analgésicos em ratos do tipo selvagem, mas não em ratos sem o recetor CB2.
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