Extração, purificação, identificação e encapsulação de compostos bioativos provenientes do resíduo do processamento da indústria vinícola

Abstract

O Brasil com sua economia fortemente baseada no agronegócio contribui para a geração de uma grande quantidade de resíduos agroindustriais resultante das etapas de processamento. Estes resíduos, representam um grave problema, pois aparentemente sem aplicação viável, são descartados diretamente ao meio ambiente. Muitos destes são ricos em compostos bioativos, amplamente reconhecidos pelos benefícios a saúde humana e aplicações tecnológicas, tais como as antocianinas reconhecidas pela atividade antioxidante e sua capacidade de coloração quando adicionada a alimentos e/ou produtos farmacêuticos. Neste trabalho investigou-se dois interesses distintos: o reaproveitamento do resíduo da indústria vinícola (borra do vinho tinto) através de tecnologias que sejam ambientalmente seguras e que garantam a qualidade dos produtos; e a utilização de produtos compostos por ingredientes naturais que ofereçam benefícios à saúde humana. Diante do exposto, o objetivo foi a obtenção de extratos de alto valor agregado obtidos através da otimização da técnica de extração sólido-líquido, de uma metodologia proposta para a purificação que aliou eficácia a baixo custo, da identificação dos compostos biológicos presentes e seu encapsulamento através de emulsões do tipo água/óleo e água/óleo/água que são amplamente utilizadas em uma variedade de aplicações na indústria. A borra do vinho tinto foi primeiramente caracterizada quanto as suas propriedades físico-químicas. A quantidade de compostos fenólicos totais presentes na borra do vinho tinto foi de 87,4 mg EAG.g-1. O valor médio encontrado para reduzir em 50 % a concentração inicial do radical DPPH foi de 2314 g de extrato/g de DPPH a 25 °C e 322,6 g de extrato/g de DPPH a 80 °C. As melhores condições de extração foram: concentração de HCl 1,75 N, extrato hidroalcoólico 70 % e temperatura de 35 °C, obtendo uma quantidade de antocianinas totais de 341,11 mg cyn-3-glu/100 g de amostra. A mistura de antocianinas obtida após a etapa de extração foi isolada através de uma combinação de extração líquido-líquido e cromatografia em coluna. A identificação das antocianidinas presentes no extrato e nas frações purificadas foi realizada por CLAE. A etapa de purificação permitiu obter uma antocianidina com um elevado grau de pureza (76,5 %). A fim de preservar as antocianinas destes extratos, foi utilizado o método de encapsulação por emulsificação/gelificação térmica com proteínas do soro do leite. As melhores condições encontradas foram concentração de proteína de 30 % (m/v), e a fração de volume da fase aquosa:fase oleosa de 15:85 (m:m). A eficiência de encapsulação foi de 73,1 %. A12encapsulação de antocianinas através de um sistema de emulsões múltiplas do tipo água/óleo/água foi testada. As frações volumétricas da fase dispersa e da fase contínua que se mostraram mais estáveis foram: 50:50 para a emulsão primária A/O e, para a emulsão secundária A/O/A, 60:40. Para as emulsões A/O obtidas, a concentração de span que apresentou emulsões primárias estáveis está na faixa de 3 a 5 % (m/m) e o diâmetro de Sauter para as gotículas da emulsão primária está na faixa de 3-8,6 µm. A desestabilização da emulsão múltipla A/O/A, após a adição do encapsulante, foi a principal dificuldade encontrada neste estudo. Os resultados sugerem que o pH baixo na fase aquosa interna pode ter sido uma das causas da instabilidade das emulsões que, com o passar do tempo, leva à desestabilização do sistema.<br>

Brazil, with its strong economy based on agribusiness contributes to the generation of a large amount of organic residues resulting from the processing steps. These wastes pose a serious problem as seemingly viable application, are discarded directly to the environment. Much of this is rich in bioactive compounds, widely recognized by the benefits to human health and technological applications, such as anthocyanins and antioxidant activity recognized by its coloring ability when added to foods and / or pharmaceuticals. This work investigated whether two distinct interests: the reuse of the residue of the wine industry (red wine lees) through technologies that are environmentally safe and to ensure product quality; and use of products made from natural ingredients that provide benefits to human health. The objective was to obtain extracts with high added value obtained by optimizing the technique of solid-liquid extraction, a proposed methodology for the purification which combined effectiveness at low cost , the identification of organic compounds and their encapsulation using emulsions of oil / water and water / oil / water which are widely used in a variety of applications in industry type. The dregs of red wine were first characterized as their physicochemical properties. The quantity of total phenolic compounds present in the red wine dreg was 87.4 mg EAG.g-1. The antioxidant capacity was determined by the DPPH method. The average value found in order to reduce in 50 % the initial concentration of the DPPH radical was 2314 g of extract/g of DPPH at 25 °C, and 322.6 g of extract/g of DPPH at 80 °C. The best extraction conditions were HCl concentration 1.75 N, hydro alcoholic extract 70 % and temperature 35 °C, obtaining a total quantity of anthocyanins of 341.11 mg cyn-3-glu/100 g of sample. The anthocyanins mixture obtained after the extraction phase was isolated through a combination of extract liquid-liquid and open column chromatography. The identification of anthocyanidins present in the extract and in the purified fractions was performed by HPLC. The purification phase permitted to obtain an anthocyanidin with a high purity level (76.5 %). In order to preserve the anthocyanins of these extracts it was used the encapsulation method through emulsification/thermic gelation with proteins from the milk whey. The best conditions found were protein concentration of 30 % (m/v) and the mass fraction in the aqueous phase:oily phase 15:85 (m:m). The encapsulation efficiency was 73.1 %. The encapsulation of anthocyanins through a system of multiple emulsions W/O/W was tested. The volumetric fractions of the disperse phase and of the continuous phase14that showed to be more stable were 50:50 for the primary emulsion W/O and 60:40 for the secondary emulsion W/O/W. For the W/O emulsions obtained the span concentration that showed stable primary emulsions is in between 3-8.6 µm. The multiple emulsion destabilization W/O/W after the encapsulant addition was the main difficulty found in this study. The results suggest that the low pH in the intern aqueous phase can have been one of the emulsions instability causes that, in the course of time, would lead to the destabilization of the system.