Obtenção de extratos bioativos de feijoa - Acca sellowiana (O. Berg) Burret - por métodos a baixa e alta pressões

Abstract

A feijoa - Acca sellowiana (O. Berg) Burret - também conhecida como goiaba-serrana, por sua semelhança à goiaba tradicional (Psidium guajava L.), é uma fruta pertencente à família das mirtáceas. Embora nativa das regiões serranas dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, esta fruta é cultivada em outros países como Estados Unidos, Colômbia e, em especial, na Nova Zelândia, onde a feijoa é amplamente distribuída in natura ou processada, como no caso de sucos e bebidas. O processamento da feijoa origina resíduos compostos basicamente por casca e uma pequena parcela de polpa aderida à casca, os quais apresentam uma elevada concentração de compostos bioativos benéficos à saúde humana. O rendimento destes resíduos pode ser superior a 50% da fruta. Com o intuito final de agregar valor a estes subprodutos oriundos da produção industrial da feijoa, o presente trabalho teve por objetivo a obtenção de extratos da casca e da folha de feijoa por técnicas a baixa pressão como Soxhlet e Extração Assistida por Ultrassom (EAU) e técnicas a alta pressão, tais como Extração Supercrítica (ESC) e Extração com Líquido Pressurizado (ELP), em regime dinâmico de extração. Em todas as técnicas, solventes e cossolventes ambientalmente seguros, os chamados GRAS, sigla inglesa para Generally Recognized As Safe, foram utilizados, garantindo um produto final livre de qualquer traço de toxicidade. Para os extratos da casca, os mais elevados rendimentos, teores de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante foram obtidos por ELP, nas temperaturas de 55 e 80 °C e ao utilizar a mistura etanol-água como solvente, indicando uma alta polaridade dos compostos presentes na casca da feijoa e a não influência das altas temperaturas na bioatividade dos extratos. Para a folha, o aumento na temperatura de 40 para 80 °C elevou o rendimento global e as propriedades bioativas dos extratos, sendo que a técnica ELP se mostrou mais eficaz que as demais, e a mistura etanol-água, mais uma vez, o solvente com os mais proeminentes resultados. Como alternativa para a técnica ELP, avaliou-se a influência da substituição de um regime dinâmico de extração por 2 ciclos em regime estático, utilizando-se o mesmo tempo total aplicado em regime dinâmico. Os resultados obtidos foram promissores e colocam a ELP, tanto em regime estático quanto em regime dinâmico, como um método de extração altamente eficaz na obtenção de compostos bioativos de feijoa, bem como uma alternativa viável também em termos econômicos e ambientais frente aos métodos convencionais de extração. O coeficiente de correlação de Pearson foi aplicado com o intuito de avaliar a correlação entre Compostos Fenólicos Totais (CFT) e as atividades antioxidantes determinadas pelos métodos de redução do íon 2,2-difenil-1-picril-hidrazila (DPPH) e método de redução do íon férrico (FRAP, sigla em inglês para Ferric Reducing Ability Power). Devido aos altos valores obtidos, em especial, para a correlação CFT e DPPH, podem-se atribuir aos compostos fenólicos, as altas atividades antioxidantes observadas tanto para casca quanto para folha de feijoa. Embora os extratos de casca obtidos pela ESC não tenham apresentado resultados promissores em termos de CFT e atividade antioxidante, observou-se inibição ao crescimento bacteriano em concentração de 6.750 µg.mL-1 e atividade bactericida contra cepas Gram-positivas e Gram-negativas a 13.500 µg.mL-1, no extrato obtido a 300 bar, 55 °C e com 5 % de etanol como cossolvente. Em contrapartida, o extrato de folha obtido pela ESC a 300 bar, 55 °C e 15 % de etanol-água como cossolvente, apresentou resultados promissores tanto em termos de atividade antioxidante quanto em termos de atividade antibacteriana, agregando ainda mais valor ao extrato. Por fim, o perfil cromatográfico dos extratos da casca e folha obtidos por Soxhlet, ESC e ELP e com os melhores resultados em termos de CFT, foi realizado através Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acoplada à Espectrometria de Massas (HPLC-ESI-MS/MS, sigla em inglês para High Performance Liquid Chromatograph-Mass Spectrometry). Ácido gálico, ferúlico e elágico, além de catequina e isoquercetina, foram os compostos majoritários identificados e devidamente quantificados; contudo, suas baixas concentrações em comparação ao alto teor de CFT sugere a atribuição majoritária aos taninos condensados, uma classe de polímeros fenólicos de alto peso molecular e presentes em abundância na feijoa, mas não identificados por HPLC, pelas altas atividades antioxidantes dos extratos.

Abstract : Feijoa - Acca sellowiana (O. Berg) Burret - also known as pineapple guava and guavasteen due to its resemblance do the traditional guava (Psidium guajava L.) is a Myrtaceae fruit. Although it is native to the highlands of Santa Catarina and Rio Grande do Sul, south of Brazil, this fruit is also cultivated in other countries such as United States, Colombia and mainly New Zealand, where feijoa is widely distributed in natura or processed to produce juices and beverages. The wastes from feijoa processing are composed of primarily skin and pulp adhered to the skin and contain large amounts of bioactive compounds that are beneficial to human health. The total feijoa waste may reach more than 50 % per fruit. Aiming for add value to feijoa wastes originated by fruit processing, the objective of the present work was to obtain extracts from feijoa skin and leaves by using low-pressure methods such as Soxhlet and Ultrassound Assisted Extraction (UAE) and high-pressure methods such as Supercritical Fluid Extraction (SFE) and Pressurized Liquid Extraction (PLE) in dynamic and static mode. Generally Recognized as Safe (GRAS) solvents and co-solvents were used providing extracts free from any toxic compound. The highest global yields, total phenolic compounds (TPC) and antioxidant activities found for the skin extracts were obtained by PLE at 55 and 80 °C with ethanol-water as solvent indicating that the bioactive compounds present in feijoa extracts show high polarity indexes. Moreover, the results indicate a resistance of the bioactive compounds to the high temperatures applied. The increase of temperature from 40 to 80 °C was also positive for feijoa leaf extracts, providing highest global yields, TPC and antioxidant activities by using PLE method. Regarding to the solvent, ethanol-water mixture provided the best results. Additionally, the dynamic mode performed in PLE assays during 50 min was changed to a static mode comprised by 2 cycles 25 min each. The obtained results were promising and present PLE both in dynamic and static mode as a highly efficient extraction method to obtain bioactive compounds as well as a viable alternative in economic and environmental terms comparing to the conventional methods. The Pearson s correlation coefficient was applied in order to evaluate the correlation between TPC and the two antioxidant activity methods, the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) reduction method and the Ferric Reducing Ability Power (FRAP) method. Due to the high correlations observed mainly between TPC and DPPH, the high antioxidant activity found in feijoa peel and leaf extracts may be attributed to the TPC. Although skin extracts obtained by SFE did not present promising results in terms of TPC and antioxidant activity it was observed antibacterial activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria from the extract obtained at 300 bar, 55 °C, 5 % ethanol-water as co-solvent at 6,750 µg.mL-1 concentration. Moreover, the same extract showed bactericidal activity at 13,500 µg.mL-1 concentration. On the other hand, leaf extract obtained by SFE at 300 bar, 55 °C and 15 % ethanol-water as co-solvent showed promising results both antioxidant and antibacterial activities adding value to the extract. Finally, the phenolic compounds profile from feijoa skin and leaf extracts obtained by Soxhlet, SFE and PLE with the best results in terms of TPC was performed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC-ESI-MS/MS). Gallic acid, ferulic acid, ellagic acid, catechin and isoquercetin were the major compounds identified and properly quantified, however, their low concentrations compared to the high TPC suggest that the high antioxidant activities found in the extracts may be due mainly to the presence of condensed tannins, a class of phenolic polymers with high molecular weight but not identified by HPLC.