Resíduo obtido do processamento de sucos de uva (Vitis labrusca L.): composição fenólica, bioacessibilidade in vitro e potencial biológico em células tumorais

Abstract

A uva e seus derivados são fontes importantes de minerais e polifenóis com propriedades bioativas. A principal razão para o interesse em estudar os polifenóis são suas propriedades antioxidantes e seu papel postulado na prevenção de doenças associadas ao estresse oxidativo, como câncer, doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. Durante a produção do suco de uva ocorre a geração de resíduos e a caracterização química deste material torna-se imprescindível para sua valorização e utilização tecnológica, além de contribuir para a sustentabilidade do setor produtivo. O resíduo de uva investigado neste estudo foi obtido da etapa de clarificação do suco de uva, onde ocorre à remoção dos sólidos que estavam suspensos (4 a 8%) em uma centrífuga decanter. Estudos que avaliem o perfil fenólico, elementar, bioacessibilidade dos fitoquímicos e propriedades bioativas do resíduo de uva obtido da centrifugação do suco são escassos, o que dificulta sua valorização e consequente aplicação industrial. O objetivo deste estudo foi caracterizar o resíduo obtido do processamento do suco de uva da variedade Bordô e Isabel (Vitis labrusca L.) quanto ao perfil fenólico, bioacessibilidade dos fenólicos e minerais após simulação gastrointestinal in vitro, e avaliar a atividade antiproliferativa in vitro. A análise de compostos fenólicos foi realizada utilizando espectrofotômetro UV-Vis e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-DAD). A composição mineral foi avaliada por espectrometria de emissão óptica de plasma indutivamente acoplado (ICP OES). A atividade antiproliferativa in vitro do resíduo de uva e das frações bioacessíveis foram avaliadas em células saudáveis (Raw 264.7 e Mn01) e cancerígenas (Caco-2, ACP02, ACP03, HepG2) utilizando o método MTT [brometo de 3-(4,5-dimetiliazol-2- il)-2,5-difeniltetrazólio]. A caracterização do perfil fenólico do resíduo de uva foi realizada após a otimização do método de extração, um método simples e rápido foi otimizado para extração de antocianinas. Os parâmetros de extração utilizados foram: relação sólido:líquido de 1:10 (p/v), tempo de extração de 5 min e concentração de solvente metanol:água de 85:15 v/v. O resíduo de uva Bordô e Isabel apresentaram diferença significativa (p<0,05) para todos os compostos fenólicos avaliados. As análises cromatográficas revelaram a presença de antocianinas mono e diglicosiladas em ambos os resíduos de uva.A catequina, epicatequina, ácido ferúlico, ácido caféico e trans-resveratrol são potentes antioxidantes e foram encontrados em altas concentrações nos resíduos de uva. A bioacessibilidade dos polifenóis e minerais foi avaliada após a digestão in vitro do resíduo de uva (fase oral, gástrica e intestinal). Após a simulação da digestão as frações bioacessíveis foram analisadas quanto a bioacessibilidade dos compostos fenólicos e minerais. Durante a digestão in vitro, mudanças importantes foram observadas nas concentrações de polifenóis e minerais após a passagem pelas fases gástrica e entérica. O trans-resveratrol, catequina e epicatequina apresentaram altos índices de bioacessibilidade. A concentração de polifenóis e minerais foi reduzida significativamente (p<0,05) ao final da fase intestinal. Independentemente da variedade da uva, os constituintes dos resíduos apresentaram maior atividade antioxidante na fase gástrica, o que foi relacionada à alta concentração de polifenóis nesta etapa. Os elementos Ca, Mg, Cu, Fe, Sr, Mn, Zn, Al, Ni e Pb não foram detectados na última fase de digestão, sendo pouco bioacessíveis.O resíduo de uva Bordô e Isabel inibiram a proliferação de células de adenocarcinoma do cólon, e a fração bioacessível destes resíduos aumentou a viabilidade celular de macrófagos murinos (Raw 264.7), linhagem que apresenta importantes funções de regulação imunológica. A caracterização fenólica e a bioacessibilidade in vitro dos compostos fenólicos e minerais, bem como estudos com cultura de células, visam a valorização deste resíduo da vitivinicultura brasileira sugerindo a sua aplicação no desenvolvimento de produtos com propriedades funcionais e nutracêuticas.

Abstract: The grape and grape derivatives are important sources of minerals and polyphenols with bioactive properties. The main reason for the interest in polyphenols is their antioxidant properties and their postulated role in the prevention of diseases associated with oxidative stress, such as cancer, cardiovascular and neurodegenerative diseases. During the production of grape juice, the generation of residues occurs and the chemical characterization of this material becomes essential for its valorization and technological use, in addition to contributing to the sustainability of the productive sector. The grape residue investigated in this study is obtained from the step of clarification of grape juice, where it occurs to the removal of suspended solids (4 to 8%), this process is carried out in a decanter centrifuge. Studies that evaluate the phenolic profile, elemental, bioaccessibility of the phytochemicals and bioactive properties of grape residue obtained from juice centrifugation are scarce, which makes it difficult to valorization and consequently to be applied industrially. The objective of this study was to characterize the phenolic profile of the residue obtained from processing of the grape varieties Bordo and Isabel (V. labrusca L.) and to evaluate the bioaccessibility of phenolics and minerals after gastrointestinal simulation in vitro and antiproliferative activity in vitro. The analysis of individual phenolic compounds was performed using UV-Vis spectrophotometer and high performance liquid chromatography (HPLC-DAD).The mineral composition was evaluated by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES).The in vitro antiproliferative activity of grape residue and bioaccessible fractions were evaluateds in healthy (Raw 264.7 and Mn01) and carcinogenic cells (Caco-2, ACP02, ACP03, HepG2) using the MTT method [3-(4.5-dimethylthiazol-2yl)-2.5-diphenyltetrazolium bromide].The characterization of the phenolic profile of the grape residue was performed after the optimization of the extraction method, the results presented a simple and fast extraction method was optimized for extraction of anthocyanins. The extraction parameters used were:solvent:solid ratio of 1:10 (w/v), extraction time of 5 min and concentration of solvent methanol:water of 85:15 v/v. The residue of grape juice Bordo and Isabel presented significant difference (p < 0.05) for all phenolic compounds evaluated. The chromatographic analyzes revealed the presence of mono and diglucosides anthocyanins in both grape residues. The anthocyanin identified at higher concentrations in the residue of grape Bordo was the malvidin-3,5-diglucoside. The catechin, epicatechin, ferulic acid, caffeic acid and trans-resveratrol are potent antioxidants and were found at high concentrations in grape residues. The bioaccessibility of the polyphenols and minerals were evaluated after the in vitro digestion of the grape residue. In vitro gastrointestinal digestion consists of three step, the phase oral, gastric and intestinal. After digestion simulation the bioaccessible fractions were analyzed for bioaccessibility of phenolic and mineral compounds. During in vitro digestion, important changes were observed in the concentrations of polyphenols and minerals after passage through the gastric and enteric phases. The trans-resveratrol, catechin and epicatechin showed high indexes of bioaccessibility. The concentration of polyphenols and minerals was significantly reduced (p<0.05) at the end of the intestinal phase. Regardless of the grape variety, the constituents of the residues presented greater antioxidant capacity in the gastric phase, which was related to the high concentration of polyphenols in this step. The elements Ca, Mg, Cu, Fe, Sr, Mn, Zn, Al, Ni and Pb were not detected at the last phase of digestion, being poorly bioaccessible. The residue of grape Bordo and Isabel inhibited the proliferation of colon adenocarcinoma cells, and the bioaccessible fraction of these residues increased the cell viability of murine macrophages (Raw 264.7), a lineage that has important immune regulation functions. The phenolic characterization and in vitro bioaccessibility of the phenolic and mineral compounds, as well as studies with cell culture, aim at the valorization of this residue of Brazilian winemaking, suggesting its application in the development of products with functional and nutraceutical properties.