Extração de xilooligossacarídeos por tratamento hidrotérmico de resíduos agroindustriais: envoltório do caroço de manga e bagaço de cana

Abstract

Os xilooligossacarídeos (XOS) podem ser obtidos a partir de biomassas lignocelulósicas, tais como resíduos agroindustriais. Possuem aplicação na indústria de alimentos por apresentarem atividade prebiótica, atuando na melhora das funções gastrointestinais, além de ação imunológica e outros benefícios à saúde. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar a extração de XOS a partir do envoltório do caroço de manga (ECM) e bagaço de cana (BC) utilizando tratamento hidrotérmico. Um estudo cinético nas pressões de 25 e 100 bar foi realizado por um período de 30 min para determinar o tempo de extração de XOS. A melhor condição foi avaliada quanto aos açúcares redutores (AR), açúcares redutores totais (ART) e os compostos fenólicos (CFT). Baseados nos resultados de AR, ART, pH e CFT, a condição de 15 min e 25 bar foi escolhida como a melhor condição de extração de XOS. Obteve-se 19,3 mg XOS/g resíduo no envoltório do caroço de manga (ECM) e 13,6 mg XOS/g resíduo para o bagaço de cana (BC) com grau de polimerização entre X2-X6. Além disso, foram obtidos 61,2 e 57,0 mg XOS/g resíduo com grau de polimerização X>6 para ECM e BC, respectivamente. Isso representa uma conversão da hemicelulose de XOS totais de 40,2% no ECM e 36,4% no BC. XOS com grau de polimerização X3 para ambos os resíduos foram obtido em maior concentração representando 41,4% dos XOS extraídos para envoltório do caroço de manga e 33,3% para o bagaço de cana, respectivamente. No balanço de massa utilizando como base de cálculo uma entrada de 100 kg obteve-se 8,05 kg e 7,05 kg de XOS totais para ECM e BC, respectivamente. Assim, destaca-se a importância deste trabalho, uma vez que não há relatos na literatura de estudos de extração de XOS a partir do EMC e do processo de extração aplicado.

Abstract: Xylooligosaccharides (XOS) can be obtained from lignocellulosic biomass, such as agro-industrial waste. It has applications in the food industry because they present prebiotic activity, acting in the improvement of gastrointestinal functions, in addition to immunological action and other health benefits. In this context, this work aimed to study the extraction of XOS from the mango seed shell (MSS) and cane bagasse (CB) using a hydrothermal treatment. A kinetic study at pressures of 25 and 100 bar was performed for 30 min to determine the extraction time of XOS. The best condition was evaluated for reducing sugars (RS), total reducing sugars (TRS), and phenolic compounds (PC). Based on the results of RS, TRS, pH, and PC, the 15 minute and 25 bar condition were chosen as the best XOS extraction condition. 19.3 mg XOS/g residue was obtained in MSS and 13.6 mg XOS/g residue for CB with a degree of polymerization between X2-X6. Also, were obtained 61.2 and 57.0 mg XOS/g residue with a degree of polymerization X> 6 for MSS and CB, respectively. It represents a conversion of hemicellulose from total XOS of 40,2% in MSS and 36.4% in CB. XOS with a degree of polymerization X3 for both residues was obtained in higher concentrations representing 41.4% of the XOS extracted for MSS and 33.3% for CB, respectively. In the mass balance using a 100 kg input as a calculation basis, 8.05 kg and 7.05 kg of total XOS were obtained for MSS and CB, respectively. Therefore, for the 25 bar condition, the more significant potential for getting XOS was achieved for MSS with values higher than those found for CB. Thus, the importance of this work stands out since there are no reports in the literature of studies on XOS extraction from this biomass and the applied extraction process.