Obtenção de licopeno do bagaço de tomate industrial "Solanum lycopersicum L." por técnicas não convencionais de extração e secagem

Abstract

O tomate (Solanum lypersicum L.) é um fruto pertencente a família das Solanaceas, podendo ser consumido cru ou processado. É a segunda hortaliça mais consumida no mundo e o Brasil figura como o maior produtor e consumidor de tomate industrial da américa latina. Contém muitos compostos antioxidantes em sua constituição, como os carotenoides (80-90% de licopeno e 7-10% de ß-caroteno), flavonoides, fenóis, vitamina C e vitamina E. Entretanto, por ser um fruto com vida-de-prateleira limitada e curto período de produção agrícola, o consumo mais frequente se dá na forma de produtos processados, gerando um subproduto, o bagaço de tomate, composto de peles, sementes e tecidos vasculares, que representam cerca de 4% da massa total do fruto. Com o intuito final de agregar valor a este subproduto oriundo da produção industrial de tomate, o presente trabalho teve por objetivo verificar a eficácia das técnicas não convencionais de secagem (leito de jorro) e de extração (Extração Assistida com Micro-ondas e Extração com Líquido Pressurizado), para a obtenção de extratos do bagaço de tomate industrial ricos em licopeno e capacidade antioxidante. Em todas as técnicas, solventes ambientalmente seguros (GRAS) foram utilizados, garantindo um produto final livre de toxicidade. As repostas analisadas foram rendimento, atividade antioxidante pelos métodos de DPPH, FRAP e branqueamento do sistema ß-caroteno, além da determinação do teor de licopeno por CLAE. Por meio do planejamento Box-Behnken e da função desejabilidade foi obtido que as condições que maximizam a obtenção de extratos com potencial antioxidante por EAM são: temperatura de 90 °C; 90 % de etanol e 10 % de acetato de etila; 3 min de operação. Já para ELP são: temperatura de 90 °C; 50 % de etanol + 50 % de acetato de etila e vazão de 2 mL·min-1. Houve diferença estatística entre as diferentes técnicas de secagem empregadas, as amostras secas em estufa com circulação de ar apresentaram, em média, um maior rendimento de extração, entretanto, menores teores de atividade antioxidante e de licopeno, desta forma, a técnica de secagem em leito de jorro é a mais recomendada para a secagem do bagaço de tomate, uma vez que houve uma maior preservação dos compostos de interesse. Dentre as técnicas de extração utilizadas, os maiores valores de rendimento foram obtidos no Soxhlet. Nessa técnica, a utilização do etanol como solvente de extração resultou em um maior rendimento, e o acetato de etila proporcionou maiores teores de licopeno e maior atividade antioxidante. Cada técnica de extração empregada resultou em extratos com constituições estatisticamente diferentes entre si, sendo os extratos obtidos por ELP os que apresentaram os maiores teores de atividade antioxidante e os extratos obtidos por EAM os que apresentaram os maiores teores de licopeno. O extrato obtido por EAM, previamente seco em leito de jorro foi responsável por obter o maior teor de licopeno deste estudo, 59,66 µg licopeno·g-1 de extrato, o que representa uma taxa de recuperação de licopeno de 66,93%, semelhante aos obtidos por outros autores em outras técnicas de extração, em apenas 3 min de extração, na comparação com o valor de licopeno de referência (89,14 µg licopeno·g-1 de extrato). Dessa forma, o presente estudo contribuiu para demonstrar alternativas viáveis de secagem e de extração de compostos do bagaço de tomate para a obtenção de licopeno de forma segura, mais econômica e mais sustentável.

Abstract: The tomato (Solanum lypersicum L.), is a fruit belonging to the Solanaceae family and can be eaten raw or processed. It is the second most-consumed vegetable in the world and Brazil figures as the largest producer and consumer of industrial tomatoes in Latin America. It contains many antioxidant compounds in its constitution, such as carotenoids (80-90% lycopene and 7-10% ß-carotene), flavonoids, phenols, vitamin C, and vitamin E. However, because it is a fruit with limited shelf life and a short period of agricultural production, the most frequent consumption is in the form of processed products, generating a by-product, the tomato pomace. It consists of skins, seeds, and vascular tissues, which represent about 4% of the total weight of the fruit. In order to add value to this by-product from industrial tomato production, the present work aimed to verify the effectiveness of non-conventional drying (spouted bed) and extraction techniques (Microwave-Assisted Extraction and Pressurized Liquid Extraction), to obtain extracts of tomato pomace rich in lycopene and antioxidant capacity. In all techniques, environmentally safe solvents (GRAS) were used, ensuring a final product free of toxicity. The responses analyzed were yield, antioxidant activity by the methods of DPPH, FRAP, and bleaching of the ß-carotene system, in addition to the determination of the lycopene content by HPLC. Through the Box-Behnken planning and the desirability function, it was obtained that the conditions that maximize the obtaining of extracts with antioxidant potential by MAE are: temperature of 90 °C; 90% ethanol and 10% ethyl acetate; 3 min of operation. For PLE they are: temperature of 90 °C; 50% ethanol - 50% ethyl acetate and flow rate of 2 mL·min-1. There was a statistical difference between the different drying techniques employed, the samples dried with air circulation oven shown, on average, a higher extraction yield, however, lower levels of antioxidant and lycopene activity, thus, the drying technique in spouted bed is the most recommended for drying tomato pomace, since there was greater preservation of the compounds of interest. Among the extraction techniques used, it was in Soxhlet that the highest yield values were obtained. In Soxhlet, the use of ethanol as an extraction solvent resulted in a higher yield, and ethyl acetate provided higher levels of lycopene and greater antioxidant activity. Each extraction technique employed resulted in extracts with statistically different constitutions, with extracts obtained by PLE having the highest levels of antioxidant activity and extracts obtained by MAE having the highest levels of lycopene. The extract obtained by MAE, previously dried in spouted bed, was responsible for obtaining the highest lycopene content in this study, 59.66 ug lycopene·g-1 extract, which represents a lycopene recovery rate of 66.93%, similar to those obtained by other authors in other extraction techniques, in just 3 min of extraction, in comparison with the reference lycopene value (89.14 ug lycopene·g-1 extract). In this way, the present study contributed to demonstrate viable alternatives for drying and extracting tomato pomace compounds to obtain lycopene safely, more economically and more sustainably.