Technologies applied to the recovery of bioactive compounds from food fluids and their performance in the biosynthesis of nanometals: a case study with Morinda citrifolia

Abstract

A Morinda citrifolia, também conhecida como ?noni?, fornece frutos que são matéria-prima no preparo de alimentos e bebidas. No entanto, o processamento do fruto resulta na geração de grande quantidade de resíduos, dos quais as folhas representam ampla maioria. Levando-se em consideração que as folhas de noni são comprovadamente detentoras de alta quantidade de compostos bioativos com alto teor nutricional e propriedades fitoterápicas comprovadas, este estudo propõe a aplicação da concentração por congelamento em bloco multiestágio realizada pelo método de degelo passivo, conhecido como crioconcentração. Objetivando promover uma maior rapidez e eficiência no processo de retenção dos componentes bioativos presentes nas folhas de Morinda citrifolia, dois métodos de crioconcentração foram estudados: o degelo gravitacional e o método assistido por micro-ondas. A execução de ambos os processos de crioconcentração resultou em extratos concentrados que posteriormente foram utilizados como meio de reação para síntese de nanopartículas de prata. O efeito das etapas de crioconcentração sobre as características físicas e químicas das frações concentradas resultou em maior teor de fenólicos e sólidos totais, com alta eficiência na retenção de fenólicos comparado a suas respectivas porções iniciais. A aplicação dos extratos concentrados na biossíntese de nanopartículas de prata resultou em um material polidisperso, estável, com propriedades ainda mais destacadas quando comparadas com a biossíntese via uso dos extratos não concentrados. Pôde-se concluir que a utilização de ambos os sistemas de crioconcentração permitiu a obtenção de frações concentradas com promissor valor biológico e nutricional; indicando que a técnica também pode contribuir como referência no uso de uma tecnologia sustentável na geração de nanometais com propriedades aprimoradas.

Abstract: Morinda citrifolia, also known as ?noni?, provides fruits that are raw materials in the preparation of food and beverages. However, the processing of the fruit results in the generation of a large amount of waste, of which the leaves represent the vast majority. Taking into account that noni leaves are proven to contain a high amount of bioactive compounds with high nutritional content and proven phytotherapeutic properties, this study proposes the application of concentration by freezing in a multistage block performed by the passive thaw method, known as cryoconcentration. Aiming to promote greater speed and efficiency in the retention process of the bioactive components present in the leaves of Morinda citrifolia, two cryoconcentration methods were studied: the gravitational thaw and the microwave-assisted method. The execution of both cryoconcentration processes resulted in extract concentrates that were later used as a reaction medium for the synthesis of silver nanoparticles. The effect of the cryoconcentration steps on the physical and chemical characteristics of the concentrated fractions resulted in greater phenolic content and total solids, with higher efficiency in phenolic retention than their respective initial portions. The application of concentrated extracts in the biosynthesis of silver nanoparticles resulted in a polydisperse, stable material with even better properties when compared to biosynthesis via the use of non-concentrated extracts. We conclude that the use of both cryoconcentration systems allowed obtaining concentrated fractions with promising biological and nutritional value; indicating that the technique can also contribute as a reference to the use of sustainable technology in the generation of nanometals with improved properties.