Potencial bioativo da casca de abacaxi (Ananas comosus L.): caracterização físico-química, teor proteico, capacidade antioxidante e bioacessibilidade de fenólicos bioativos em codigestão com feijão comum

Abstract

O abacaxi, uma fruta popular no Brasil, gera volumes significativos de resíduos orgânicos durante seu beneficiamento, os quais possuem potencial nutricional e bioativo subutilizado. O objetivo deste trabalho foi realizar uma prospecção tecnológica e bibliográfica acerca da aplicabilidade dos resíduos do abacaxi na indústria de alimentos e analisar o potencial bioativo e proteico da casca do abacaxi em codigestão com o feijão, visando estudar possíveis interações. Realizou-se um estudo de prospecção tecnológica de patentes utilizando as bases de dados da Espacenet e Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), abrangendo as patentes internacionais e nacionais, respectivamente. Foram resgatadas 49 patentes concedidas na Espacenet, com pico entre os anos de 2016 e 2018. Destas, somente 10 estavam relacionadas ao aproveitamento dos resíduos do abacaxi, sendo 90% de origem chinesa. Patentes brasileiras não foram relatadas. No INPI, foram resgatados apenas 2 pedidos de patentes, evidenciando uma lacuna no desenvolvimento de tecnologias para o aproveitamento destes resíduos. Nos estudos experimentais, amostras de casca de abacaxi e feijão foram caracterizadas quanto à composição físico-química e utilizadas nos ensaios de codigestão in vitro, mimetizando as fases oral, gástrica e intestinal da digestão humana. Foi realizada a análise do teor de proteínas solúveis por Bradford e determinada a atividade antioxidante pelos métodos de captura de radicais livres e capacidade redutora do reagente Folin-Ciocalteu, antes e após a digestão in vitro. Além disso, investigou-se a extração de fenólicos e o impacto do molho prévio no teor de compostos bioativos do feijão. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA), seguida do teste Tukey. Os dados experimentais revelaram que a extração hidroetanólica a 70°C da casca de abacaxi obteve maior eficácia (p<0,05) na extração de compostos bioativos com capacidade redutora (337,7 mg GAE/100g) e antioxidante (301,3 µmol TEAC/100g). O feijão com processo de molho prévio ao cozimento (FCCM), quando comparado ao feijão cozido sem molho e ao feijão in natura, apresentou resultados inferiores de capacidade redutora (137,0 mg GAE/100g) e atividade antioxidante (185,4 µmol TEAC/100g). Apesar dessa redução ocasionada pelo molho prévio, esses resultados do FCCM foram selecionados para os cálculos do índice de bioacessibilidade (IB), visando representar o consumo habitual. A capacidade antioxidante do FCCM com casca de abacaxi da fase intestinal (731,6 µmol TEAC/100g) equiparou-se à casca de abacaxi (832,0 µmol TEAC/100g) e superou significativamente os resultados do feijão isoladamente (613,5 µmol TEAC/100g), destacando as interações sinérgicas dessas amostras. A codigestão apresentou IB da atividade antioxidante e da capacidade redutora de 300,8% e 105,5%, respectivamente, sendo significativamente superior à casca de abacaxi isoladamente, que apresentou 276,1% e 69,6%, respectivamente. A análise de Bradford para os extratos variou de 0,11 (casca de abacaxi) a 1,90 mg/g (FCCM) de proteínas solúveis totais. Através do IB, ficou evidente o potencial bioativo da casca combinada com o FCCM, sendo esta associação benéfica para aumentar a absorção de antioxidantes. Essa descoberta incentiva a pesquisa para aprimorar a extração de bioativos e explorar sua aplicação estratégica na indústria, visando promover a sustentabilidade e maximizar os efeitos sinérgicos da alimentação.

Abstract: Pineapple, a popular fruit in Brazil, generates significant volumes of organic waste during processing, which possess underutilized nutritional and bioactive potential. The aim of this study was to conduct a technological and bibliographic exploration regarding the applicability of pineapple waste in the food industry and to analyze the bioactive and protein potential of pineapple peel in co-digestion with beans, aiming to study possible interactions. A technological patent search study was conducted using Espacenet and the Brazilian National Institute of Industrial Property (INPI) databases, covering international and national patents, respectively. Forty-nine patents granted in Espacenet were retrieved, with a peak between 2016 and 2018. Of these, only 10 were related to pineapple waste utilization, 90% of which originated from China. Brazilian patents were not reported. In INPI, only 2 patent applications were retrieved, indicating a gap in technology development for waste utilization. In experimental studies, samples of pineapple peel and beans were characterized for physicochemical composition and used in in vitro co-digestion assays, mimicking the oral, gastric, and intestinal phases of human digestion. The soluble protein content was analyzed by Bradford method, and antioxidant activity was determined by free radical scavenging methods and the Folin-Ciocalteu reducing capacity assay, before and after in vitro digestion. Additionally, phenolic extraction and the impact of pre-cooking soaking on the bioactive compound content of beans were investigated. The experimental data were subjected to analysis of variance (ANOVA), followed by Tukey's test. The experimental data revealed that hydroethanolic extraction at 70°C of pineapple peel was most effective (p <0.05) in extracting bioactive compounds with reducing capacity (337.7 mg GAE/100g) and antioxidant activity (301.3 µmol TEAC/100g). Beans with pre-cooking soaking (FCCM), when compared to cooked beans without soaking and raw beans, showed lower results for reducing capacity (137.0 mg GAE/100g) and antioxidant activity (185.4 µmol TEAC/100g). Despite this reduction caused by pre-soaking, these FCCM results were selected for bioaccessibility index (BI) calculations, aiming to represent habitual consumption. The antioxidant capacity of FCCM with pineapple peel in the intestinal phase (731.6 µmol TEAC/100g) was comparable to pineapple peel (832.0 µmol TEAC/100g) and significantly exceeded the results of beans alone (613.5 µmol TEAC/100g), highlighting the synergistic interactions of these samples. Co-digestion showed BI of antioxidant activity and reducing capacity of 300.8% and 105.5%, respectively, being significantly higher than pineapple peel alone, which showed 276.1% and 69.6%, respectively. Bradford analysis for the extracts ranged from 0.11 (pineapple peel) to 1.90 mg/g (FCCM) of total soluble proteins. Through BI, the bioactive potential of the combination of peel with FCCM became evident, indicating this association as beneficial for increasing the absorption of antioxidants. This discovery encourages research to improve bioactive extraction and explore its strategic application in the industry, aiming to promote sustainability and maximize the synergistic effects of food.