Obtenção de corantes naturais a partir do resíduo da indústria de polpa de morango, amora e pêssego

Abstract

O Brasil é o terceiro maior produtor de frutas no mundo, sendo estas ricas em muitos nutrientes e compostos antioxidantes, os quais se concentram majoritariamente nas cascas e sementes. A indústria de processamento de frutas produz uma grande quantidade de resíduos agroindustriais, causando problemas ambientais e custos para as empresas. Estes resíduos são ricos em pigmentos que podem representar uma fonte potencial de obtenção de corantes naturais. Na indústria de alimentos, os carotenoides e as antocianinas são usados como corantes alimentares naturais, além de apresentarem importantes funções fisiológicas como a prevenção da degeneração celular, de doenças cardiovasculares, de processos anti-inflamatórios e anticancerígenos. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de corantes naturais a partir dos resíduos da indústria de processamento de polpas de frutas, utilizando três tipos de resíduos provenientes do processamento do morango, da amora e do pêssego. As análises foram efetuadas para identificação e quantificação dos pigmentos carotenoides (resíduo de pêssego) e de antocianinas (resíduos de morango e amora). As antocianinas do resíduo do morango foram extraídas utilizando etanol acidificado (1 %) com 5 diferentes ácidos: clorídrico, cítrico, tartárico, lático e fosfórico. Para a extração das antocianinas do resíduo de amora foram testados etanol e acetato de etila acidificados com ácido clorídrico (0,1 %) e finalmente para a extração de carotenoides do resíduo do pêssego foi utilizado etanol absoluto. Os ensaios de extração foram avaliados com base em um Planejamento Experimental Completo, para determinar a variação do volume de solvente (20 a 50 mL), o número de extrações (1 a 5) e o tempo (10 a 30 minutos) de extração para obter as melhores condições. No estudo com o resíduo do processamento da polpa de pêssego o aumento do número de extrações e quantidade de solvente proporcionou um maior rendimento na produção de carotenoides, com recuperação de 66 % do total de compostos, sendo que as condições otimizadas foram 4 extrações de 10 minutos usando 38,5 mL de etanol, o que representou 168,59 μg/ g de carotenoides totais, sendo que 67,55 μg/ g de β-caroteno, 86,75 μg/ g de criptoxantina, 12,08 μg/ g de zeaxantina e 2,2 μg/ g de luteína. Em relação ao resíduo proveniente do processamento da polpa de amora, o aumento do número de extrações proporcionou um maior rendimento de antocianinas e as condições otimizadas, com recuperação de 59 % dos compostos foram 3 extrações com 20 mL de etanol acidificado (0,1 % HCl) durante 10 minutos. Com tais condições, 25,95 mg de cianidina 3-glicosídeo foram obtidos em 100 g de resíduo de amora. Finalmente, para extração do resíduo do processamento da polpa de morango, um maior número de extrações e tempo mais prolongado proporcionou melhor rendimento nos extratos. Neste caso, as melhores condições que representaram 98 % de recuperação foram 20 mL de etanol (1 % HCl) em 4 extrações durante 12 minutos, onde obteve-se 703,45 μg/ g de pelargonidina 3-glicosídeo. Os resíduos de pêssego, amora e morango representam potenciais fontes de corantes naturais e a extração de tais compostos uma alternativa para o aproveitamento do material que é gerado e descartado no processamento das polpas.

Brazil is the world's third largest producer of fruits that are rich in many nutrients and antioxidants, which are concentrated mainly in the skins and seeds. The fruit processing industry produces a large quantity of agro-industrial waste, causing environmental problems and costs for businesses. These wastes are rich in pigments that may represent a potential source for obtaining natural dyes. In the food industry, the carotenoids and anthocyanins are used as natural food dyes, and present significant physiological functions such as the prevention of cell degeneration, cardiovascular diseases, anti-inflammation and anti-cancer. This study aimed to obtain natural dyes from waste of processing fruit pulp industry, using three types of waste from the processing of strawberry, blackberry and peach. The samples were analyzed for identification and quantification of the carotenoid pigments (peach waste) and anthocyanins (strawberry and blackberry waste). Anthocyanins were extracted from the strawberry waste using ethanol acidified (1 %) with 5 different acids: hydrochloric, citric, tartaric, lactic and phosphoric acid. For the extraction of anthocyanins from blueberry waste was tested ethyl acetate and ethanol acidified with hydrochloric acid (0.1 %), and finally for the extraction of carotenoids from peach residue was used absolute ethanol. Extraction tests were evaluated on full experimental design to determine the variation of the solvent volume (20 to 50 ml), the number of extractions (1 to 5) and time (10 to 30 minutes) to obtain the optimum conditions. In the study with the waste from peach pulp processing, the increasing of number of extractions and the amount of solvent provided higher yield in the production of carotenoids, with a recovery of 66 % of the composite total, and the optimized conditions were 4 extractions for 10 minutes using 38.5 mL of ethanol, obtaining to 168.59 μg/ g of total carotenoids, with 67.55 μg/ g of β-carotene, 86.75 μg/ g cryptoxanthin, 12.08 μg/ g zeaxanthin and 2.2 μg/ g lutein. About the waste from the processing of of blackberry pulp, increasing the number of extraction provides a higher yield of anthocyanins and optimized conditions, with 59 % recovery of compounds, were 3 extractions with 20 mL of acidified ethanol (0.1 % HCl) for 10 minutes. In these conditions, 25.95 mg of cyanidin 3-glucoside were obtained from 100 g of of blackberry waste. Finally, for the extraction from the residue of strawberry pulp processing, a greater number of extractions and longer time improved the yield in the extract. Thus, the optimal conditions responsible for 98 % of recovery were 20 mL of ethanol (1 % HCl) in 4extractionfor 12 minutes, which was obtained 703.45 μg/ g of pelargonidin 3-glucoside. The waste peach, blackberry and strawberry represent potential sources of natural dyes, and extraction of these compounds is an alternative to the use of the material generated and disposed in the pulp processing.