Recuperação de compostos bioativos de bagaço de uva por cultivos fúngicos em estado sólido comparado ao método de extração sólido-sólido

Abstract

O bagaço de uva, fonte de antioxidantes naturais, é um resíduo agro-industrial muito abundante e inexplorado. A partir do uso de técnicas de extração adequadas, tais compostos de interesse podem ser recuperados. Assim, neste trabalho, o estudo de duas técnicas de extração dos compostos bioativos de bagaço de uva é apresentado. A extração sólido-líquido dos compostos antioxidantes do resíduo vinícola foi otimizada através de um planejamento experimental e a influência das variáveis temperatura, concentração de etanol e Tween 80 foi investigada. O conteúdo de polifenóis totais (CPT) e atividade antioxidante (AA) (metodologias com os radicais DPPH• e ABTS•+) das amostras foram medidos. As condições ótimas de extração foram: 75 ºC; etanol, 28,8 %; Tween 80, 5 %. O valor encontrado de CPT foi de 21,55 mg GAE/gdw, enquanto que a AA obtida foi de 9,13 mmol TEAC/gdw e 178,34 mmol TEAC/gdw, para os ensaios com DPPH e ABTS, respectivamente. Todas as variáveis influenciaram significativamente (p < 0.05) o CPT, porém somente a temperatura e a concentração de etanol tiveram influência sobre a AA. Assim, os resultados sugerem que o etanol pode ser uma alternativa aos solventes orgânicos, de grau não-alimentício, ambientalmente incorretos. Além disso, observou-se que o uso do surfactante Tween 80 auxiliou a extração dos compostos bioativos. Outra técnica possível é o cultivo em estado sólido, uma vez que esse bioprocesso pode ser utilizado para recuperar os compostos bioativos de resíduos agroindustriais. As linhagens Aspergillus niger BLAn1, Phanerochaete chrysosporium BLPc1 e Penicillium sp. BLPen1 foram investigadas quanto à recuperação dos compostos bioativos e à produção de β-glicosidase (BG). As maiores atividades de BG foram, aproximadamente, 17,2, 8,3, e 13,5 U/g resíduo para as 3 linhagens, respectivamente. A atividade enzimática foi consideravelmente reduzida quando utilizada injeção de ar saturado no sistema. O CPT obtido foi de 21,15, 12,13, e 10,08 mg GAE/g resíduo, enquanto que a AA medida foi de 16,30, 11,35, e 10,57 mmol TEAC/g resíduo (método DPPH) e 158,61, 104,68, e 102,55 mmol TEAC/g resíduo (método ABTS) para BLAn1, BLPc1, e BLPen1, respectivamente. Tais resultados sugerem que a hidrólise enzimática dos fenólicos glicosilados permitiu maior concentração de fenólicos em sua forma aglicona, o que aumentou o seu poder sequestrante de radicais livres.

Grape pomace is an abundant agro-industrial residue that could be used as a source of natural antioxidants using appropriate techniques for their extraction. In this work, two different techniques are presented. The solid-liquid extraction of bioactive compounds from grape pomace was optimized by experimental design. Temperature, ethanol, and Tween 80 amounts were evaluated by measuring the total phenolic content and antioxidant activity of samples using DPPH and ABTS methods. Optimal conditions were: 75 ºC; ethanol amount, 28.8 %; Tween 80 amount, 5 %. The total phenolic content was 21.55 mg GAE/gdw, whereas the antioxidant activity was 9.13 mmol TEAC/gdw and 178.34 mmol TEAC/gdw, respectively. The variables showed to significantly affect the total phenolic content (p < 0.05), but only temperature and ethanol amount influenced the antioxidant activity. Results suggest that ethanol could be used to replace non-food grade and environmentally problematic organic solvents, while the use of Tween 80 could improve the solidliquid extraction. On the other hand, solid-state cultivation was also carried out, since is a bioprocess that represents an attractive alternative for the production of bioactive compounds from agro-industrial wastes used as substrates. The strains Aspergillus niger BLAn1, Phanerochaete chrysosporium BLPc1, and Penicillium sp. BLPen1 were evaluated in the recovery of antioxidant compounds and β-glucosidase (BG) production. The highest BG activities were approximately 17.2, 8.3, and 13.5 U/g pomace for the 3 strains, respectively. The enzyme activity was considerable reduced with moisture-saturated air injection in the system. The total phenolic content obtained were 21.15, 12.13, and 10.08 mg GAE/g pomace, while the highest antioxidant activity released were 16.30, 11.35, and 10.57 mmol TEAC/g pomace (by DPPH assay) or 158.61, 104.68, and 102.55 mmol TEAC/g pomace (by ABTS assay) for BLAn1, BLPc1, and BLPen1 respectively. These results suggest that the enzyme hydrolysis of phenolic glycosides leads to increased concentrations of free phenolics and enhanced radical-scavenging potential of pomace.