• Cascas e sementes de uva podem ser utilizadas para obtenção de um pigmento funcional

    Pesquisa realizada no Brasil identifica propriedades antioxidantes e antibacterianas encontradas nas cascas e sementes de uvas Bordô. Ao utilizar a técnica de spray drying e a maltodextrina como agente carreador, cascas e sementes da uva resultam em corante natural em pó, cujo potencial pode ser aplicado em diversos segmentos, como em alimentos, produtos farmacêuticos e cosméticos

    Resumo

    Cascas e sementes de uvas tintas, que sobram após a produção de vinhos e sucos, e que normalmente não são aproveitadas, retém grande quantidade de compostos fenólicos, como as antocianinas que conferem a cor roxa característica.

    Um estudo recente da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA/USP) utilizou esse subproduto da indústria vinícola para a extração desses compostos e obtenção de um pigmento em pó.

    Os pigmentos obtidos, pela secagem em spray dryer com diferentes temperaturas de entrada e diferentes concentrações do carreador maltodextrina, apresentaram-se em forma de pó fluido e com cor roxa intensa. O produto apresentou baixa umidade, baixa higroscopicidade e alta solubilidade em água, características interessantes para um ingrediente em pó.

    Além disso, o material foi bastante estável durante a estocagem e apresentou algumas propriedades funcionais interessantes, tais como, capacidade antioxidante, antibacteriana e capacidade de inibição da enzima arginase de Leishmania.

    O estudo “Aproveitamento dos subprodutos de vinificação da uva. Bordô (Vitis labrusca) para obtenção de pigmentos com propriedades funcionais” publicado recentemente, em duas partes, em importantes revistas internacionais da área de alimentos, mostrou que é bastante interessante o aproveitamento dos subprodutos do processamento de uvas para a obtenção de pigmentos em pó, com propriedades funcionais, e que podem ser aplicados como ingrediente, em diversos segmentos da indústria.

    Introdução

    A uva é uma das frutas mais cultivadas e consumidas em todo o mundo (XU et al. 2010). No Brasil, a safra de 2013 foi de 1.412.854 toneladas segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2014).

    O bagaço da uva consiste das cascas, do talo e das sementes dessa fruta, que sobram após o processo industrial para a produção de vinhos e sucos (MONRAD et al. 2010). Sendo responsável por cerca de 20 % do peso da uva processada para vinho (BAGCHI et al. 2000; SHRIKHANDE, 2000; LLOBERA; CANELLAS, 2007). No Brasil, a maior parte do bagaço de uva gerado na produção de vinhos, próximo de 59,4 milhões de quilos, considerando 18 kg de bagaço/100 litros de vinho, é tratado como resíduo com baixo valor, sendo utilizado, por exemplo, para a ração animal (ROKENBACH et al. 2011).

    No entanto, esse subproduto normalmente retém grande quantidade de compostos fenólicos, em torno de 20 – 30 % de fenólicos nas cascas e 60 – 70 % de fenólicos nas sementes (MONRAD et al. 2010). Entre esses compostos, estão as antocianinas que são os pigmentos que conferem cor roxa às uvas tintas e seus produtos. Além do poder corante, esses compostos apresentam diversas propriedades interessantes, tais como capacidade antioxidante e antibacteriana, por exemplo (HO; RAFI; GHAI, 2010).

    As antocianinas, pertencentes à classe dos flavonóides, são os pigmentos mais importantes das plantas vasculares; são inócuos e facilmente incorporados em meio aquoso, o que os torna interessantes para serem utilizados como corantes solúveis em água (GIUSTI; WROLSTAD, 2003). Porém, a estabilidade dessas moléculas pode ser afetada por diversos fatores tais como a variação de pH, altas temperaturas no processamento e estocagem, incidência de luz, presença de oxigênio, entre outros. Sendo assim, o estudo da estabilização de antocianinas tem sido o principal foco em estudos recentes devido ao seu grande potencial de aplicação e efeitos benéficos (CASTAÑEDA-OVANDO et al. 2009).

    A técnica de atomização ou spray drying tem sido utilizada por muitos anos na microencapsulação de ingredientes que são suscetíveis à degradação (RÉ, 1998; TONON et al. 2010). O processo consiste na secagem instantânea da mistura líquida contendo o composto de interesse e um agente carreador, obtendo-se um produto em forma de pó. Como a evaporação da água acontece de forma muito rápida, as partículas em pó não sofrem grandes danos pelas altas temperaturas utilizadas. Isso permite que compostos termossensíveis possam ser secos (RÉ, 1998).

    Em estudo recente, desenvolvido na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA), da Universidade de São Paulo (USP), em parceria com a Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF/USP), os subprodutos da produção de vinho, da uva Bordô foram utilizados na produção de um corante natural em pó, através da técnica de spray drying ou atomização, utilizando maltodextrina como agente carreador. A variedade de uva Bordô é uma das mais utilizadas no Brasil para a produção de vinhos e sucos. E é conhecida por apresentar alto teor de antocianinas (pigmento), o que torna os subprodutos dessa uva, um material de estudo interessante.

    O trabalho, publicado recentemente nas revistas Food Chemistry e também na Food and Bioproducts Processing objetivou o estudo do efeito das condições do processo de secagem em spray dryer sobre as propriedades físico-químicas dos pigmentos obtidos. Também foi avaliada a estabilidade dos pigmentos, quanto à perda da cor e do teor de antocianinas durante a estocagem. Além disso, foram investigados os teores de compostos fenólicos totais, a capacidade antioxidante, atividade antimicrobiana e capacidade de inibição da enzima arginase de Leishmania, que tem um papel central na infecção da leishmaniose.

    Desenvolvimento

    Os extratos obtidos a partir das cascas e sementes da uva Bordô, coletadas em vinícola do Estado de São Paulo, foram misturados com o agente carreador (maltodextrina) nas proporções de 10, 20 e 30 % de carreador com relação à massa de extrato. A mistura foi seca em atomizador com temperaturas de secagem de 130, 150 e 170°C, obtendo-se os pigmentos na forma de pó fluido e com coloração roxa intensa. Esses pigmentos foram utilizados nas diversas análises do estudo. O extrato seco por liofilização sem adição de carreador e o extrato líquido, também foram utilizados como comparação (SOUZA et al. 2013; 2014).

    Os resultados mostraram que as condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade e as isotermas de sorção de umidade sofreram maior influência da concentração de agente carreador. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Os produtos apresentaram de maneira geral, baixos teores de umidade, baixa higroscopicidade e alta solubilidade em água. Essas características são importantes quando se fala de produtos em pó, pois facilitam a manipulação, armazenamento, transporte, estocagem e aplicação desses produtos (SOUZA et al. 2013).

    Durante a estocagem dos pigmentos, foi observado que aqueles que continham maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor (SOUZA et al. 2013; 2014).

    Os produtos obtidos apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas e proantocianidinas, indicando um provável potencial bioativo. De fato, apresentaram capacidade antioxidante, como a de sequestrar radicais DPPH e reduzir o ferro. Foram capazes de inibir o crescimento das bactérias patogências Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes, ligadas a infecções de origem alimentar. E, além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%, o que indica um potencial para ser estudado na obtenção de um medicamento para combate á leishmaniose (SOUZA et al. 2014).

    Conclusão

    Nesse estudo, foi observado que os subprodutos da produção de vinho da uva Bordô, podem ser aproveitados para a obtenção de um ingrediente (pigmento) com valor agregado. Esse ingrediente por sua vez, tem potencial de aplicação em diversos segmentos, como em alimentos, produtos farmacêuticos e cosméticos, por exemplo.

    A pesquisa mostrou que esse ingrediente, além de potencial corante, pode ser aproveitado devido a outras propriedades, tais como, capacidade antioxidante, evitando a oxidação em produtos e trazendo esse benefício para o consumidor; e capacidade antibacteriana, evitando o crescimento e multiplicação de micro-organismos causadores de doenças em alimentos.

    Além disso, as altas porcentagens de inibição da enzima arginase do protozoário Leishmania, mostra que o produto merece ser investigado como ingrediente em algum fármaco de uso no tratamento da leishmaniose.

    Por fim, é importante destacar o fato de nesse estudo, ter sido utilizado um subproduto da indústria, que muitas vezes é descartado ou utilizado para alimentação animal, na obtenção de um ingrediente com propriedades funcionais.

    (*) Volnei Brito de Souza é engenheiro de alimentos pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) e mestre em engenharia de alimentos pela Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA) da Universidade de São Paulo (USP). Atualmente é aluno de doutorado do programa de engenharia de alimentos também da FZEA/USP.

    A pesquisa foi orientada pela Profª Drª Carmen Sílvia Fávaro Trindade da FZEA/USP. O trabalho contou ainda com a participação da Profª Drª Maria Inés Genovese da FCF/USP de São Paulo, que é especialista em compostos bioativos e capacidade antioxidante de compostos naturais. E do Prof. Dr. Edson Roberto da Silva da FZEA/USP, que é especialista em Leishmania e sua inibição por compostos naturais.

    Referências bibliográficas

    BAGCHI, D., et al. Free radicals and grape seed proanthocyanidin extract: Importance in human health and disease prevention. Toxicology, 148, 187–197, 2000.

    CASTAÑEDA-OVANDO, A., PACHECO-HERNÁNDEZ, M.L., PÁEZ-HERNÁNDEZ, M.E., RODRÍGUEZ, J.A., GALÁN-VIDAL, C.A. Chemical studies of anthocyanins. A review. Food Chemistry. 113, 859-871, 2009.

    GIUSTI, M.M., WROLSTAD, R.E. Acylated anthocyanins fromedible sources and their applications in food systems. Biochemical Engineering Journal. 14, 217-225, 2003.

    HO, C. T., RAFI, M. M., GHAI, G. Substâncias bioativas: Nutracêuticas e tóxicas. In S. DAMODARAN, K. L. PARKIN, & O. R. FENNEMA (Eds.), Química de alimentos de Fennema (4th ed., pp. 585–609). Porto Alegre: Artmed, 2010.

    IBGE – Instituto brasileiro de Geografia e Estatística. Levantamento sistemático da produção agrícola. 2012. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br> Acesso em: jun. 2014.

    LLOBERA, A., CANELLAS, J. Dietary fiber content and antioxidant activity of Manto Negro red grape (Vitis vinifera) pomace and stem. Food Chemistry. 101, 659-666, 2007.

    MONRAD, J. K., HOWARD, L. R., KING, J. W., SRINIVAS, K.,  MAUROMOUSTAKOS, A. Subcritical solvent extraction of anthocyanin from dried red grape pomace. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58, 2862-2868, 2010.

    RÉ, M. I. Microencapasulation by spray drying. Drying Technology, 16(6), 1195–1236, 1998.

    ROCKENBACH, I.I., RODRIGUES, E., GONZAGA, L.V., CALIARI, V., GENOVESE, M.I., GONÇALVES, A.E.S.S., FETT, R. Phenolic compounds content and antioxidant activity in pomace from selected red grapes (Vitis vinifera L. and Vitis labrusca L.) widely produced in Brazil. Food Chemistry. 127(1), 174-179, 2011.

    SHRIKHANDE, A.J. Wine by-products with health benefits. Food Research International. 33, 469-474, 2000.

    SOUZA, V. B., THOMAZINI, M., BALIEIRO, J. C. C., FAVARO-TRINDADE, C. S. Effect of spray drying on the physicochemical properties and color stability of the powdered pigment obtained from vinification byproducts of the Bordo grape (Vitis labrusca). Food and Bioproducts Processing. http://dx.doi.org/10.1016/j.fbp.2013.11.001. 2013.

    SOUZA, V.B., FUJITA, A., THOMAZINI, M., da SILVA, E.R., LUCON Jr, J.F., GENOVESE, M.I., FÁVARO-TRINDADE, C.S. Functional properties and stability of spray-dried pigments from Bordo grape (Vitis labrusca) winemaking pomace. Food Chemistry. 164, 380-386, 2014.

    TONON, R. V., BRABET, C., HUBINGER, M. D. Anthocyanin stability and antioxidant activity of spray-dried açai (Euterpe oleracea Mart.) juice produced with different carrier agents. Food Research International, 43, 907-914, 2010.

    XU, C., ZHANG, Y., CAO, L., LU, J. Phenolic compounds and antioxidant properties of different grape cultivars grown in China. Food Chemistry. 119, 1557-1565, 2010.