CABRAL, L. M. C.

CRUZ, A. P. G.

FREITAS, S. P.

GOMES, F. dos S.

TORRES, A. G.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Extração de compostos bioativos do bagaço da uva (Vitis vinifera L.).

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EXTRAÇÃO DE COMPOSTOS BIOATIVOS DO BAGAÇO DA UVA (Vitis vinifera L.) Ana Paula Gil Cruz1; Suely Pereira Freitas2; Alexandre Guedes Torres3; Flávia dos Santos Gomes4,  Lourdes M. C. Cabral5 1Doutoranda em Ciências de Alimentos, IQ/UFRJ ana_gil@uol.com.br; 2Eng. Quím., D.Sc., Escola de Química/UFRJ, freitasp@eq.ufrj.br; 3Nutricionista, D.Sc., IQ/UFRJ. torres@iq.ufrj.br; 4Eng de Alimentos, D.Sc., Embrapa Agroindústria de Alimentos, Rio de Janeiro/RJ fgomes@ctaa.embrapa.br; 5Eng Quím, D.Sc. Embrapa Agroindústria de Alimentos lcabral@ctaa.embrapa.br.  INTRODUÇÃO O processamento da uva para a obtenção de sucos, vinhos e derivados pela indústria vitivinícola gera diversos resíduos como o sarro, a borra, grainhas e o bagaço, sendo este último o mais representativo dos resíduos. Estima-se que aproximadamente 80% da produção mundial de uva sejam destinadas à fabricação de vinhos e que para cada 100 litros de vinho são gerados de 25 a 31 kg de resíduos sendo de 13 a 17 kg só de bagaço. Embora o Brasil não seja tradicional produtor e exportador de vinho encontra-se no ranking mundial como 10º exportador de suco de uva (NETTO, 2008) e 15º produtor mundial desta fruta (FAO 2007), que em 2008 atingiu sua maior marca (1,4 milhões de toneladas). Embora a produção nacional da uva encontra-se equitativamente distribuída entre o consumo in natura e o processamento, observou-se um incremento de 40% na produção de sucos de uva, integral e concentrado, em quatro anos atingindo a marca de 146 milhões de litros em 2007 (MELLO, 2008). Ao considerar que em 2009 cerca de 680 mil toneladas de uva foram destinadas à produção de sucos, vinhos e derivados pode-se inferir que a quantidade de bagaço gerada foi de aproximadamente 135 mil toneladas (20%). O bagaço é constituído de casca e semente e torna-se um grave problema ambiental, pois além de ser gerada grande quantidade em um curto espaço de tempo sua composição caracterizada pelo pH baixo, elevados teores de compostos fenólicos, antibacterianos e fitotóxicos que o torna um poluente (BUSTAMANTE et al., 2008). A destinação deste resíduo para ração animal e adubo é limitada devido à sua composição rica em compostos fenólicos (antinutricionais), porém tal fato o torna um resíduo de grande interesse para a recuperação destes mesmos compostos fenólicos que são reconhecidamente compostos com atividade antioxidante e potencialmente bioativos. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi identificar a melhor condição para a extração enzimática dos compostos com atividade antioxidante do bagaço da uva proveniente da prensagem da fruta.  MATERIAL E MÉTODOS A uva rosada adquirida no comercio local foi higienizada, desengassada e acondicionada em sacos confeccionados com tela nylon de 150 m os quais foram prensados em prensa do tipo rosca sem fim para a obtenção do suco e bagaço. Para a avaliação da melhor condição de extração foi realizado um planejamento fatorial completo 24 com triplicata no ponto central. Os fatores proporção solvente: substrato, porcentagem do preparado enzimático, pH e temperatura do meio extrator foram avaliados. A preparação enzimática comercial empregada nos experimentos foi a Rapidase® TF que apresenta atividade de hemicelulase e pectinase, podendo então atuar na parede celular do bagaço da uva permitindo o rompimento desta com maior facilidade aumentando assim a liberação dos compostos bioativos para o meio. Os níveis de pH (3 a 5,5) e temperatura (10 a 50ºC) foram estabelecidos com base nas características do preparado enzimático (Rapidase® TF – Aplication Data Sheet) e também visando a preservação dos compostos bioativos de interesse, sendo as antocianinas os mais sensíveis à temperatura e pH. A quantidade de enzima foi determinada segundo Santiago (2010), o tempo de extração foi de 120 minutos. Os extratos obtidos foram avaliados quanto aos teores de compostos fenólicos totais pelo método de Singleton & Rossi (1965) que emprega o reagente de Folin-Ciocalteu. Os teores de antocianinas totais e monoméricas foram quantificadas pelo método de pH diferencial (GIUSTI & WROLSTAD, 2001). Para a determinação da atividade antioxidante dos extratos, a extração foi conduzida segundo metodologia proposta por Rufino et al. (2007) e a quantificação pelo método do ABTS expresso em TEAC (RE et al., 1999).   RESULTADOS E DISCUSSÃO Para selecionar a melhor condição de extração, considerou-se a atividade antioxidante como a principal variável de resposta por expressar a potencialidade dos compostos bioativos extraídos (Tabela 1). Assim, pode-se considerar as condições experimentais com a razão solvente:substrato de 3:1, 30ºC, pH 4,0 como as mais indicadas para a extração dos compostos bioativos do bagaço de uva, nos dois níveis de concentração de enzima (0,4 e 1,2 L/100g bagaço). A temperatura e o pH selecionados encontram-se na faixa ótima de atuação da enzima, embora nas concentrações empregadas não verificou-se sua influência (p>0,05), muito provavelmente por ter sido usada em excesso.  Tabela 1. Planejamento experimental e resultados obtidos Ensaio T ºC pH Enzima Razão solvente:substrato AA AT AM FT 1 30 (-1) 2,0 (-1) 0,4 (-1) 1,0 (-1) 455,69 8,23 6,96 171,61 2 30 (-1) 2,0 (-1) 0,4 (-1) 3,0 (+1) 744,69 14,01 11,76 116,08 3 30 (-1) 2,0 (-1) 1,2 (+1) 1,0 (-1) 579,37 9,60 8,29 102,37 4 30 (-1) 2,0 (-1) 1,2 (+1) 3,0 (+1) 879,49 14,69 12,19 137,70 5 30 (-1) 4,0 (+1) 0,4 (-1) 1,0 (-1) 722,28 11,32 9,66 108,69 6 30 (-1) 4,0 (+1) 0,4 (-1) 3,0 (+1) 1560,19 22,28 18,95 229,63 7 30 (-1) 4,0 (+1) 1,2 (+1) 1,0 (-1) 992,00 14,18 12,16 152,68 8 30 (-1) 4,0 (+1) 1,2 (+1) 3,0 (+1) 1579,22 21,06 17,95 244,70 9 50 (1) 2,0 (-1) 0,4 (-1) 1,0 (-1) 658,72 17,77 15,17 147,37 10 50 (+1) 2,0 (-1) 0,4 (-1) 3,0 (+1) 1256,97 32,81 28,12 285,14 11 50 (+1) 2,0 (-1) 1,2 (+1) 1,0 (-1) 823,52 20,05 17,31 203,12 12 50 (+1) 2,0 (-1) 1,2 (+1) 3,0 (+1) 1072,08 30,96 26,31 231,34 13 50 (+1) 4,0 (+1) 0,4 (-1) 1,0 (-1) 496,72 15,00 12,73 114,27 14 50 (+1) 4,0 (+1) 0,4 (-1) 3,0 (+1) 786,31 26,55 22,56 193,68 15 50 (+1) 4,0 (+1) 1,2 (+1) 1,0 (-1) 536,13 18,33 15,62 144,48 16 50 (+1) 4,0 (+1) 1,2 (+1) 3,0 (+1) 784,90 24,10 20,50 171,25 17 40 (0) 3,0 (0) 0,8 (0) 2,0 (0) 750,14 21,70 18,94 166,87 18 40 (0) 3,0 (0) 0,8 (0) 2,0 (0) 902,71 20,08 17,37 175,59 19 40 (0) 3,0 (0) 0,8 (0) 2,0 (0) 824,77 23,42 20,51 198,38 T – temperatura; AA – Atividade Antioxidante (TEAC) expresso em mol Trolox/100g bagaço; AT – Antocianinas totais e AM antocianinas monoméricas expressas em mg de cianidina-3-glucosídeo/100g bagaço e FT – Fenólicos totais expresso em mg ácido gálico/100g bagaço.  Pela avaliação estatística dos dados, os fatores que mais influenciaram a extração das antocianinas, totais e monoméricas, foram a razão solvente:substrato, a temperatura e a interação pH e temperatura. No entanto, para a atividade antioxidante e compostos fenólicos o efeito da temperatura não foi significativo (p>0,05). Nos níveis selecionados para as variáveis independentes não foram observados pontos de máximo. Neste caso, novos ensaios devem ser realizados para otimização das condições de extração. Como esperado, o aumento da razão solvente:substrato favorece a extração dos compostos bioativos pois aumenta o gradiente de transporte de massa entre a fase sólida e a fase líquida. O efeito da temperatura foi significativo apenas para as antocianinas e apresentou apenas uma tendência para a atividade antioxidante (p=0,0558), provavelmente porque embora as antocianinas pertençam a classe dos compostos fenólicos, estas são mais sensíveis às variações de pH e temperatura (WROLSTAD et al., 2005), que atuam diretamente sobre o núcleo flavano desestabilizando-o e podendo ocasionar sua ruptura e formação de outros compostos fenólicos que podem apresentar ou não atividade antioxidante . CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Dentre os fatores avaliados neste estudo os que mais influenciaram a extração dos compostos bioativos do bagaço da uva foram a razão solvente:substrato, a temperatura e a interação entre pH e temperatura. Novos ensaios devem ser realizados reduzindo-se a concentração do preparado enzimático, pois este não apresentou um efeito significativo, na faixa selecionada.   AGRADECIMENTOS Á CAPES pelo suporte financeiro.  REFERÊNCIAS BUSTAMANTE, M. A. et al. Agrochemical characterization of the solid by-products and residues from the winery and distillery industry. Waste Management, v. 28, p. 372-380, 2008. FAO. FAOSTAT: countries by commodity: Top production – grapes - 2007. 2001.Disponível em: <http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx>. Acesso em 23 ago. 2010. GIUSTI, M. M. and WROLSTAD, R. E. Characterization and mesasurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. In WROLSTAD, R. E. (Ed.). Current Protocols in Food Analytical Chemistry. New York: Wiley, 2001. MELLO, L. M. R. Vitivinicultura brasileira: Panorama 2007. Artigo técnico (Embrapa Uva e Vinho), 2008. NETTO, C. G. Pesquisadora encontra substância anticancerígena em sucos de uva. Jornal da Unicamp, p. 9, 2008. RE, R.et al. Antioxidant activity applying an improved abts radical cation decolorization assay Free Radical Biology & Medicine, Vol. 26, nos 9/10, p. 1231–1237, 1999. RUFINO, M. S.M et al. Metodologia Científica: Determinação da atividade antioxidante total em frutas pela captura do radical ABTS.+. Comunicado Técnico (Embrapa Agroindústria Tropical), 2007. SANTIAGO, M. C. P. A. Avaliação via cromatografia líquida de alta eficiência do efeito da microfiltração do suco de amora-preta (Rubus spp.) sobre a composição das antocianinas majoritárias. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO, 2010.  SINGLETON, V. L. and ROSSI, J. A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of. Enol. Vitic., v.16, p.144-168, 1965. WROLSTAD, R. E.; DURST, R. W. & LEE, J. Tracking color and pigment changes in anthocyanin products. Trends in Food Science & Tecnology, v. 16, p. 423-428, 2005. 

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/873891/1/2010073.pdf

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