Compostos fenólicos da maçã : extração, perfil e classes fenólicas, atividade antioxidante, processamento e avaliação termoanalítica

Abstract

Resumo: Maçãs e seus produtos contêm quantidades significativas de compostos fenólicos, que desempenham um papel importante na manutenção da saúde humana, uma vez que têm um efeito preventivo contra vários tipos de doenças como o câncer, doenças cardiovasculares, diabetes e neuropatias (Capítulo 1). Desta forma, a fim de estudá-los foi realizada a otimização da extração de compostos fenólicos de maçãs de mesa nacionais empregando metodologia de superfície de resposta (RSM) utilizando como solventes metanol e acetona (Capítulo 2). A acetona extraiu uma maior quantidade de compostos bioativos e, consequentemente, seus extratos apresentaram maior capacidade antioxidante. No entanto, o ácido 5-cafeoilquínico e a floridzina tiveram rendimentos superiores na extração com o metanol. A distribuição destes compostos, assim como o efeito do estádio de maturação e da cultivar foi avaliada no Capítulo 3. Foi observado que a evolução dos compostos com a maturação está relacionada com a cultivar. A maçã Gala apresentou maior teor de fenóis e capacidade antioxidante, entretanto a maçã Fuji Suprema se destacou quanto ao teor de flavonóis enquanto que a Eva no teor de dihidrochalconas e antocianinas. O epicarpo desta fruta contém quantidades significativamente superiores destes compostos. Após análise dos fenóis na maçã, no Capítulo 4 foi avaliado o efeito da cultivar de mesa e do estádio de maturação (pré-maturação, maturação e senescência) no teor de compostos fenólicos e capacidade antioxidante de sucos e sidras. A variação, assim como o conteúdo global dos fenóis analisados nos estádios de maturação demonstrou estar relacionado com a cultivar. Com a fermentação houve redução de em média 30% nos fenóis totais, afetando principalmente os ácidos hidroxicinâmicos e flavanóis. O uso de enzimas pectinolíticas na indústria de sucos é feito de forma a aumentar o rendimento, por isso no Capítulo 5 foi avaliado a influência nos compostos fenólicos do processamento de frutos em diferentes estádios de maturação. O uso das preparações enzimáticas (poligalacturonases e pectina-liases) aumentou o teor de fenóis e consequentemente a capacidade antioxidante da bebida. Porém, esse efeito só foi observado com as frutas em pré-maturação e maduras. Durante o processamento da maçã ocorrem variações da temperatura que podem afetar seus constituintes. A estabilidade da epicatequina, catequina, floridzina e rutina foi avaliada utilizando técnicas termogravimétricas e de calorimetria exploratória diferencial (Capítulo 6). Esses compostos permaneceram estáveis nas temperaturas utilizadas em diferentes operações unitárias na indústria o que sugere que suas perdas estão relacionadas a outros fatores. A cinética de decomposição do ácido gálico foi estudada no Capítulo 7. Os modelos cinéticos propostos explicaram adequadamente o fenômeno e a energia de ativação foi obtida pelo método não isotérmico Flynn-Wall-Ozawa. Em todos os trabalhos foram utilizadas ferramentas estatísticas que permitiram explorar e classificar as amostras analisadas. Com isso, este trabalho contribuirá com informações sobre a ciência e tecnologia de maçãs de mesa produzidas no Brasil.

Abstract: Apples and their products contain significant quantities of phenolic compounds, which play an important role in maintaining human health, since they have a preventive effect against various diseases such as cancer, cardiovascular diseases, diabetes and neuropathy (Chapter 1). Thus, in order to study them the optimization of the extraction of phenolic compounds from apples was performed out using response surface methodology (RSM) using methanol and acetone as solvents (Chapter 2). Acetone solutions extracted more bioactive compounds and consequently their extracts had higher antioxidant capacity. However, chlorogenic acid and phloridzin had higher yields in the extraction with methanol. The distribution of these compounds as well as the effect of maturity stage and cultivar was evaluated in Chapter 3. Evolution of compounds with maturation is related to cultivar. The gala apple showed higher phenolic content and antioxidant capacity, however the Fuji apple stands out on content the content of flavonols while Eva in content of dihydrochalcones and anthocyanins. The epicarp of this fruit contains significantly higher amounts of these compounds. After analysis of phenols in the apple, in the Chapter 4 was evaluate the effect of cultivar and ripening stage on the content of phenolic compounds and antioxidant capacity of juices and ciders. The variation even as overall content of phenols analyzed on different ripening stages demonstrated to be related to cultivar. After fermentation the total phenols were reduced 30% on average, affecting mainly hydroxycinnamic acids and flavanols. The use of pectinolytic enzymes in the juice industry are used as way to increase yield, so the Chapter 5 aimed to evaluate the influence in the phenolic compounds in the processing with fruits in different ripening stages. Enzymes increased the phenolic content and hence antioxidant capacity of the beverage. However, this effect was only observed with unripe and ripe fruits. Temperature variations can affect apple constituents during processing. In the Chapter 6 the stability of epicatechin, catechin, phloridzin and rutin was studied using thermogravimetric and differential scanning calorimetry techniques of analysis. The phenolic compounds were stable at temperatures used in industry suggesting that their losses are related to other factors such as the enzymatic browning. The kinetics of gallic acid decomposition was studied in the Chapter 7. The proposed kinetic models explained suitably the phenomenon and the activation energy was obtained by non-isothermal Flynn-Wall-Ozawa method. Statistical tools that enabled explore and classify the samples. Thus, this study will contribute information on science and technology of dessert apples produced in Brazil.