Fibras dietéticas de frutas nativas brasileiras (maracujá e tucum) : caracterização estrutural, reologia e atividade gastroprotetora de frações selecionadas

Abstract

Resumo: As fibras dietéticas (FD) reconhecidamente apresentam efeitos benéficos à saúde quando consumidas em quantidades adequadas. Apesar disso, pouca atenção é dada para definir e reportar em detalhes as FD utilizadas em pesquisas, suas fontes, bem como suas características estruturais. As frutas são fontes naturais de FD, tanto solúveis como insolúveis. O maracujá é uma fruta consumida na forma de suco e sua casca, uma rica fonte de FD, é considerada um resíduo industrial ou domiciliar e, geralmente é descartada. Estudos demonstraram que o consumo da casca na forma de farinha auxilia na manutenção dos níveis sanguíneos de glicose e colesterol em humanos. Além das propriedades na saúde, as pectinas, que compõem as FD solúveis da casca do maracujá, também podem apresentar propriedades tecnológicas para aplicações industriais em alimentos. O tucum é uma fruta de palmeira, nativa do Brasil, consumida por populações indígenas e pouco conhecida e explorada comercialmente. Estudos relataram que seu conteúdo de compostos antioxidantes é o maior dentre as frutas do cerrado, com atividade antioxidante, anti-inflamatória e de proteção contra o envelhecimento em modelos animais. Para tanto, o presente estudo teve como objetivo extrair, purificar e caracterizar a estrutura química de polissacarídeos que constituem as FD, solúveis e insolúveis presentes na casca de maracujá e na polpa do tucum. A fibra solúvel foi isolada da casca do maracujá pelo método enzimático-gravimétrico e a análise química apresentou alta concentração de ácidos urônicos (92%). Isto foi confirmado pela análise de RMN-13C, com sinais característicos de uma homogalacturonana com cerca de 70% de metil esterificação, sendo classificada como altamente metil-esterificada. Essa pectina apresentou perfil homogêneo pela análise de HPSEC e massa molecular de 53 kDa. Quando analisada quanto ao seu potencial gastroprotetor em modelo de ulcera gástrica induzida por etanol em ratos, essa pectina foi capaz de reduzir significativamente as lesões gástricas quando administrada tanto por via oral como intraperitoneal, nas doses de 0,1, 1 e 10 mg/kg. Além disso, também foi capaz de prevenir a depleção dos níveis de GSH e muco gástrico, demonstrando atividade gastroprotetora no modelo analisado. As análises de comportamento reológico dessa pectina demonstraram um perfil distinto ao de pectinas altamente metil esterificadas (HMP) de outras fontes. A HMP da casca do maracujá gelificou sem necessitar a adição de co-soluto (sacarose) ou acidificação do meio. As análises de viscosidade e os testes dinâmicos oscilatórios das dispersões aquosas, em concentrações de 2% e 4% (p/p) demonstraram comportamento não- Newtoniano pseudoplástico e de gel, onde os valores de G’ foram superiores a G" em toda a faixa de frequência avaliada. Essa fração também foi analisada na presença de sacarose (25% ou 50% p/p) em pH 3, com aumento da viscosidade e da força do gel, no entanto, não tão expressivo como observado para outras HMP. As FD do tucum também foram extraídas pelo método enzimático gravimétrico, e as frações solúvel e insolúvel passaram por processos de purificação. A fração solúvel foi tratada com solução de Fehling, enquanto que a insolúvel com solução alcalina para extração de hemiceluloses. As frações de sobrenadante de Fehling e sobrenadante da extração alcalina demonstraram maior proporção de hemiceluloses, principalmente arabinoxilanas em relação às pectinas. Ambas as frações demonstraram sinais em d 101,5 e d 107,0 indicando a presença de ß- Xylp e a-L-Araf, no espectro de RMN-13C. A presença em maior proporção dos derivados metilados 2,3-Me2-Xyl e 2,3,5-Me3-Ara confirmaram a presença de arabinoxilanas em ambas as frações. A presença de AX em palmeiras da família Arecaceae já foi descrita na literatura. Os resultados do presente estudo suportam a hipótese de que as espécies da família Arecaceae podem conter parede celular com característica de ambas as classes de plantas, comelinídeas e não comelinídeas, reforçando a ideia anteriormente proposta por outros autores de que os membros da família Arecaceae são intermediários entre as comelinídeas e não comelinídeas na evolução.

Abstract: Dietary fibres (DF) are well known for their beneficial effects on health, when consumed in adequate amounts. although little attention is given to fully define and report DF used in research, their sources, as well as their structural characteristics. Fruits are natural sources of soluble and insoluble DF. Passion fruit is consumed as juice and its rind is a rich source of DF, which in turn is considered an industrial or home by-product, and usually is discarded. Studies have shown that the consumption of flour-based rind helps to maintain blood glucose and cholesterol levels in humans. In addition to health properties, pectins, which make up the soluble DF of passion fruit peel, may also have technological properties for industrial food applications. Tucum is a palm fruit, native to Brazil, consumed by indigenous populations and little known and commercially exploited. Studies have reported that its content of antioxidant compounds is the largest among the Cerrado fruits, and promotes antioxidant, anti-inflammatory and aging protection activity in animal models. Therefore, this study aimed to extract, purify and characterize the chemical structure of polysaccharides that constitute the soluble and insoluble dietary fibers present in passion fruit peel and tucum pulp. Passion fruit rind soluble DF was isolated by the enzymatic-gravimetric method and chemical analysis showed high concentration of uronic acids (92%). That was confirmed through NMR-13C analysis, which presented characteristic signals of a homogalacturonan, classified as high methyl esterified (70%). This pectin presented a homogeneous profile in HPSEC analysis e molecular mass of 53 kDa. When analyzed for its gastroprotective potential in an ethanol-induced gastric ulcer model in rats, this pectin was able to reduce significantly the gastric lesions when administered either orally or intraperitoneally at doses of 0.1, 1 and 10 mg/kg. In addition, it was also able to prevent GSH and gastric mucus depletion, thus demonstrating gastroprotective activity in the model analyzed. The rheological behavior analyzes of this pectin demonstrated a distinct behavior from that of highly methyl esterified pectins (HMP) from other sources. Passion fruit peel HMP is characterized as a gel without the need for addition of co-solute (sucrose) or medium acidification. Viscosity analyzes and oscillatory dynamic tests of aqueous dispersions at concentrations of 2% and 4% (w/w) demonstrated shear-thinning non-Newtonian behavior and gel behavior, where G’ values were higher than G" throughout frequency range. Usually HMP require the addition of sucrose (> 50% w/w) and acidification of the medium to demonstrate such behavior. This fraction was also analyzed in the presence of sucrose (25% or 50%) at pH 3 and viscosity and gel strength were increased, although that was not expressive. The DF from tucum was also extracted through the enzymaticgravimetric method and the soluble and insoluble dietary fibres passed through purification processes. The soluble fraction was treated with Fehling’s solution, while the insoluble one was treated with alkali solution in order to extract hemicelluloses. Fehling supernatant and alkaline extraction supernatant fractions showed a higher proportion of hemicelluloses in relation to pectins, mainly arabinoxylans. Both fractions demonstrated signals at d 101.5 and d 107.0 indicating the presence of ß-Xylp e a-L-Araf in NMR -13C spectrum. The greater proportion of methylated derivatives 2,3-Me2-Xyl e 2,3,5-Me3-Ara confirmed the presence of arabinoxylans in both fractions. The presence of AX in Arecaceae palm trees has been described in the literature. The results of the present study support the hypothesis that species of the Arecaceae family may contain cell wall with characteristic of both classes, comelinid and non-comelinid plants, reinforcing the idea previously proposed by other authors that members of the Arecaceae family are evolutionary intermediates between comelinid and non-comelinid.