Desenvolvimento de revestimento comestível com extrato do fruto de Ilex paraguariensis A. St. Hil para prolongar a vida útil de morangos

Abstract

Resumo: Revestimentos comestíveis biodegradáveis à base de compostos naturais têm se mostrado eficazes na conservação e no potencial bioativo. Assim, empregar frutos verdes da erva mate, Ilex paraguariensis A. St. Hil pode ser um potencial para mitigar o desperdício de frutas perecíveis, como o morango (Fragaria × ananassa). Desta forma, este estudo teve como objetivo desenvolver um revestimento comestível com extrato do fruto da erva mate para prolongar a vida útil de morangos. Após a seleção o fruto inteiro, foi desidratado, elaborado extratos e submetidos a análise físico-química e biológica. Posteriormente, foi desenvolvido um revestimento comestível a partir da farinha do fruto verde inteiro em diferentes concentrações (25%, 50% e 75%) que foi aplicado em morangos armazenados sob refrigeração por 16 dias e verificado a vida de prateleira e à bioacessibilidade dos compostos fenólicos por digestão in vitro. As análises indicaram que as frações casca e polpa, e semente desidratados possui umidade (4,53%), atividade de água (0,49), açúcares (1,31%) e lipídeos (1,23%), fibras (62,88%), potássio (1805,23 mg/g), cálcio (159,79 mg/g), magnésio (197,90 mg/g) e ferro (quantidade 80% maior na casca e polpa). A fração casca e polpa apresentou maior quantidade de cálcio e ferro, e compostos fenólicos representados pelo ácido clorogênico (290,24 mg/g), rutina (206,36 mg/g) e quercetina-3-ramnosídeo (39,28 mg/g). Ambas as frações exibiram significativa atividade antioxidante em métodos DPPH, ABTS e FRAP e ação antibacteriana contra patógenos alimentares como Escherichia coli, Salmonella Typhimurium e Staphylococcus aureus. Os revestimentos reduziram a perda de massa (até 35%) e mantiveram parâmetros físico-químicos como pH (3,4 ± 0,1) e sólidos solúveis (7,8 ± 0,2 °Brix). Formulações com maiores concentrações de extrato de FIP promoveram redução nas contagens microbianas de bolores e leveduras para menos de 2,0 log UFC/g até o 12º dia, enquanto o controle ultrapassou 5,0log UFC/g. O revestimento com 75% EFIP aumentou a bioacessibilidade dos compostos fenólicos e manteve elevada atividade antioxidante após digestão simulada, preservando coloração e acidez dos frutos. Esses resultados indicam que os frutos verdes de Ilex paraguariensis constituem uma fonte rica em compostos bioativos, fibras e minerais, com propriedades antioxidantes e antibacterianas que podem ser exploradas para o desenvolvimento de 4 tecnologias sustentáveis. O uso do extrato do FIP como ingrediente em revestimentos comestíveis oferece uma alternativa eficaz para prolongar a vida útil de alimentos perecíveis, reduzir desperdício e agregar valor à subprodutos agroindustriais. Dessa forma, esta pesquisa contribui para avanços na conservação natural de frutas, sustentabilidade agroindustrial e inovação tecnológica nas áreas de alimentos funcionais e embalagens biodegradáveis

Abstract: Biodegradable edible coatings based on natural compounds have proven effective for food preservation and bioactive potential. Thus, employing green fruits of yerba mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil) may offer a promising strategy to mitigate the waste of highly perishable fruits such as strawberries (Fragaria × ananassa). Therefore, this study aimed to develop an edible coating formulated with an extract from yerba mate fruit to extend the shelf life of strawberries. After selection, the whole fruit, peel, seed, and pulp were dehydrated, used for extract preparation, and subjected to physicochemical and biological analyses. Subsequently, an edible coating was developed using whole green fruit flour at different concentrations (25%, 50%, and 75%), applied to strawberries stored under refrigeration for 16 days, and evaluated for shelf life and phenolic compound bioaccessibility through in vitro digestion. The analyses indicated that the dehydrated peel–pulp and seed fractions contained moisture (4.53%), water activity (0.49), sugars (1.31%), lipids (1.23%), fibers (62.88%), potassium (1805.23 mg/g), calcium (159.79 mg/g), magnesium (197.90 mg/g), and iron (80% higher in the peel–pulp fraction). The peel–pulp fraction presented higher levels of calcium, iron, and phenolic compounds, including chlorogenic acid (290.24 mg/g), rutin (206.36 mg/g), and quercetin-3-rhamnoside (39.28 mg/g). Both fractions exhibited significant antioxidant activity in DPPH, ABTS, and FRAP assays, as well as antibacterial effects against foodborne pathogens such as Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, and Staphylococcus aureus. The coatings reduced mass loss (up to 35%) and maintained physicochemical parameters such as pH (3.4 ± 0.1) and soluble solids (7.8 ± 0.2 °Brix). Formulations with higher concentrations of FIP extract resulted in reduced mold and yeast counts to below 2.0 log CFU/g up to day 12, while the control exceeded 5.0 log CFU/g. The coating containing 75% EFIP increased the bioaccessibility of phenolic compounds and maintained high antioxidant activity after simulated digestion, while preserving color and acidity of the fruits. These findings indicate that green fruits of Ilex paraguariensis are a rich source of bioactive compounds, fibers, and minerals, with antioxidant and antibacterial properties that may be harnessed in the development of sustainable technologies. The use of FIP extract as an ingredient in edible coatings provides an effective alternative to extend the 6 shelf life of perishable foods, reduce waste, and add value to agro-industrial byproducts. Thus, this research contributes to advances in natural fruit preservation, agro-industrial sustainability, and technological innovation in the fields of functional foods and biodegradable packaging