Efeito do processamento utilizando água subcrítica na extração de compostos e obtenção de concentrado fibroso a partir de subproduto de palmito pupunha

Abstract

RESUMO: Durante o processamento do palmito pupunha, um grande volume de resíduos é gerado, sendo o aproveitamento dos mesmos, pelo uso de tecnologias limpas importante para agregar valor e diversificar suas possibilidades de aplicação. O presente estudo teve como objetivo avaliar o aproveitamento de subproduto de palmito pupunha (porção caulinar) na obtenção de extratos antioxidantes e açúcares, através do método de extração com água subcrítica, bem como, caracterizar o resíduo fibroso obtido após o processamento. Um planejamento experimental fatorial do tipo Box-Behnken, foi utilizado para avaliar e determinar as condições de máxima remoção dos compostos fenólicos e açúcares. Foram consideradas como variáveis: pressão (60, 80 e 100 bar), temperatura (100, 115 e 130°C) e tempo (30, 60 e 90 min). A variável resposta foi ajustada ao modelo polinomial de segunda ordem e a condição de máximo rendimento foi determinada a partir dos valores de açúcares redutores totais (ART) e compostos fenólicos totais (CFT). Para efeito de comparação, foram realizadas extrações por metodologias convencionais: a) utilizando agitador orbital (shaker) na rotação de 150 rpm por 90 min a temperatura ambiente, b) agitação com barra magnética na rotação de 300 rpm com temperatura de 100°C em chapa aquecedora por 90 min, ambos sob pressão atmosférica. Estes extratos juntamente com aquele obtido no reator nas condições de máxima remoção de CFT e ART foram avaliados quanto a atividade antioxidante, por diferentes metodologias, e quanto a composição em açúcares. Os resíduos destas extrações foram analisados quanto às propriedades nutricionais e funcionais. Os resultados indicaram que as variáveis temperatura e tempo, bem como a interação entre elas, favoreceram a remoção de CFT (p<0,05), enquanto a pressão apresentou efeito mínimo. Na extração de ART, o tempo foi a variável que mais afetou o rendimento em comparação aos fatores pressão e temperatura. De acordo com o resultado previsto pelas equações preditivas, os valores de máxima remoção dos compostos de interesse foram: 100 bar, 130°C e 90 min, apresentando como resultado 14,65 (g 100 g -1) para ART e 921,50 (mg 100 g -1) para CFT. Não houve diferença entre os resultados reais e previstos (p>0,05), comprovando a precisão do modelo. Em comparação com os resultados obtidos com as extrações convencionais (agitação magnética e shaker), os rendimentos dos extratos em água subcrítica indicaram um aumento de 62 e 24% para ART e 152 e 458% para CFT, respectivamente. Além disso, os compostos fenólicos totais apresentaram correlação positiva com a atividade antioxidante avaliada pelos diferentes métodos. O tratamento em água subcrítica promoveu modificações na estrutura da fibra, bem como, alterações nas propriedades tecnológicas e funcionais do produto, de forma favorável. A fibra como sendo o maior componente torna-se interessante o enriquecimento de alimentos com o subproduto após o tratamento em água subcrítica. Assim, a aplicação da tecnologia de extração com água subcrítica mostrou ser uma alternativa eficaz na extração de açúcares e compostos antioxidantes de subproduto de palmito pupunha, e permitindo ainda o uso do resíduo da extração na obtenção de produtos alimentícios por apresentar adequadas propriedades nutricionais e tecnológicas.

ABSTRACT: During the processing of heart-of-palm, a large volume of waste is generated, and its use on clean technologies is important to add value and diversify its application possibilities. The objective of this research was to evaluate the utilization of the byproduct of the heart-of-palm (stem portion) to obtain antioxidant extracts and sugar through the subcritical water extraction method, as well as to characterize the fibrous residue obtained after processing. A Box-Behnken factorial design was used to evaluate and determine the maximum removal conditions of phenolic compounds and sugar. It was considered as variables: pressure (60, 80 and 100 bar), temperature (100, 115 and 130°C) and time (30, 60 and 90 min). The response variable was adjusted to the second order polynomial model and the maximum outturn condition was determined from the values of total reducing sugar (TRS) and total phenolic compounds (TFC). For comparison purposes, extractions were performed by conventional methodologies: a) using orbital shaker at 150 rpm for 90 min at room temperature, b) magnetic bar stirring at 300 rpm at 100°C in hot plate for 90 min, both under atmospheric pressure. These extracts, along with the one obtained in the reactor under maximum TFC and TRS removal conditions were evaluated for antioxidant activity, by different methodologies, and as for sugar composition. Residues from these extractions were analyzed for nutritional and functional properties. The results indicated that the temperature and time variables, as well as the interaction between them, favored the removal of TFC (p <0.05), while the pressure presented minimal effect. In TRS extraction, time was the variable that affected the most the outturn compared to pressure and temperature factors. According to the predicted result of the predictive equations, the maximum removal values of the compounds of interest were: 100 bar, 130°C and 90 min, resulting in 14.65 (g 100 g-1) for TRS and 921.50 (mg 100 g-1) for TFC. There was no difference between actual and predicted results (p> 0.05), proving the accuracy of the model. In comparison with the results obtained with conventional extractions (magnetic stirring and shaker), the outturns of the extracts in subcritical water indicated an increase of 62 and 24% for TRS and 152 and 458% for TFC, respectively. In addition, the total phenolic compounds presented a positive correlation with the antioxidant activity evaluated by the different methods. The treatment in subcritical water promoted modifications in the fiber structure, as well as changes in the technological and functional properties of the product, favorably. Fiber as the major component makes it interesting to enrich food with the byproduct after treatment in subcritical water. Accordingly, the application of extraction technology with subcritical water proved to be an effective alternative in the extraction of sugar and antioxidant compounds of by-product of heart-of-palm, and also allowing the use of extraction residue in obtaining food products because it has adequate nutritional and technological properties.