Influência da hidrólise ácida na obtenção de compostos fenólicos não extraíveis da casca e semente de uva

Abstract

Diversos estudos têm demonstrado que os compostos fenólicos exercem benefícios à saúde humana. Grande parte destes estudos foram conduzidos avaliando os compostos fenólicos extraíveis (CFE), sendo ignorados os compostos fenólicos não extraíveis (CFNE). Os CFNE são uma fração de compostos fenólicos que não são extraídos da maneira convencional, uma vez que interagem de diferentes formas com a matriz do alimento, podendo estar ligados a macromoléculas ou a parede celular de produtos de origem vegetal. Atualmente, a sua extração é conduzida aplicando hidrólise ácida ou básica, utilizando concentrações elevadas de ácido ou base, respectivamente. Uma grande limitação associada à aplicação do processo de hidrólise é a degradação dos compostos fenólicos, o que prejudica a interpretação da sua ação biológica em estudos in vivo e in vitro. Nesse trabalho, o efeito da hidrólise ácida sobre os CFNE de casca e semente de uva em pó foi avaliado, e a aplicação de condições ácidas menos agressivas para a sua obtenção foi sugerida. Diferentes concentrações de ácido clorídrico (0,10 até 15,0 %), temperaturas (50 a 90 °C) e tempos (5 a 20 min) foram avaliados para a obtenção dos CFNE. Os CFNE foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas de alta resolução (HPLC-DAD-ESI-MS/MS). Os resultados foram analisados considerando como resposta a concentração de CFNE total e a concentração obtida para as classes de CFNE separadamente. Os resultados mostraram que as concentrações de ácido e temperaturas intermediárias estão associadas a uma maior concentração de CFNE para a casca (8,0 % e 65 °C) e a semente (1,0 % e 80 °C). Nessas condições, o teor dos CFNE representou 39 e 22 % (m/m) dos CF totais para casca e semente de uva, respectivamente. Avaliando as classes dos compostos fenólicos separadamente para ambas as matrizes, observou-se que estas combinações foram capazes de extrair grandes concentrações de CFNE de taninos condensados, sendo esta a classe majoritária desses compostos nessas matrizes. Os resultados demonstram que as condições de hidrólise podem ser moduladas para a obtenção de extratos ricos em uma determinada classe. Os taninos hidrolisáveis e ácidos hidroxibenzóicos, por exemplo, foram melhor extraídos usando concentrações de ácido e temperaturas mais elevadas. Os taninos condensados, por outro lado, apresentaram maiores concentrações quando valores intermediários de temperatura e concentração de ácido foram utilizados. O maior tempo de hidrólise (20 min) aumentou 1,2 vezes a concentração dos CFNE totais para a casca da uva em pó, mas isso não aconteceu para a semente em pó, sendo 5 min o suficiente para liberá-los da matriz alimentar. Os resultados desse trabalho demostram que a fração dos CFNE é capaz de ser obtida das matrizes estudadas com a aplicação de condições mais brandas de hidrólise, com menor degradação. De uma forma geral, os resultados indicam que a concentração e composição dos CFNE obtidos estão diretamente relacionados com as condições de hidrólise e a matriz estudada.

Several studies have shown that phenolic compounds have beneficial effects on human health. Most of these studies were conducted evaluating extractable phenolic compounds (EPC), while non-extractable phenolic compounds (NEPC) were ignored. NEPC are a fraction of phenolic compounds that are not released in the conventional extraction, as they interact in different ways with the food matrix and may be linked to macromolecules or components of the plant cell wall. Currently, their extraction is carried out by applying acidic or basic hydrolysis, using strong acid or base concentrations, respectively. A major limitation of this process is the degradation of phenolic compounds, which impairs the interpretation of their biological action in in vivo and in vitro studies. In this work, the effect of acid hydrolysis on NEPC from grape peel and seed powder was evaluated, suggesting application of less aggressive conditions to obtain them. Different concentrations of hydrochloric acid (0.1 to 15.0 %), temperatures (50 to 90 °C) and times (5 to 20 min) were evaluated to obtain NEPC. NEPC were analyzed by high performance liquid chromatography coupled with high resolution mass spectrometry (HPLC-DAD-ESI-MS/MS). The results were analyzed considering the NEPC total concentration and the concentration obtained for each CFNE class individually. Overall, the results showed that intermediate of acid and temperatures are associated with a higher concentration and higher number of NEPC for grape peel (8.0 % and 65 °C) and seed (1.0% and 80 °C) powders. Under these conditions, the NEPC content represented 39 and 22 % (m/m) of the total PC for grape peel and seed, respectively. Evaluating each class of NEPC separately for both matrices, it was observed that these combinations were able to extract large concentrations of condensed tannins, which is the major class of these compounds in both matrices. The results indicate that hydrolysis conditions can be modulated to obtain extracts rich in a specific class. Hydrolysable tannins and hydroxybenzoic acids, for example, were better extracted using higher acid concentrations and higher temperatures. Condensed tannins, on the other hand, showed higher concentrations when intermediate values of temperature and acid concentration were applied. The longer hydrolysis time (20 min) increased 1.2 times total NEPC concentration for the grape peel powder, while for the grape seed powder the shortest time (5 min) was enough to release it from the food matrix. The results of this work demonstrate that the NEPC fraction can be obtained from the studied matrices with the application of milder hydrolysis conditions, with less NEPC degradation. Overall, the results highlight that NEPC concentration and composition are directly related to the hydrolysis conditions and the matrix characteristics.