Chemical composition and biological activity of agroindustrial residues

A agroindústria tem se expandido para atender a crescente demanda populacional por alimentos. Dentro deste contexto, o Brasil com sua economia fortemente baseada no agronegócio contribui para a geração de grande quantidade de resíduos agroindustriais resultantes das atividades de processamento. Estes resíduos, por sua vez, representam um grave problema, pois aparentemente sem aplicação viável, são descartados diretamente ao meio ambiente. Muitos deles são ricos em compostos bioativos, amplamente reconhecidos pelas suas propriedades promotoras de saúde e aplicações tecnológicas, tais como antioxidantes e antimicrobianos, representando, portanto, potenciais fontes naturais destas substâncias. Neste trabalho, foram analisados 15 resíduos agroindustriais coletados em Bento Gonçalves, RS, Petrolina, PE, Monte Alto e Jacareí, SP. São eles: bagaços de uva Pinot Noir, Petit Verdot, Cabernet Sauvignon, Isabel (tintas), Moscato, Verdejo (brancas); engaços de uva Cabernet Sauvignon; Syrah (tintas), Moscato, Verdejo (brancas); borras de vinho tinto e branco; bagaço de tomate; bagaço de goiaba e bagaço de malte. As amostras foram extraídas com solventes de diferentes polaridades (hexano, clorofórmio, acetato de etila, etanol:água (80:20, v/v) e água) e os extratos analisados quanto o teor de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante (DPPH). As amostras e solventes que apresentaram os maiores teores de compostos fenólicos e atividade antioxidante pelo método DPPH no screening inicial seguiram para as outras análises de atividade antioxidante (EC50, ABTS, auto-oxidação do beta-caroteno/ácido linoléico e Rancimat), atividade antimicrobiana e composição química por CG-EM. Engaço branco Moscato e bagaço Pinot Noir apresentaram os maiores teores de compostos fenólicos totais, 48,61 e 40,79 mg GAE/g nos extratos etanólicos, respectivamente. O extrato etanólico do bagaço Pinot Noir apresentou elevada atividade antioxidante em todos os ensaios. Além dele, extratos de engaço branco (EC50, ABTS), bagaço Petit Verdot (ABTS, auto-oxidação do beta-caroteno), engaço tinto (EC50, auto-oxidação do betacaroteno) e bagaço Cabernet Sauvignon (Rancimat) apresentaram os melhores resultados nesses ensaios, e em muitos deles, comparáveis a do antioxidante sintético BHT. Nenhuma das amostras apresentou atividade antimicrobiana na concentração de 32 mg/mL contra S. aureus, S. mutans e A. naeslundii pelo método da difusão em ágar. O perfil químico das amostras revelou que a epicatequina foi o composto majoritário presente tanto nos extratos etanólicos quanto aquosos de todos os resíduos vinícolas analisados. Já para os bagaços de goiaba e tomate, a quercetina foi o fenólico predomimante. Outros compostos tais como ácido gálico, ferúlico, caféico, vanílico, sinápico, resveratrol, siríngico também foram identificados. Com base nos resultados é possível concluir que as amostras analisadas, particularmente os resíduos vinícolas, são ricas em compostos bioativos de elevado poder antioxidante, representando, portanto, uma potencial fonte destes compostos para aplicação na indústria de alimentos.The agricultural industry has expanded to meet the growing population demand for food. Within this context, Brazil with its economy heavily based on agribusiness contributes to the generation of large amounts of industrial residues resulting from processing activities. These residues represent a serious problem because are discarded directly into the environment. Many of them are rich in bioactive compounds, widely recognized for its health-promoting properties and technological applications, such as antioxidants and antimicrobials, thus representing potential sources of these natural substances. In this study, we analyzed 15 residues collected in Bento Gonçalves, RS, Petrolina, PE, Jacareí and Monte Alto, SP. They are: grape pomace - Pinot Noir, Petit Verdot, Cabernet Sauvignon, Isabel (red), Moscato, Verdejo (white), stems of grape - Cabernet Sauvignon, Syrah (red), Moscato, Verdejo (white), wine lees red and white, tomato pomace, guava pomace and malt pomace. The samples were extracted with solvents of different polarities (hexane, chloroform, ethyl acetate, ethanol:water (80:20, v/v) and water) and the extracts analyzed for the content of total phenolics and antioxidant activity (DPPH) . The best solvents and samples selected on the basis of these two parameters followed for the other tests of antioxidant activity (EC50, ABTS, auto-oxidation of beta-carotene/linoleic acid and Rancimat), antimicrobial activity and chemical composition by GC-MS. Stems white Moscato and Pinot Noir pomace showed the highest levels of total phenolics, 48.61 and 40.79 mg GAE/g in the ethanol extracts, respectively. The ethanol extract of Pinot Noir pomace showed high antioxidant activity in all tests. Besides him, extracts of white stem (EC50, ABTS), Petit Verdot pomace (ABTS, auto-oxidation of beta-carotene), red stems (EC50, auto-oxidation of beta-carotene) and bagasse Cabernet Sauvignon (Rancimat) presented the best results of these tests, and many of them comparable to the synthetic antioxidant BHT. None of the samples showed antimicrobial activity to the concentration of 32 mg/mL against S. aureus, S. mutans and A. naeslundii by agar diffusion method. The chemical profile of the samples revealed that epicatechin is the major compound both in aqueous and ethanol extracts in all waste wine analyzed. In tomato and guava pomaces, quercetin is the predominant phenolic. Other compounds such as gallic acid, ferulic, caffeic, vanillic, sinapic, resveratrol, syringic were also identified. Based on these results we conclude that the samples analyzed, particularly the waste wine, are rich in bioactive compounds with high antioxidant power and have great potential application in the food industry