Bioactive compounds in pulps and byproducts of tropical fruits: quantification, antimicrobial activity and nanoencapsulation

Currently, there is a demand for natural antimicrobials for use in the food industry. Some tropical fruits have a promising potential , not investigated at the moment. This study aimed to identify and quantify resveratrol, quercetin and coumarin in pulps and byproducts of tropical fruits, develop nanoparticles with extracts that showed higher levels of these compounds and evaluate the antimicrobial activity against Listeria sp. and E. coli K12. The Surinam cherry and mango byproducts, as well as caja, acerola and Surinam cherry pulps showed higher levels of quercetin, representing sources of this substance. Guava and Surinam cherry byproducts showed resveratrol in their content, may be considered as sources of this compound. Similarly, for coumarin, passion fruit, guava and Surinam cherry byproducts, as well as mango pulp, can be considered natural sources. Among the analyzed material, the acerola pulp and passion fruit and guava byproducts were selected for further characterization and nanoencapsulation. Nanoparticles synthesized using co-glycolide (PLGA) 65:35 poly lactide showed higher particle sizes (from 153.37 to 376.70 nm), as compared with the synthesized PLGA 50:50 (136.53 to 369.25 nm). All samples showed low polydispersity index, corresponding to a heterogeneous distribution in the emulsion analyzed for particle size obtained. The nanoparticles synthesized with PLGA 65:35 showed higher encapsulation efficiency, with the exception of the sample containing acerola (best EE % for PLGA 50:50) and for the release analysis, all samples showed similar behavior, providing maximum release compound within 30 minutes, with constant release thereafter during 72 hours analysis. In general, nanoparticles synthesized with PLGA 65:35 had lower minimum inhibitory concentration for E. coli K12 and L. monocytogenes compared with the 50:50 PLGA nanoparticles synthesized. The synthesis of PLGA nanoparticles using extracts of fruits (especially using PLGA 65:35) may have important applications in the food industry to inhibit microorganisms (E. coli K12 and L. monocytogenes). Besides antimicrobial activity, these compounds show various fruits with antioxidant properties, which are responsible for reducing the risk of various diseases.Atualmente há uma demanda por antimicrobianos naturais para uso na indústria de alimentos e, neste sentido, as frutas tropicais apresentam, um potencial promissor, porém ainda pouco investigado. Este trabalho teve como objetivo identificar e quantificar resveratrol, quercetina e cumarina em polpas e subprodutos de frutas tropicais, elaborar nanopartículas com os extratos que apresentaram maiores teores destes compostos e avaliar a atividade antimicrobiana contra os microrganismos Listeria sp. e E. coli K12. Os subprodutos de pitanga roxa e manga, assim como as polpas de cajá, acerola e pitanga roxa apresentaram maiores teores de quercetina, representando fontes desta substância. Subprodutos de goiaba e pitanga apresentaram resveratrol em suas constituições, podendo ser considerados fontes deste composto. Para a cumarina, os subprodutos de maracujá, goiaba e pitanga, assim como a polpa de manga, podem ser considerados fontes naturais. Entre os materiais analisados, a polpa de acerola e os subprodutos do maracujá e da goiaba foram selecionados para posterior caracterização e nanoencapsulação. As nanoparticulas sintetizadas utilizando ácido poli lactídeo co-glicolídeo (PLGA) 65:35 apresentaram maiores tamanhos de partícula (153,37 a 376,70 nm), quando comparadas às sintetizadas com PLGA 50:50 (136,53 a 369,25 nm). Todas as amostras apresentaram baixo índice de polidispersidade, correspondendo a heterogênea distribuição na emulsão analisada quanto ao tamanho das partículas obtidas. As nanopartículas sintetizadas com PLGA 65:35 apresentaram maior eficiência do encapsulamento (%EE), com exceção da amostra contendo acerola, a qual apresentou melhor EE% para PLGA 50:50. Em relação à análise de liberação, todas as amostras avaliadas apresentaram comportamento semelhante, obtendo liberação máxima do composto nos primeiros 30 minutos, apresentando liberação constante após esse período, durante 72 horas de análise. De uma maneira geral, as nanopartículas sintetizadas com PLGA 65:35 apresentaram menor concentração inibitória minima para E. coli K12 e L. monocytogenes quando comparadas às nanopartículas sintetizadas com PLGA 50:50. A síntese de nanopartículas de PLGA utilizando extratos fenólicos de frutas, especialmente utilizando PLGA 65:35, pode apresentar importantes aplicações, como na indústria de alimentos, a conservação desses produtos, considerando seu efeito na inibição de microrganismos (E. coli K12 e L. monocytogenes). Além do efeito antimicrobiano, essas frutas apresentam diversos compostos com propriedades antioxidantes, que são responsáveis pela redução do risco de diversas doenças