Study of the nutritional and bioactive potential of seeds and spray drying encapsulation of papaya (Carica papaya L.) Formosa seed extracts

Com o processo de industrialização do mamão são retiradas cascas e sementes, que em conjunto são denominadas de resíduos agroindustriais, que por sua vez podem ter elevado valor nutricional e bioativos. Logo, o presente trabalho teve por objetivo realizar o estudo do potencial nutricional e bioativo das sementes e encapsular por spray drying os extratos de sementes de mamão (Carica papaya L.) do tipo formosa e em dois estágios de maturação (0 e 5). Foram avaliados a composição química das sementes, o perfil de ácido graxos dos óleos extraídos, o teor de fenólicos totais, a capacidade antioxidante e antimicrobiana dos extratos hidroetanólicos. Os extratos foram secos em spray dryer utilizando concentrações de 0, 15 e 30% de maltodextrina e temperaturas do ar de entrada de 130 e 150 °C. Os pós obtidos foram avaliados em relação a rendimento, umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, parâmetros de cor instrumental, morfologia, diâmetro médio, fenólicos totais, capacidade antioxidante pelos métodos ABTS e FRAP, estabilidade durante estocagem ao longo de 90 dias e liberação dos compostos fenólicos sob fluídos gastrointestinais simulados. As sementes nos 2 estágios de maturação apresentaram bons valores nutricionais, pois eram fontes de proteínas, fibras e lipídeos. Os óleos das sementes são constituídos majoritariamente pelos ácidos graxos oleico, palmítico, linoleico e esteárico. Os extratos das sementes não apresentaram ação antimicrobiana contra Salmonella enteritidies, Escherichia coli e Staphylococcus aureus, porém, foram fonte de compostos fenólicos, com teores de 58,1 mg AGEg de extrato seco - estágio de maturação 0 - e 36,0 mg AGEg de extrato seco - estágio de maturação 5 -, além disso, os extratos apresentaram capacidade antioxidante frente aos radicais FRAP e ABTS•+. Extratos secos com adição de maltodextrina apresentaram melhores resultados frente ao diâmetro de partícula, higroscopicidade e solubilidade, quando comparados àqueles secos sem a adição do coadjuvante de secagem. Extratos desidratados na presença de maltodextrina promoveram maior estabilidade dos compostos fenólicos ao longo do tempo de estocagem. Os compostos fenólicos encapsulados foram liberados em maior quantidade na fase oral simulada. Das condições testadas, aquelas onde se utilizou as sementes do mamão imaturo (estágio 0), adição de 15% de maltodextrina ao extrato antes da secagem e temperatura do ar de secagem de 130 °C apresentaram os melhores resultados de estabilidade fenólica. Assim, a encapsulação dos extratos de sementes de mamão utilizando maltodextrina como agente carreador possui potencial tecnológico, permitindo melhor aplicação em alimentos e como aditivo natural. O aproveitamento das sementes de mamão é uma alternativa viável, pois além de fornecer nutrientes e compostos bioativos, sua utilização contribui para redução do descarte desses resíduos no meio ambiente.With the papaya industrialization process, husks and seeds are removed, which together are called agro-industrial residues, which in turn can have high nutritional and bioactive value. Therefore, this work aimed to study the nutritional and bioactive potential of seeds and encapsulate by spray drying the extracts of papaya seeds (Carica papaya L.) of the formosa type and in two stages of maturation (0 and 5). The chemical composition of the seeds, the fatty acid profile of the extracted oils, the total phenolic content, the antioxidant and antimicrobial capacity of the hydroethanolic extracts were evaluated. The extracts were dried in a spray dryer using concentrations of 0, 15 and 30% of maltodextrin and inlet air temperatures of 130 and 150 °C. The powders obtained were evaluated for yield, moisture, water activity, hygroscopicity, solubility, instrumental color parameters, morphology, mean diameter, total phenolics, antioxidant capacity by ABTS and FRAP methods, stability during storage over 90 days and release of phenolic compounds under simulated gastrointestinal fluids. The seeds in the 2 stages of maturation showed good nutritional values, as they were sources of proteins, fibers and lipids. Seed oils are mainly composed of oleic, palmitic, linoleic and stearic fatty acids. The seed extracts did not show antimicrobial action against Salmonella enteritidies, Escherichia coli and Staphylococcus aureus, however, they were a source of phenolic compounds, with levels of 58.1 mg AGEg of dry extract - maturation stage 0 - and 36.0 mg AGEg of dry extract - maturation stage 5 -, in addition, the extracts showed antioxidant capacity against FRAP and ABTS•+ radicals. Extracts dried with addition of maltodextrin showed better results regarding particle diameter, hygroscopicity and solubility, when compared to those dried without the addition of drying aid. Extracts dehydrated in the presence of maltodextrin promoted greater stability of phenolic compounds over storage time. Encapsulated phenolic compounds were released in greater quantity in the simulated oral phase. Of the conditions tested, those where immature papaya seeds were used (stage 0), addition of 15% of maltodextrin to the extract before drying and drying air temperature of 130 °C showed the best results for phenolic stability. Thus, the encapsulation of papaya seed extracts using maltodextrin as a carrier agent has technological potential, allowing better application in food and as a natural additive. The use of papaya seeds is a viable alternative, as in addition to providing nutrients and bioactive compounds, their use contributes to reducing the disposal of these residues in the environment