Hidrodestilação e fermentação: técnicas para o aproveitamento integral de resíduos vegetais e obtenção de biomoléculas

Abstract

As frutas são uma fonte abundante de compostos bioativos e constituem uma parte importante dos produtos hortícolas. Os resíduos gerados durante o processamento das frutas, que contêm diversos compostos bioativos, são frequentemente descartados. Entre os principais subprodutos pós-processamento das indústrias de frutas estão a casca, o bagaço e as sementes. Este estudo investigou a obtenção e caracterizou hidrolatos a partir de resíduos de laranja (casca e frit), limão siciliano (frit), avocado (semente e casca) e da jaca (miolo e casca), visando avaliar seu potencial antioxidante e composição (bio)química, bem como verificar os efeitos da fermentação em estado sólido (FES) com Aspergillus niger nos hidrolatos resultantes. As análises dos hidrolatos realizadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas e ensaios antioxidantes demonstraram que os resíduos apresentam compostos bioativos relevantes, com variação significativa entre as diferentes matrizes. O hidrolato do frit de limão se destacou nas atividades antioxidantes avaliadas por DPPH e FRAP, apresentando os maiores valores de inibição de radicais livres (61,2 µmol/mL de trolox equivalente e 1193,9 µmol Fe(II)/L, respectivamente). Quanto à análise de fenóis totais, o hidrolato do frit de laranja fermentada apresentou maior teor de compostos fenólicos com valor de 16,2 µg EAG/mL. Os hidrolatos isolados e fermentados apresentaram atividade antioxidante via FRAP em média 1062,1 e 866,7 µmol Fe(II)/mL, respectivamente, e 12,7 e 54,4 µmol/mL de trolox equivalente no DPPH, respectivamente. A fermentação promoveu modificações no perfil químico dos hidrolatos, como no caso do hidrolato de semente de avocado que antes da fermentação apresentou como compostos majoritários o linalol e α-terpineol e após a fermentação os compostos 1-octen-3-ol e 1-fenil-2-propanona. Em alguns casos, a FES potencializou a atividade antioxidante, especialmente em resíduos cítricos como o hidrolato do frit de limão. Os resultados confirmam o potencial da associação entre hidrodestilação e fermentação em estado sólido como uma abordagem eficiente para a valorização de resíduos de frutas, favorecendo a sustentabilidade no contexto da bioeconomia circular e a possibilidade de aplicação dos hidrolatos em indústrias alimentícias, de cosméticos e fármacos.

Fruits are an abundant source of bioactive compounds and constitute an important part of horticultural products. The residues generated during fruit processing, which contain several bioactive compounds, are frequently discarded. Among the main post-processing byproducts of the fruit industries are peels, pomace, and seeds. This study investigated the production and characterized hydrolates obtained from residues of orange (peel and pomace), Sicilian lemon (pomace), avocado (seed and peel), and jackfruit (core and peel), aiming to evaluate their antioxidant potential and (bio)chemical composition, as well as to verify the effects of solid-state fermentation (SSF) with Aspergillus niger on the resulting hydrolates. Analyses of the hydrolates performed by gas chromatography coupled with mass spectrometry and antioxidant assays demonstrated that the residues present relevant bioactive compounds, with significant variation among the different matrices. The lemon pomace hydrolate stood out in antioxidant activities evaluated by DPPH and FRAP, presenting the highest free radical inhibition values (61.2 µmol/mL trolox equivalent and 1193.9 µmol Fe(II)/L, respectively). Regarding total phenolic analysis, the fermented orange pomace hydrolate presented the highest content of phenolic compounds, with a value of 16.2 µg GAE/mL. The isolated and fermented hydrolates presented antioxidant activity via FRAP averaging 1062.1 and 866.7 µmol Fe(II)/mL, respectively, and 12.7 and 54.4 µmol/mL trolox equivalent in the DPPH assay, respectively. Fermentation promoted changes in the chemical profile of the hydrolates, as observed in the avocado seed hydrolate, which before fermentation presented linalool and α-terpineol as major compounds, and after fermentation presented 1-octen-3-ol and 1-phenyl-2-propanone. In some cases, SSF enhanced antioxidant activity, especially in citrus residues such as the lemon pomace hydrolate. The results confirm the potential of the association between hydrodistillation and solid-state fermentation as an efficient approach for fruit residue valorization, favoring sustainability within the context of circular bioeconomy and the possibility of applying hydrolates in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries.