Polifenóis da casca de manga – O método de extração importa

Na procura de uma vida mais saudável, os cientistas exploram constantemente novas fontes ecológicas e métodos eficientes para extrair compostos benéficos de fontes naturais. Os resíduos alimentares, como os subprodutos de fruta, entre os quais as cascas de manga, são ricos em polifenóis e podem ser utilizados como fonte para obter compostos fenólicos de elevada qualidade. Uma dessas técnicas, que tem vindo a ganhar destaque nos últimos anos, é a extração ultrassónica, um processo que aplica ondas sonoras de alta frequência para extrair eficientemente compostos bioativos de materiais vegetais. Entre estes compostos, os polifenóis têm assumido um papel de destaque devido aos seus numerosos benefícios para a saúde, incluindo propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Acompanhe-nos numa análise aprofundada da extração de polifenóis das cascas de manga e descubra como diferentes equipamentos de ultrassons fazem uma diferença significativa na eficiência da extração e no rendimento de polifenóis.

O que são os polifenóis?

Os polifenóis são um grupo diversificado de compostos que ocorrem naturalmente em frutas, legumes, chá, café, vinho e outros alimentos de origem vegetal. São conhecidos pelas suas propriedades antioxidantes, que ajudam a combater o stress oxidativo no organismo, reduzindo o risco de doenças crónicas, como doenças cardiovasculares, cancro e doenças neurodegenerativas. Além disso, os polifenóis apresentam efeitos anti-inflamatórios, antimicrobianos e anticancerígenos, o que os torna componentes valiosos de uma alimentação saudável. Os compostos fenólicos provenientes de subprodutos alimentares de origem vegetal constituem uma fonte de baixo custo que pode ser utilizada como aditivos alimentares ou suplementos, contribuindo para uma alimentação mais saudável.
As cascas de manga são uma excelente fonte de compostos fenólicos (14,85–127,6 mg/gDW). Além disso, fornecem quantidades elevadas de fibra (36–78 g/100 g de DW); vitaminas (C e E); e carotenoides (0,1–51 mg/gDW).

O estudo científico de Aznar-Ramos e colegas oferece perspetivas esclarecedoras sobre o fascinante mundo da extração de compostos fenólicos de subprodutos da casca de manga e sobre a importância do equipamento de extração adequado. Os resultados do estudo evidenciam o desempenho superior da sonicação com sonda na extração de compostos fenólicos em comparação com os banhos ultrassónicos tradicionais.

Resultados convincentes: uma história de eficiência e precisão

À medida que os dados foram sendo revelados, tornou-se evidente que a sonicação com sonda era a chave para aceder à riqueza da natureza com eficiência e precisão inigualáveis. Os valores obtidos para o teor total de compostos fenólicos (TPC) demonstraram uma diferença notável entre os dois métodos de extração. Enquanto o banho ultrassónico produziu valores de TPC entre 1,6 e 8,7 mg GAE/g dw, a extração com sonotrodo apresentou valores superiores, entre 3,9 e 9,4 mg GAE/g dw. Estes resultados salientaram a eficácia dos sonicadores com sonda na maximização da extração de compostos fenólicos de subprodutos da casca de manga.

Mas as vantagens da sonicação com sonda não ficaram por aí. Ao aprofundarem a análise, os investigadores descobriram uma tendência fascinante – a sonicação com sonda extraiu uma maior variedade de compostos do que o banho ultrassónico. Com um total de 22 compostos quantificados nos extratos obtidos com sonotrodo, face a 15 nas amostras do banho ultrassónico, a superioridade da sonicação com sonda ficou ainda mais patente.

Libertar compostos fenólicos dos resíduos de fruta: um triunfo da sonicação com sonda

Entre os inúmeros compostos identificados, os flavonoides destacaram-se como as estrelas do espetáculo. O extrato obtido por sonicação com sonda apresentou as maiores quantidades de flavonoides, demonstrando a sua capacidade sem paralelo para revelar a farmacopeia da natureza em todo o seu esplendor. Em particular, foi detetado um teor mais elevado de galato de metilo nos extratos obtidos com sonotrodo – mais de oito vezes superior ao dos extratos obtidos em banho ultrassónico – enquanto a soma dos isómeros de galoilglicose e do galato de metilo foi significativamente superior nas amostras obtidas com sonotrodo.

Aumento de escala para produção comercial: do laboratório à indústria

É importante salientar que as vantagens da sonicação com sonda se estendem para além das paredes do laboratório. Com a sua capacidade de aumento de escala, tanto ao nível piloto como industrial, a sonicação com sonda abre as portas a um mundo de possibilidades. Desde experiências em pequena escala até à produção em grande escala, a eficiência e a fiabilidade dos sonicadores com sonda abrem caminho a inovações transformadoras na indústria da extração.

No domínio da ciência da extração, onde cada gota conta, os sonicadores com sonda afirmam-se como referências de eficiência e precisão. Através do seu desempenho notável na extração de compostos fenólicos de subprodutos da casca de manga, estas maravilhas da tecnologia sonora reformularam a nossa compreensão das metodologias de extração. Ao olharmos para o futuro, a revolução sonora desencadeada pela sonicação com sonda promete abrir novos horizontes de descoberta científica, uma onda sonora de cada vez.

Métodos de extração tradicionais vs. extração ultrassónica

Tradicionalmente, os polifenóis têm sido extraídos utilizando métodos como a maceração, a extração Soxhlet e a destilação a vapor. Embora eficazes, estas técnicas exigem frequentemente tempos de extração prolongados, temperaturas elevadas e a utilização de solventes orgânicos, que podem degradar compostos sensíveis e comprometer a qualidade do extrato.

Surge então a extração ultrassónica – uma alternativa não térmica, ecológica e altamente eficiente. Este método aproveita a potência das ondas ultrassónicas, tipicamente no intervalo de 20 kHz a 100 kHz, para provocar a rutura das paredes celulares e libertar compostos bioativos das matrizes vegetais. O processo envolve a imersão do material vegetal num solvente (normalmente água ou uma mistura de água e etanol) e a sua exposição a ondas ultrassónicas, que criam bolhas de cavitação. Estas bolhas implodem junto das células vegetais, gerando forças intensas de cisalhamento e microjatos que facilitam o processo de extração. Como resultado, a extração ultrassónica oferece várias vantagens em relação aos métodos tradicionais, incluindo tempos de extração mais curtos, menor consumo de solventes e rendimentos de extração superiores.

Benefícios da extração ultrassónica de polifenóis:

A utilização da extração ultrassónica para o isolamento de polifenóis oferece numerosos benefícios:

1. Maior eficiência de extração: as ondas ultrassónicas penetram nos tecidos vegetais mais eficazmente do que os métodos mecânicos, conduzindo a uma maior eficiência de extração e a rendimentos superiores de polifenóis.
2. Redução do tempo de processamento: em comparação com as técnicas tradicionais, a extração ultrassónica reduz significativamente os tempos de extração, permitindo uma produção mais rápida e uma maior capacidade de processamento.
3. Preservação da bioatividade: a natureza suave da extração ultrassónica minimiza a degradação térmica e a oxidação dos polifenóis, preservando as suas propriedades bioativas e melhorando a qualidade do extrato.
4. Respeito pelo ambiente: ao contrário dos métodos que utilizam grandes quantidades de solventes, a extração ultrassónica requer uma utilização mínima de solventes e elimina a necessidade de solventes orgânicos tóxicos, tornando-a ambientalmente sustentável e economicamente viável.

Aplicações da extração ultrassónica de polifenóis:

A versatilidade da extração ultrassónica levou à sua adoção generalizada em várias indústrias, incluindo a farmacêutica, a nutracêutica, a alimentar e de bebidas, a cosmética e a fitoterapia. Algumas aplicações comuns incluem:

• Produção de extratos ricos em polifenóis para suplementos alimentares e alimentos funcionais
• Desenvolvimento de antioxidantes naturais para utilização na conservação de alimentos e em cosméticos
• Extração de compostos bioativos de plantas medicinais para formulações farmacêuticas
• Otimização dos processos de extração para subclasses específicas de polifenóis, como flavonoides, ácidos fenólicos e taninos

 
Referências:

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): Comparação entre a extração de compostos fenólicos de subprodutos da casca de manga em banho ultrassónico e com sonotrodo. Horticulturae 2022, 8, 1014.
• Sara Marçal, Manuela Pintado (2021): Cascas de manga como ingrediente / aditivo alimentar: valor nutricional, processamento, segurança e aplicações. Trends in Food Science & Technology, Volume 114, 2021. 472–489.