Agregação de valor ao resíduo de melão: caracterização, avaliação de atividade antioxidante, antiproliferativa, potencial prebiótico e produção de enzimas

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Madeira, Priscilla Moura Rolim
• Orientador(a): Macedo, Gorete Ribeiro de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Melão; Resíduo; Antioxidantes; Câncer; Fermentação; Enzimas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS: BIOTECNOLOGIA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22716

A utilização de resíduos do processamento de alimentos é uma estratégia para contribuir com a redução de desperdício e agregar valor a novos produtos. O melão é uma fruta consumida no mundo inteiro, destacando o Brasil, especialmente a região Nordeste. Seu elevado consumo acompanha grandes quantidades de resíduos, como cascas e sementes, provenientes do seu processamento. O objetivo desta tese foi agregar valor a cascas e sementes de melão (Cucumis melo var. reticulatus) evidenciando suas propriedades nutricionais, capacidade antioxidante, efeito anti-tumoral, propriedades prebióticas e seu potencial para produção de enzimas. Inicialmente foram elaboradas farinhas da casca e semente de melão utilizando planejamento experimental 22 avaliando os efeitos da temperatura e do tempo de secagem, e posterior caracterização química por análises de composição centesimal e de frações fibrosas. As farinhas foram avaliadas quanto as suas propriedades prebióticas in vitro utilizando Bifidobacterium lactis Bl 04 em fermentação submersa. Quanto ao potencial das farinhas na produção de enzimas celulolíticas utilizando os resíduos como substrato em fermentação semi-sólida do fungo Aspergillus oryzae ATCC 9362. Para realização das análises de poder antioxidante e antiproliferativo, foram preparados extratos aquosos, hidrometanólico e hidroetanólico das farinhas, caracterizados quanto à composição de monossacarídeos, análise de açúcares totais, proteínas, fenólicos totais, flavonóides totais, carotenóides totais e taninos; além de uma avaliação fitoquímica. A avaliação da capacidade antioxidante foi verificada por meio dos seguintes testes in vitro: capacidade antioxidante total (CAT), poder redutor, quelação de metais ferro e cobre, seqüestro dos radicais DPPH, hidroxila e superóxido, e avaliação da capacidade de absorção dos radicais oxigenados (teste ORAC). A atividade antiproliferativa foi avaliada utilizando as linhagens de células tumorais de carcinoma (SiHa) e adenocarcinoma de cólo de útero (HeLa), adenocarcinoma renal humano (786-0) e adenocarcinoma coloretal humano (HT- 29) por meio do ensaio do MTT. Um planejamento experimental para secagem dos resíduos para elaboração das farinhas demonstrou que o fator temperatura influenciou significativamente na resposta rendimento das farinhas de casca e semente de melão, sendo o ensaio de 80 ºC por 24 h o que apresentou melhor rendimento. Dados apontaram que as farinhas da casca e semente de melão possuem características nutricionais importantes à alimentação humana, com destaque para o conteúdo de fibra alimentar (51,75% para semente; 40,57% para casca), proteínas (22% para semente; 18% para casca) e lipídios (24% para semente). Os resíduos podem ser caracterizados como material celulósico, com valores de 35% de celulose para semente de melão e 19% para casca. Foram detectados satisfatórios percentuais de pectina, sendo 28,96% para semente e 32,65% para casca de melão. Quanto ao potencial prebiótico das farinhas, observou-se que a farinha da semente de melão promoveu o crescimento bifidobacteriano alcançando 9,9 Log UFCmL-1, após 8 horas de cultivo, indicando propriedades prebióticas, com tolerância à ação de sais biliares por até 8 horas de fermentação. A farinha da casca de melão não proporcionou crescimento de bifidobactéria. As farinhas de casca e semente de melão demonstraram ser um bom substrato para produção de enzimas. A melhor atividade de CMCase (1,045 U / g) foi verificada em seis dias de fermentação e FPase (0,190 U / g) após 96 h de cultivo com meio contendo as farinhas de casca e semente. Na avaliação dos extratos obtidos a partir da casca e semente de melão, detectaram-se baixos teores de glicose, frutose e sacarose, com média de 0,8% de açúcares totais para extratos da casca e 0,7% para extratos da semente. Os extratos hidrometanólicos da casca e da semente obtiveram maiores percentuais de proteínas, 11,9 % e 18 %, respectivamente. A análise fitoquímica indicou a presença de compostos fenólicos, terpenos e saponinas. Compostos fenólicos totais em extratos aquosos, hidrometanólicos, e hidroetanólicos da farinha do resíduo de melão foram quantificados e expressos em equivalentes de ácido gálico, destacando os extratos da casca (1,016 mg 100g-1). Carotenóides totais, flavonóides totais e taninos também foram detectados nos extratos dos resíduos de melão, com destaque para 96 μg de carotenóides totais por grama de casca de melão, 491 μg de equivalentes de catequinas e 309 μg de equivalentes de catequinas em 100 g de extrato seco da casca de melão. Os testes para avaliação da atividade antioxidante revelaram que todos os extratos de casca e semente de melão apresentam capacidade antioxidante. No CAT expresso como equivalente em ácido ascórbico, os extratos hidroetanólico e metanólico para casca e semente apresentaram valores de 89, 74 e 83 mg /g, respectivamente. Foi verificada capacidade de seqüestro de radical hidroxila para extratos hidroetanólico (50,56%) e metanólico (67,7%) para casca de melão. Ensaios de poder redutor e habilidade de quelação dos metais cobre e ferro apresentaram, tanto para casca quanto para semente de melão, um excelente potencial antioxidante. O extrato aquoso da casca demonstrou habilidade de quelação in vitro de íons cobre (84%) e quelação de íons ferro (61%). Atividade de seqüestro do radical DPPH foi significativa somente para os extratos da casca de melão (29,5%). Valores de ORAC foram importantes principalmente para os extratos etanólico e metanólico dos resíduos, com destaque para o extrato hidroetanólico da semente (22 mmol de Trolox em 100 g de extrato seco). O teste de viabilidade celular, possibilitou observar que os extratos foram capazes de diminuir significativamente a viabilidade das células cancerígenas HeLa, SiHa e 786- 0. O extratos aquoso da semente na concentração 1,0 mg/mL inibiu a proliferação de células SiHa em 80% e o extrato hidroetanólico da casca (0,25 mg/ mL ) inibiu em 80% a viabilidade de células HeLa. Para as células 786-0 todos os extratos na concentração de 1,0 mg/mL inibiram a proliferação celular em mais de 50%. Os extratos avaliados não apresentaram atividade significativa de inibição da viabilidade de células HT29. Todos os extratos da casca e semente de melão inibiram fracamente a proliferação de fibroblastos normais 3t3 (25% de inibição). Conclui-se que cascas e sementes de melão possuem potencial antioxidante in vitro e efeitos antiproliferativos em células tumorais. Farinhas de casca e semente de melão podem ser substratos para produção de enzimas celulolíticas, além de que a farinha da semente apresentou indicação prebiótica in vitro.