Determinação da cinética de degradação térmica das antocianinas de espécies disponíveis na região sul e avaliação da capacidade antioxidante pré e pós-processo

Abstract

As antocianinas são corantes encontrados em vegetais, responsáveis pela coloração de folhas, flores e frutos. O interesse envolvendo os estudos cinéticos das frutas da Vitis Vinífera L. Brasil (Uva Brasil) e da Euterpe edulis martius (Juçara), é devido às perspectivas de uso desses pigmentos como corantes com aplicação nos mais variados segmentos das indústrias, como alimentício, cosméticos e farmacêuticos. O presente trabalho teve como objetivo determinar a cinética de degradação térmica das antocianinas extraídas de Euterpe edulis martius e Vitis vinífera L. Brasil no intervalo de temperaturas de 50 a 90°C, definindo as funções termodinâmicas envolvidas em cada processo, assim como avaliar a capacidade antioxidante de cada espécie antes do processamento térmico e após a meia-vida. Um modelo de primeira ordem foi aplicado à degradação das antocianinas de ambas as espécies entre 50 e 90ºC. Com o incremento da temperatura de degradação térmica das antocianinas, houve um aumento na constante de degradação térmica e consequentemente uma redução da meia-vida, com valores de kd e t1/2 para Vitis vinífera L. Brasil de 0,205 s-1 e 94,11 h, respectivamente, para a temperatura mínima estudada de 50ºC e de 9,087 s-1 e 2,12 h nessa ordem, para a temperatura máxima, 90ºC. Já, para Euterpe edulis martius, os valores de kd e t1/2 foram de 0,047 s -1 e 412,63 h respectivamente, para a temperatura mínima estudada de 50ºC e de 2,140 s -1 e 8,99 h nessa ordem, para a temperatura máxima estudada de 90ºC. Ainda, observou-se que a degradação térmica das antocianinas da Vitis vinífera L. Brasil ocorre mais rapidamente quando comparada ao processo degradativo das antocianinas de Euterpe edulis martius e, consequentemente, as meias-vidas foram menores para a Vitis vinífera L. Brasil. As energias de ativação para os processamentos térmicos foram de 92,23 kJ/mol para as antocianinas de Vitis vinífera L. Brasil e para as antocianinas de Euterpe edulis martius de 93,62 kJ/mol. Termodinamicamente, a variação da entalpia entre 50 e 90ºC permitiu verificar que a reação de degradação das antocianinas de ambas as espécies foi endotérmica, assim como não espontânea, de acordo com a variação da energia livre de Gibbs positiva obtida. A variação negativa da entropia evidenciou que o estado de transição das moléculas de antocianinas é mais organizado estruturalmente. A atividade antioxidante das duas frutas foi comprovada a partir dos métodos DPPH, que atingiu uma concentração de 45,81 e 88,00 µg/mL, ABTS de 480,32 e 64,53 µM Trolox/g de fruta fresca, FRAP de 378,57 e 233,39 µM FeSO4/g de polpa de fruta e da metodologia de Fenólicos Totais, atingindo de 2,79 e 29,00 mg ac. galico /g de polpa de fruta, para Vitis vinífera L. Brasil e Euterpe edulis martius, nessa ordem. Após a meia-vida para os extratos submetidos a tratamento térmico à 90ºC, houve uma redução na capacidade antioxidante de 15,06 e 26,05% para a metodologia DPPH, 14,31 e 21,43% para o ABTS, 8,21 e 4,17% para o FRAP e 11,38 e 3,86% para a metodologia de Fenólicos Totais, para a Vitis vinífera L. Brasil e Euterpe edulis martius, respectivamente, mantendo ainda um relevante potencial antioxidante.

Anthocyanins are found in vegetable dyes, responsible for the color of leaves, flowers and fruits. The interest involving the kinetic studies of the fruit of Vitis vinifera L. Brasil (grape Brasil) and Euterpe edulis martius (Juçara) is because the prospects for use of these pigments for coloring with application in various sectors of industries such as food , cosmetics and pharmaceuticals . This study aims to determine the thermal degradation kinetics of anthocyanins extracted from Vitis vinifera L. Brasil and Euterpe edulis martius in the temperature range 50-90°C. Defining the thermodynamic functions involved in each case as well as to characterize the bioactive compounds of each species before and after thermal processing half-life. A first order model was applied to the degradation of anthocyanins of both species between 50 and 90 ° C. With the increase of the thermal degradation temperature of anthocyanins, there was a steady increase in thermal degradation and thus a reduction of half-life, with kd values and t1/2 were Vitis vinifera L. Brasil 0.205 s-1 and 94.11 h respectively, the lowest temperature studied from 50°C and 9.087 s-1 and 2.12 h in this order, the maximum temperature values 90ºC. As for Euterpe edulis martius, kd values t1/2 was 0.047 s -1 and 412.63 hours respectively, for the studied temperature of 50°C and 2,140 s-1 and 8.99 h in this order the maximum temperature studied 90 ° C. Furthermore, it was observed that the thermal degradation of anthocyanins Vitis vinifera L. Brasil occurs more rapidly as compared with the Euterpe edulis martius and therefore half-lives were shorter for Vitis vinifera L. Brasil. The activation energy for the thermal processing were 92.23 kJ/mol for anthocyanins Vitis vinifera L. Brasil and anthocyanins Euterpe edulis martius 93.62 kJ/mol. Thermodynamically, the change in enthalpy between 50 and 90°C showed that the anthocyanins from the degradation reaction of both species was not spontaneous and endothermic in accordance with the change in Gibbs free energy obtained positive. The negative change of entropy showed that the transitional state of anthocyanin molecules is more structurally organized. The antioxidant activity of the two fruit was proven from the DPPH methods, which reached a concentration of 45.81 and 88.00 µg/mL, ABTS 480.32 and 64.53 µM Trolox / g of fresh fruit, FRAP 378.57 and 233.39 µM FeSO4 / g of fruit pulp and the methodology of Total Phenolic, reaching 2.79 and 29.00 mg ac. Gallic / g of fruit pulp, Vitis vinifera L. Brasil and Euterpe edulis martius, in that order. After the half-life for the extracts subjected to heat treatment at 90°C, there was a reduction in the antioxidant capacity of 15.06 and 26.05% for the DPPH method, and 14.31 to 21.43% ABTS, 8.21 and 4.17% for FRAP and 11.38 and 3.86% for the methodology of Total Phenolic, Vitis vinifera L. Brasil and Euterpe edulis martius, respectively, keeping still a relevant potential activity.