Application of functional compounds from agro-industrial residues of Brazilian's tropical fruits extracted by sustainable methods in alginate-chitosan microparticles

Autor(es)

Castro, Luiz Eduardo Nochi ; Barroso, Tiago Linhares Cruz Tabosa ; Ferreira, Vanessa Cosme ; Sganzerla, William Gustavo ; Queiroz, Matheus ; Ribeiro, Leomara Floriano ; Forster-Carneiro, Tania

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOACTIVE CARBOHYDRATES AND DIETARY FIBRE; v. 32, p. 12-pg., 2024-08-11.

Resumo

The extraction and encapsulation of bioactive compounds have emerged as promising strategies to enhance their utility in various industrial applications. This study explores functional compounds derived from tropical fruit waste, including grape pomace, jabuticaba, and dragon fruit. These compounds were extracted using sustainable methods such as ultrasound-assisted extraction, maceration, and pressurized liquid extraction for incorporation into alginate and chitosan microparticles. Among the extraction methods employed, pressurized liquid extraction demonstrated the highest efficiency in recovering phenolic compounds, anthocyanins, and betalains. The optimized microparticles were tailored to specific fruit sources, with chitosan concentrations of 0.19%, 0.27%, and 0.34%, and alginate concentrations of 2.26%, 1.79%, and 1.73% for grape pomace, dragon fruit husk, and jabuticaba peel, respectively. These microparticles exhibited encapsulation efficiencies ranging from 98.43% to 99.78%. Furthermore, they displayed low solubility (0.23%-0.39%) and high hygroscopicity (38.92%-41.01%). In vitro gastrointestinal digestibility tests showed that the bioaccessibility of the phenolic compounds reached up to 95%. This finding suggests that the encapsulated bioactive compounds remain highly bioavailable, making them potentially valuable in the development of pharmaceutical and health products as well as functional foods. In conclusion, this research underscores the significance of valorizing tropical fruit by-products in Brazil through pressurized liquid extraction, followed by their efficient encapsulation within alginate and chitosan matrices. This process not only reduces waste but also opens up exciting avenues for applications in the food and pharmaceutical sectors. (AU)

• Processo FAPESP: 19/26925-7 - Desenvolvimento de um sistema automatizado para produção de precursores de biocombustíveis através da tecnologia subcrítica
• Beneficiário: William Gustavo Sganzerla
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 18/14938-4 - Waste2energy: integração das tecnologias supercrítica e digestão anaeróbia através de um sistema automatizado para produção de precursores de biocombustíveis
• Beneficiário: Tânia Forster Carneiro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 21/04096-9 - Integração dos processos extração/hidrólise em água subcrítica e purificação para a valorização de bagaço de uva em um conceito de biorrefinaria
• Beneficiário: Luiz Eduardo Nochi de Castro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 23/02064-8 - Bioprocessos sustentáveis para a valorização do bagaço de caju (Anacardium occidentale): integração do pré-tratamento hidrotérmico e processos fermentativos para produção de compostos de valor agregado em um conceito de biorrefinaria
• Beneficiário: Tiago Linhares Cruz Tabosa Barroso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/16248-5 - Purificação de extratos de resíduos de jabuticaba por adsorventes e biochar usando tecnologia supercrítica
• Beneficiário: Tiago Linhares Cruz Tabosa Barroso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 22/02305-2 - Avaliação da hidrólise em água subcrítica em reator automatizado com análise in-line de compostos de maior valor agregado de cascas de pitaia (Hylocereus undatus)
• Beneficiário: Vanessa Cosme Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado