Desenvolvimento de um corante natural bioativo rico em antocianinas a partir de framboesa vermelha

Atualmente, os corantes alimentares artificiais são alvo de grande controvérsia por parte do consumidor, da comunidade científica e do setor industrial. Estes aditivos, apesar de serem estáveis e baratos, têm sido associados a potenciais problemas de toxicidade, o qual tem vindo a dar preferência a alimentos formulados com corantes de base natural. Neste sentido, várias empresas têm vindo a comprometer-se a utilizar corantes naturais nos seus produtos alimentares para atender a este movimento que se tem intensificado. Contudo, ainda é necessário encontrar novas fontes de pigmentos naturais e otimizar processos de extração para uma recuperação eficiente e ecossustentável. As antocianinas são moléculas muito promissoras para desenvolver este tipo de aditivos alimentares, pois permitem obter diferentes tonalidades de cor, além de proporcionarem efeitos bioativos de interesse para a conservação do alimento e para a saúde do consumidor. As antocianinas podem ser obtidas a partir de diferentes matrizes vegetais, entre as quais a framboesa vermelha (Rubus idaeus L.) é um bom exemplo e uma cultura em franco crescimento em Portugal. Portanto, este trabalho foi realizado com o objetivo geral de desenvolver um corante alimentar bioativo rico em antocianinas a partir de framboesa vermelha (mais concretamente bio-resíduos da sua produção). Para isso, foram estudados e comparados dois métodos de extração assistidos por temperatura (EAT) e ultrassons (EAU) para extrair antocianinas a partir da framboesa vermelha. As variáveis independentes tempo de processamento, percentagem de etanol e temperatura ou potência ultrassónica foram combinadas em desenhos de composto central rotativo (DCCR) de cinco níveis e a metodologia de superfície de resposta (RSM) foi usada no processo de otimização. O rendimento de extração (massa de extrato) e os teores de cianidina-3-O-soforósido (C3S) e cianidina-3-O-glucósido (C3G) foram monitorizados por gravimetria e HPLC-DAD-ESI/MSn, respetivamente, e usados como critérios de resposta na otimização. Os modelos polinomiais construídos foram ajustados com sucesso aos dados experimentais e usados para determinar as condições ótimas de extração. Ao maximizar simultaneamente as variáveis dependentes, o método EAT originou valores de resposta ligeiramente superiores (61% de massa de extrato e 8,7 mg de antocianinas por grama de extrato), mas precisou de 76 min de processamento a 38 °C, usando 21% (v/v) de etanol, enquanto o método EAU exigiu 16 min de sonicação a 466 W de potência, com 38% (v/v) de etanol. Os modelos preditivos foram validados experimentalmente através da produção de extratos de framboesa vermelha nas condições ótimas de EAT e EAU e posterior comparação com os valores previstos pelos modelos matemáticos. Estes novos extratos ricos em antocianinas apresentaram uma cor vermelho-púrpura e atividade antioxidante in vitro pela capacidade de inibir a peroxidação lipídica (avaliada através do ensaio de inibição da formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) e de proteger da hemólise oxidativa provocada por radicais livres de relevância biológica. Esta maior atividade antioxidante foi atribuída ao extrato obtido pelo método EAT, o qual também apresentou o maior teor de antocianinas. Os extratos, quando testados pelo método de microdiluição em placa e pelo ensaio colorimétrico do cloreto de p-iodonitrotetrazólio (INT), também mostraram atividade antimicrobiana contra bactérias transmitidas por alimentos, como Escherichia coli e Enterococcus faecalis. Os resultados deste estudo destacaram o potencial dos extratos de framboesa como corantes alimentares naturais com efeitos bioativos e poderão ser explorados pelo setor industrial interessado na produção de ingredientes à base de antocianinas.

Currently, artificial food colours are the subject of great controversy by the consumer, the scientific community, and the industrial sector. These additives, despite being stable and inexpensive, have been associated with potential toxicity issues for the consumer, who has been giving preference to foods formulated with bio-based colorants. In this sense, several companies have been committed to using natural colorants in their food products to meet this movement that has intensified. However, it is still necessary to find new sources of natural pigments and optimize extraction processes for an efficient and eco-sustainable recovery. Anthocyanins are very promising molecules for developing this type of food additives, as they allow different shades of colour to be obtained, in addition to providing bioactive effects of interest for food conservation and consumer health. Anthocyanins can be obtained from different plant matrices, among which the red raspberry (Rubus idaeus L.) is a good example and an emerging culture in Portugal. Therefore, this work was developed with the general objective of developing a bioactive anthocyanin-rich food colorant from red raspberry (more specifically bio-waste from its production). For that, two extraction methods assisted by temperature (HAE) and ultrasounds (UAE) were studied and compared to extract anthocyanins from the red raspberry. The independent variables processing time, ethanol percentage, and temperature or ultrasonic power were combined in five-level rotatable central composite designs (RCCD) and the response surface methodology (RSM) was used in the optimization process. The extraction yield (extract weight) and levels of cyanidin-3-O-sophoroside (C3S) and cyanidin-3-O-glucoside (C3G) were monitored by gravimetry and HPLC- DAD-ESI/MSn, respectively, and used as response criteria in the optimization. The constructed polynomial models were successfully fitted to the experimental data and used to determine the optimal extraction conditions. When maximizing the dependent variables simultaneously, the HAE method gave slightly higher response values (61% extract weight and 8.7 mg anthocyanins per gram of extract), but it took 76 min of processing at 38 °C, using 21 % (v/v) of ethanol, while the UAE method required 16 min of sonication at 466 W, with 38% (v/v) of ethanol. The predictive models were validated experimentally through the production of red raspberry extracts in the optimal conditions of HAE and UAE and later comparison with the values predicted by the mathematical models. These new extracts rich in anthocyanins showed a purple-red colour and antioxidant activity in vitro due to their ability to inhibit lipid peroxidation (evaluated through thiobarbituric acid reactive substances formation inhibition) and to protect from the oxidative haemolysis caused by biologically relevant free radicals. This greater antioxidant activity was attributed to the extract obtained by the HAE method, which also had the highest anthocyanin content. The extracts, when tested by the microdilution method and by the rapid p- iodonitrotetrazolium chloride (INT) colorimetric assay, also showed antimicrobial activity against food-borne bacteria, such as Escherichia coli and Enterococcus faecalis. The results of this study highlighted the potential of raspberry extracts as natural food colours with bioactive effects and could be explored by the industrial sector interested in the production of anthocyanin-based ingredients.

Consumo de corantes artificiais por pré-escolares de um município da baixada fluminense, RJ / Consumo de colorantes artificiales por preescolares de un municipio de la bajada fluminense, RJ / Consumption of artificial colours for preschool children of a baixada fluminense, RJ

Analisar o consumo de alimentos com corantes por pré-escolares de um município da Baixada Fluminense. Método: Foi aplicado questionário a 148 mães de pré-escolares. O questionário foi constituído por variáveis sócio-demográficas e de saúde, consumo de alimentos (Questionário Frequência Alimentar). Resultados: O biscoito recheado apresentou com consumo diário (55,1%), balas (51,4%) e biscoitos salgados (48,4%). Estes biscoitos continham corante natural (carmin) e sintéticos (caramelo amoniacal, tartrazina e azul brilhante). Nas balas, o vermelho 40 (81,8%), tartrazina (54,5%) e azul brilhante (54,5%). Os biscoitos salgados apresentaram corantes naturais (69% urucum, 31% caramelo) e sintéticos (amarelo crepúsculo, tartrazina, vermelho 40). Os teores dos corantes vermelho bordeaux (56%) e amarelo crepúsculo (25%) ultrapassaram os níveis aceitáveis. Conclusão: O consumo de alimentos com corantes foi elevado entre os pré-escolares, tornando esse grupo vulnerável aos efeitos adversos à saúde.

Analizar el consumo de alimentos con colorantes por preescolares de un municipio de la Bajada Fluminense. La muestra fue constituida por 148 madres de preescolares. Método: Fue aplicado un cuestionario constituido por variables socio-demográficas y de salud. Para el análisis del consumo de alimentos se utilizo Cuestionario de Frecuencia Alimentar (QFA). Resultados: las galletas rellenas con consumo diario (55,1%), los caramelos (51,4%) y galletas saladas (48,4%). En las galletas rellenas se destacaron lo colorante natural (carmín), los sintéticos (caramelo amoniacal, tartrazina y azul brillante). En los caramelos, el rojo con 40 (81,8%), tartrazina (54,5%). En las galletas saladas, los colorantes naturales (69% urucun, 31% caramelo) y sintéticos (amarillo crepúsculo, tartrazina, rojo 40). Fue ultrapasada IDA bordeaux S (56%) y amarillo crepúsculo (25%). Conclusión: El consumo de colorantes fue elevado quedando vulnerable ese grupo, a los riesgos a la salud.

Assess the consumption of food colorants among preschoolers in a Baixada Fluminense municipality. The sample comprised 148 mothers of preschool children old enrolled in public schools. Method: A structured questionnaire, consisting of socio-demographic and health variables, was applied to these women. For food consumption analyzes, it was utilized the 24 hours Recall and the Food Frequency Questionnaire (FFQ). Products contents and the presence of colorants were analyzed through information on the labels. Results: The most consumed products (daily) were sandwich cookies (55.1%), followed by candies (51.4%) and corn crackers gritz type of (48.4%). The use of food colorants is ease to overcome the colorant DAI in food consumed by children. As there are many foods with colorants, it becomes difficult for the consumer to control the exposure to these substances. Conclusion: The consumption of foods colorants was high among pre-schoolers, making this group vulnerable to adverse health effects.