CARACTERIZAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE COMPOSTOS BIOATIVOS DO HIBISCO (Hibiscus Sabdarifa L.)

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1 CARACTERIZAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE COMPOSTOS BIOATIVOS DO HIBISCO (Hibiscus Sabdarifa L.) S.C.S.R. Moura 1,2, M.D. Hubinger 2, I.D.Alvim 3, S.P.M. Germer 1,4, E.C.G. Souza 1,5, C.L. Berling 6 1-Centro de Tecnologia de Frutas e Hortaliças - Instituto de Tecnologia de Alimentos Av. Brasil, 2880 CEP: Campinas-SP-Brasil, Phone: (55-19) (smoura@ital.sp.gov.br) 1, sgermer@ital.sp.gov.br) 4, (elaine@ital.sp.gov.br) 5 2- Faculdade de Engenharia de Alimentos Universidade Estadual de Campinas - Cidade Universitária"Zeferino Vaz", s/n CEP: Campinas-SP-Brasil, Phone: (55-19) (mhub@fea.unicamp.br) 3-Centro de Tecnologia de Cereais e Chocolates - Instituto de Tecnologia de Alimentos Av. Brasil, 2880 CEP: Campinas-SP-Brasil, Phone: (55-19) (izabela@ital.sp.gov.br) 6-Bolsista de Iniciação científica PIBIC CNPq Graduando em Engenharia de Alimentos - Faculdade de Engenharia de Alimentos Universidade Estadual de Campinas - (carolberling@gmail.com) ABSTRACT Studies have shown that Hibiscus Sabdarifa L extract has antioxidant and antimicrobial activity, hepatoprotective effect, anti-cholesterol, anticancer, anti-hypertensive, diuretic, hunger suppressant, antidiabetic, among others. The presence of phenolic acids and anthocyanins may contribute to these effects and the possibility of being used as a natural dye. The aim of the study was to characterize dried hibiscus calyces; hibiscus powder and hibiscus extract 50%, as the organoleptic and physico-chemical characteristics as well as the presence of bioactive compounds (anthocyanins). The hibiscus calyces, the hibiscus powder and the hibiscus extract 50%, showed the presence of anthocyanins being indicative of good quality for human consumption and possible applications as natural colorant in food. KEYWORDS: hibiscus, roselle, anthocyanins, phenolic compounds, color. 1. INTRODUÇÃO Vários efeitos benéficos à saúde têm sido atribuídos às antocianinas presentes nas frutas, vegetais, chás e vinhos. Estudos epidemiológicos, clínicos e in vitro mostram múltiplos efeitos biológicos relacionados aos compostos fenólicos da dieta, tais como: atividade antioxidante, antiinflamatória, antimicrobiana e anticarcinogênica (Serrano-Cruz et al. 2013). O cultivo do Hibiscus sabdariffa L. é considerado viável para países em desenvolvimento uma vez que é relativamente fácil de cultivar, pode ser cultivado como parte de sistemas multi-cultivo e pode ser usado como alimento e fibra. Na China as sementes são utilizadas como combustível e a planta é utilizada pelas suas propriedades medicinais, enquanto na África Ocidental as folhas e pó das sementes são utilizados em refeições (Da-Costa Rocha et al. 2014). Os principais constituintes do H. sabdariffa relevantes ao uso farmacológico são ácidos orgânicos, antocianinas, polissacarídeos e flavonóides. Vários estudos têm identificado delfinidina-3- sambubioside e a cianidina-3-sambubioside como as principais antocianinas presentes nos extratos do cálice do hibisco e das folhas. A parte da planta mais utilizada na área de alimentos é o cálice, a partir do qual podem ser elaborados vários tipos de produtos como chás, bebidas fermentadas, refrescos, geleias, sorvetes, chocolates e bolos (Da-Costa Rocha et al. 2014).

2 O objetivo do presente estudo foi caracterizar e quantificar os componetes bioativos presentes no cálice do hibisco seco em estufa, no hibisco solúvel (pó) e no extrato 50% grau alimentício (líquido). 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material Cálice do Hibiscus Sabdarifa L. seco em estufa (Hibiscus sache), origem Egito, Lote HIBIS02/2014; extrato do hibisco, fruto 50%, veículo hidroalcoólico, estabilizado e conservado, Lote A90815; hibisco em pó, produzido por secagem em spray dryer, solúvel, Lote , todos fornecido pela Heide Indústria e Comércio Ltda., localizada em Pinhais/PR 2.2 Métodos Umidade Realizada em estufa a vácuo a 70 o C / 6 hs ou até peso constante (AOAC, 2006). Teor de sólidos solúveis Determinado empregando-se refratômetro de bancada (Abbe Refratometer modelo 10450, EUA) de acordo com a metodologia descrita em Instituto Adolfo Lutz (2005). ph Medido em potenciômetro (Digimed, modelo DM 20, Brasil) de acordo com metodologia descrita em Instituto Adolfo Lutz (2005). Acidez total Método acidimétrico da AOAC nº B (AOAC, 2006). Densidade Determinada pelo método de deslocamento de fluidos em picnômetro, segundo norma n da AOAC (2006). As medidas foram feitas na temperatura de 25 C. Teor de compostos fenólicos totais Foram determinados de acordo com o método espectroscópico de Folin Ciocalteau, descrito em Turkyılmaz, et al. (2013) e empregado por Erkan-Koç et al. (2015). Teor de antocianinas As antocianinas totais foram determinadas com uso do método do ph diferencial segundo AOAC (2006). A diluição foi realizada em solução com ph 1 e 4,5 com quantificação no comprimento de onda de 520 e 700 nm. Atividade antioxidante Foi realizada a determinação pelo método de DPPH de acordo com Arts et al. (2001) e empregado em Erkan-Koç et al. (2015). Cor objetiva Foram realizadas determinações de avaliação colorimétrica, utilizando Chromameter CR-400 (Konica-Minolta Sensing Inc., Osaka, Japão), programado no sistema CieLab. Os seguintes valores foram calculados:

3 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Chroma ou Saturação = (a* 2 +b* 2 ) 1/2 (1) Hue ou Tom = arctan (b*/a*) (2) 3.1 Cálice do hibisco seco O cálice de hibisco seco foi avaliado pelo controle de qualidade Yerba & Botanika Ltda, localizada em Taubaté/SP. O laudo de análise inclui as características organolépticas: coloração vermelha a roxo avermelhado, odor característico e sabor ácido; análise de pureza e integridade: umidade 10,91% (esperado máximo 11%), cinzas totais 8,97% (esperado máximo 10%) e elementos estranhos ausentes (esperado máximo 2%).; e análise de princípios ativos e/ou marcadores: teor de acidez 13,53% (esperado mínimo 13,5%), intensidade de cor 1,128 Abs (esperado mínimo 0,250 Abs). Os resultados encontram-se dentro do esperado pelo fabricante. Os resultados das análises realizadas no projeto encontram-se na Tabela 1 Tabela 1. Caracterização do cálice do hibisco seco Análise Média ± desvio Antocianinas (mg/100g) 674,91± 11,275 L * 27,89 ± 0,47 a* 10,71 ± 0,80 b* 11,31 ± 0,28 Tom H* 0,81 ± 0,04 Saturação C* 15,59 ± 0,48 Vizzotto, Castilho & Pereira (2009) analisaram cálices do Hibiscus Sabdariffa L., provenientes do campo experimental da Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS quanto ao teor de compostos fenólicos totais, antocianinas e atividade antioxidante das amostras recém-colhidas. Os valores encontrados das bráctesas de hibisco úmidas foram: compostos fenólicos totais: 487,7 ± 17,4 mg/100g amostra fresca, antocianinas totais 107,3 ±11,0 mg/100g amostra fresca e 5960,1 ± 1226,1 g equivalente de Trolox/g amostra fresca. O valor de antocianinas encontra-se abaixo do valor encontrado na Tabela 1, pois se refere à amostra fresca e não a amostra seca (10,91% unidade). O teor de antocianinas encontrado no cálice do hibisco é bastante similar ao encontrado no mirtilo, em torno de 113,55 mg /100 g fruto. Esta comparação é interessante pois é o mirtilo reconhecido como uma das principais fortes de antocianinas (Vizzotto, Castilho & Pereira,2009). 3.2 Hibisco em pó Segundo o laudo do fabricante (Heide Indústria e Comércio Ltda.) as características organolépticas apresentadas foram: aspecto pó fino higroscópico, cor rosa, odor e sabor característicos. As análises das características físico-químicas foram: densidade (25 o C) 0,376 g/cm 3 (padrão 0,400 ± 0,200), umidade 7,00 g/100g (padrão 8,00 ± 2,00), ph 3,27 (padrão 3,00 ± 1,00) e solubilidade em água: facilmente solúvel (padrão facilmente solúvel). Os resultados encontram-se dentro do esperado pelo fabricante. Os resultados das análises realizadas no projeto encontram-se na Tabela 2 Tabela 2. Caracterização do hibisco em pó Análise Média ± desvio Antocianinas (mg/100g) 102,62 ± 0,038

4 L * 61,97 ± 0,43 a* 35,32 ± 0,19 b* 10,17 ± 0,12 Tom H* 0,28 ± 0,00 Saturação C* 36,76 ± 0,21 Ersus & Yurdagel (2007) avaliaram o conteúdo de antocianinas e cor de extrato de cenoura preta após secagem em spray drier, utilizando maltodextrina como agente carreador. O extrato de cenoura apresentava teor de antocianinas de 125 ± 17,22 mg/100g e após seco 482,96 ± 1,46 mg/100g. Os valores apresentados estão bem maiores que os encontrados na Tabela 2, mostrando a grande perda de antocianinas do pó de hibisco provavelmente causada pela exposição a luz e tempo de estocagem. Os valores de cor do pó apresentados pelos autores foram : L* 50,69 ± 0,38, a* 26,02 ± 0,30, b* 5,91 ± 0,19, C* 26,68 ± 0,26 e H* 0,22 ± 0,03. Os valores de C*e H* da Tabela 2 estão maiores que os apresentados pelos autores, mostrando maior potencial de ação do pó de hibisco como corante natural. Valduga et al. (2008) analisaram o teor de antocianinas de bagaço de uva, tipo Isabel, após secagem por atomização, variando proporções de maltodextrina e goma arábica. Os valores encontrados de antocianinas totais foram de 45 a 160 mg/100g. O valor de antocianinas do hibisco em pó (Tabela 2) está dentro dessa faixa. Os valores de cor do pó apresentados pelos autores foram: L* 49,4 a 73,7, a* 13,1 a 37,8 e b* 0,44 a 4,2. Os valores de L* e a* da Tabela 2 estão dentro da faixa apresentada pelos autores e o valor de b* está maior que a faixa apresentada pelos autores. 3.3 Extrato de hibisco 50% A Tabela 3 apresenta a caracterização do extrato de hibisco alimentício 50%. Tabela 3. Caracterização do extrato de hibisco grau alimentício (50%) 39 GL Análise Média ± desvio Sólidos solúveis ( o Brix) 25,9 ± 0,044 ph 2,92 ± 0,000 Índice de acidez (g ácido cítrico) 3,735 ± 0,008 Densidade (g/cm 3 ) a 25 o C 1,004 ± 0,0011 Fenólicos totais (mg/100g b.u.) 447,51 ± 2,82 Antocianinas (mg/100g b.u.) 138,96 ± 3,796 Atividade Antioxidante (µmol/g b.u. ) 220,65 ± 8,98 L * 22,13 ± 0,22 a* 0,42 ± 0,04 b* 0,76 ± 0,05 Tom H* 1,81 ± 0,02 Saturação C* 0,87 ± 0,04 Mohd-Esa et al. (2010) fizeram um estudo sobre a atividade de antioxidante do extrato de diferentes partes do hibisco. Os resultados apresentados pelos autores mostraram que o cálice da planta é rico em polifenóis (2,91 ± 0,07 mg de GAE/g ou 291 mg/100g). Os valores apresentados na Tabela 3 estão bem acima dos valores encontrados por esses autores. Yang et al. (2012) fizeram um estudo da capacidade antioxidante do extrato do cálice do hibisco 60%, apresentando-o como rico em bioativos, com valores de teor de polifenóis totais de 18,33 ± 0,44 mg de GAE/g ou 1833 mg/100g e de antocianinas foram 0,24 ± 0,032 mg/g ou 240 mg/100g. Comparando-se com os valores de fenólicos totais e de antocianinas da Tabela 3, percebemos que a

5 quantidade de polifenóis foi menor do que o apresentado porém o teor de antocianinas é bem semelhante. A variação no valor de polifenóis pode ter ocorrido por diferenças na metodologia de extração ou pela diferença de origem da planta. Em uma determinação total de antocianinas em diversos alimentos, Lee, Durst & Wrolstad (2005) mostram a variação na quantidade desse pigmento natural em cocktail com suco de cranberry, vinho tinto, corante natural, suco de morango, suco de framboesa e suco de elderberry. O teor mais baixo de antocianinas foi encontrado no cocktail com suco de cranberry (13,6 mg/l ou 1,36 mg/100 g) e o maior no suco de elderberry (3006,8 mg/l ou 300,68 mg/100 g), com uma diferença muito grande com as demais amostras (que estão entre 6,36 mg/100 g do suco de morango e 64,08 mg/100 g no corante natural). O extrato de hibisco analisado possui teor maior que a maioria dessas amostras, como apresentado na Tabela CONCLUSÃO O cálice do hibisco seco em estufa, o hibisco solúvel (pó) e o extrato 50% grau alimentício (líquido), apresentaram altos teores de compostos bioativos e boa qualidade de cor (saturação C*), sendo promissora sua aplicação em alimentos. 5. AGRADECIMENTOS Ao PIBIC CNPq pela concessão de bolsa de iniciação científica e a empresa Heide Indústria e Comércio Ltda. pela doação das amostras. 6. REFERENCES AOAC. (2006) Official Methods of Analysis of AOAC International. 18th ed. Maryland:AOAC International, Method Arts, M. J. T. J., Haenen, G. R. M. M., Voss, H. P., Bast, A. (2001). Masking of antioxidant capacity by the interaction of flavonoids with protein. Food and Chemical Toxicology, 39, Da-Costa-Rocha, I.; Bonnlaender, B.; Sievers, H.; Pischel, I.; Heinrich, M. (2014). Hibiscus sabdariffa L. A phytochemical and pharmacological review. Food Chemistry, 165, Erkan-Koç, B.; Turkyilmaz, M.; Yemis, O.; Ozkan, M. (2015). Effects of various protein and polysaccharide based clarification agentes on antioxidative compounds and colour of pomegranate juice. Food Chemistry, 184, Ersus, S.; Yurdagel, U. (2007). Microencapsultaion of anthocyanin pigments of black carrot (Daucuscarota L.) by spray drier. Journal of Food Engineering, 80, IAL. Instituto Adolfo Lutz. (2005). Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos - 4ª Edição. 1ª Edição Digital. Lee, J.; Durst, R.W.; Wrolstad, R.E. (2005). Determination of Total Monomeric Anthocyanin Pigment Content of Fruit Juices, Beverages, Natural Colorants, and Wines by the ph Differential Method: Collaborative Study. Journal of AOAC International, 88(5), Mohd-Esa, N.; Hern, F.S.; Ismail, A.; Yee, C.L. (2010). Antioxidant activity in different parts of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) extracts and potential exploitation of the seeds. Food Chemistry, 122, Serrano-Cruz, M.R.; Villanueva-Carvajal, A.; Rosales, E.J.M.; Dávila, J.F.R.; Dominguez-Lopes, A. (2013). Controlled release and antioxidante activity of Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) extract encapsulated in mixtures of carboxymethyl cellulose, whey protein and pectin. LWT Food Science and Technology, 50,

6 Tururkyılmaz, M., Tag ı, S, Dereli, U., Ozkan, M. (2013). Effects of various pressing programs and yields on the antioxidant activity, antimicrobial activity, phenolic content and color of pomegranate juices. Food Chemistry, 138, Valduga, E.; Lima L.; Prado, R.d.; Padilha, F.F.; Treichel, H. (2008). Ciência e Agrotecnologia, 32(5), Vizzotto, M.; Castilho, P.M.; Pereira, M.C. (2009). Compostos Bioativos e Atividade Antioxidante em Cálices de Hibísco (Hibiscus sabdariffa L.) Comunicado Técnico EMBRAPA ISSN , Pelotas, RS Outubro. Yang, L.; Gou, Y.; Zhao, T.; Zhao, J.; Li, F; Zhang, B.; Wu, X. (2012). Antioxidant capacity of extracts from calyx fruits of roselle (Hibiscus sabdariffa L.). African Journal of Biotechnology, 11(17),