TERMOESTABILIDADE DO EXTRATO AQUOSO DA MICROALGA Spirulina platensis

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1 TERMOESTABILIDADE DO EXTRATO AQUOSO DA MICROALGA Spirulina platensis L.M. Colla 1, D.T. Decosta 2, A.L. Ramos 2, C.K. Zen 3, T. Oro 4, T.E. Bertolin 1 1- Universidade de Passo Fundo - Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos - CEP: Passo Fundo RS Brasil, Telefone: (54) (lmcolla@upf.br). 2- Universidade de Passo Fundo, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Arquitetura, Curso de Engenharia de Alimentos CEP: Passo Fundo RS Brasil. 3- Universidade de Passo Fundo, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Arquitetura, Curso de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos CEP: Passo Fundo RS Brasil, Telefone: (54) (cindielekarenzen@hotmail.com). 4 - Universidade de Passo Fundo - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental - CEP: Passo Fundo RS Brasil, Telefone: (54) (tatianaoro@hotmail.com) RESUMO A Spirulina platensis é uma cianobactéria conhecida por suas propriedades nutricionais por conter um pigmento ficobiliprotéico, a ficocianina, o qual apresenta potencial de antioxidante. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura sobre o potencial antioxidante do extrato aquoso da microalga Spirulina platensis. Para tal, foi determinado o potencial antioxidante do extrato aquoso da biomassa seca submetida às temperaturas de -23 C, 4 C, 25 C, 30 C, 40 C, 50 C, 60 C, 70 C e 75 C em diferentes tempos. O potencial antioxidante do extrato aquoso da microalga foi determinado pelo método de captura de radical livre ABTS [2,2 -azino-bis-(3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico)]. Os resultados mostraram que a temperatura é um fator importante para a perda do potencial antioxidante e o aumento da degradação é diretamente proporcional ao aumento da temperatura. ABSTRACT The cyanobacterium Spirulina platensis is well known for its nutritional properties ficobiliproteico it contains a pigment, phycocyanin, which has a potential antioxidant. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of temperature on the antioxidant potential of aqueous extract of Spirulina platensis. To this it was given the antioxidant potential of the aqueous extract of dried biomass subjected to temperatures of -23 C, 4 C, 25 C, 30 C, 40 C, 50 C, 60 C, 70 C and 75 C at different times. The antioxidant potential of the aqueous extract of microalga was determined by the free radical method of capturing ABTS [2,2'-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline sulfonic acid-6)]. The results showed that temperature is an important factor in the loss of antioxidant potential and increased degradation is directly proportional to the temperature increase. PALAVRAS-CHAVE: microalgas; antioxidante; ficocianina; termossensível. KEYWORDS: microalgae; antioxidant; phycocyanin; thermosensitive. 1. INTRODUÇÃO A Spirulina platensis é uma cianobactéria filamentosa fotoautotrófica, rica em proteínas, ácidos graxos essenciais, vitaminas, sais minerais (Belay et al., 1993), é considerada uma boa fonte de antioxidantes naturais, como os pigmentos solúveis em água, a ficocianina, carotenoides e compostos fenólicos (Ismaiel, El-Ayouty e Piercey-Normore, 2016). Devido a sua composição química, apresenta grande potencial nutricional, podendo ser comercializada como fármaco ou suplemento alimentar, visto que é considerada GRAS (Generally Recognized as Safe) pelo FDA (Food and Drug Administration), o que garante seu uso como alimento

2 sem riscos à saúde (Gouda, Kavitha e Sarada, 2015). Dentre as várias propriedades da Spirulina platensis, tem-se a sua ação antioxidante proveniente da presença em sua biomassa de compostos fenólicos e ficocianina. Estes compostos podem ser termossensíveis, uma vez que o aumento da temperatura pode ocasionar modificações químicas acarretando em perdas do potencial antioxidante destes compostos (Tello-Ireland et al., 2011). A presença de antioxidantes em alimentos é fundamental para controlar ou prevenir os processos de oxidação que levam a deterioração do produto, visto que são os antioxidantes que sequestram os radicais livres (Shahidi e Zhong, 2015). Diante disso, o estudo da termoestabilidade é fundamental, pois permite verificar o efeito da temperatura sobre os compostos antioxidantes da microalga, possibilitando definir a temperatura em que ocorre a degradação térmica dos compostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura sobre o potencial antioxidante do extrato aquoso da microalga Spirulina platensis. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material A biomassa da microalga Spirulina platensis seca, foi cedida pelo Laboratório de Engenharia Bioquímica da Universidade Federal do Rio Grande (FURG). 2.2 Métodos A termoestabilidade da Spirulina platensis foi avaliada através da exposição da biomassa seca, disposta em placas de Petri, protegidas da luz e submetidas às temperaturas de -23 C, 4 C, 25 C, 30 C, 40 C, 50 C, 60 C, 70 C e 75 C. A biomassa foi exposta às temperaturas de até 40 C por 48 dias, sendo realizadas amostragens no tempo inicial (experimento controle) e no final da exposição. Para as temperaturas de 50 C, 60 C, 70 C e 75 C o tempo de exposição foi de 48 h para avaliação do comportamento do potencial antioxidante Obtenção do extrato aquoso Após a exposição da biomassa às diferentes condições de tempo e temperatura, obteve-se o extrato aquoso da microalga contendo a ficocianina. Para tal, a 1 g de biomassa seca de Spirulina platensis foram adicionados 30 ml de água destilada. Esta solução foi submetida a 3 ciclos sucessivos de congelamento, a -21 C, e descongelamento a 4 C, com o objetivo de romper a parede celular da microalga, obtendo a extração das ficobiliproteinas para o meio aquoso. Após, o extrato foi centrifugado a rpm por 15 min, sendo o sobrenadante denominado extrato aquoso de Spirulina platensis (Abalde et al., 1998) Determinação do potencial antioxidante Para avaliar a destruição térmica dos compostos antioxidantes presentes na biomassa microalgal submetida a diferentes temperaturas, foi determinado o potencial antioxidante (Pa) por ABTS [2,2-azinobis- (3-etilbenzotiazolino ácido-6-sulfónico)], conforme método descrito por Re et al., (1999), com pequenas modificações. O radical catiônico ABTS foi preparado a partir da reação da solução estoque de ABTS (7 mmol/l) com a solução de persulfato de potássio (2,45 mmol/l), ambas soluções dissolvidas em água a uma razão de 1:1 v/v. Essa solução permaneceu em repouso no escuro, a temperatura ambiente, entre 12 a 16 h antes da utilização. Para a leitura da absorbância do ensaio branco (A o ) em espectrofotômetro, 200 µl deste

3 radical formado foi diluído em aproximadamente 10 ml de etanol 96 até obter uma absorbância de 0,70 nm ( 0,05 nm) a um comprimento de onda de 734 nm. As soluções dos extratos de Spirulina platensis foram diluídas em 1:5 e após adicionou-se 20 µl desta em 980 μl do radical diluído. Homogeneizou-se em agitador por 5 s e protegeu-se da luz por 6 min, após procedeu-se a leitura da absorbância (A f ). O cálculo da porcentagem de inibição do radical foi realizado de acordo com a Equação 1. ( ) (1) Sendo: A o : absorbância inicial A f : absorbância final Análise Estatística As médias dos resultados de atividade antioxidante foram comparadas ao ensaio controle (tempo inicial) através de Análise de Variância e teste de comparação de médias pelo método de Dunnett ao nível de 95% de confiança. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Conforme mostra a Figura 1, quando a biomassa foi submetida às temperaturas de -23 C, 4 C e 25 C não houveram perdas do potencial antioxidante, após 48 dias de exposição, em relação ao ensaio controle. A exposição da biomassa a 30 C e 40 C apresentou diminuição do potencial antioxidante em comparação com o tempo inicial (p<0,05). Jespersen et al., (2005) comprovou que a ficocianina torna-se instável quando a temperatura excede 45 C. Portanto, quando a biomassa de Spirulina platensis foi submetida a temperaturas mais baixas (-23, 4 e 25) C, o potencial antioxidante permaneceu estável por 48 dias. Figura 1 - Comparação estatística dos potenciais antioxidantes (Pa) do extrato aquoso da microalga no tempo de 24 h nas temperaturas de -23 C, 4 C, 25 C, 30 C e 40 C. * p>0,05 significa que não há diferença estatística do ensaio controle ao nível de 95% de confiança pelo Teste de Dunnett. De acordo com a Figura 2, entre as temperaturas de 60 C e 75 C os compostos

4 antioxidantes apresentaram elevada degradação térmica ao longo do tempo. No tempo de 24 h, a exposição a 50ºC não ocasionou diferenças significativas (p=0,212) em relação ao controle, o que foi observado a partir da exposição da biomassa às temperaturas de 60º C, 70ºC e 75ºC (p<0,05), conforme mostrdo na Figura 3. Comitre et al. (2015) observaram que a biomassa de Spirulina sp. LEB 18 submetida as temperaturas de 50 C e 60 C, por um período de 8 h e 7 h, respectivamente, não apresentaram diferença significativa entre suas atividades antioxidantes, mas apresentaram redução destas quando comparadas a amostra in natura. Figura 2 - Potencial antioxidante (Pa) do extrato aquoso da microalga em relação ao tempo avaliado nas temperaturas de (a) 50 C, (b) 60 C, (c) 70 C e (d) 75 C. Figura 3 Comparação estatística dos potenciais antioxidantes (Pa) do extrato aquoso da microalga no tempo de 24 h nas temperaturas de 50 C, 60 C, 70 C e 75 C em relação ao controle * p>0,05 significa que não há diferença estatística do ensaio controle ao nível de 95% de confiança pelo Teste de Dunnett. Quanto maior a temperatura de exposição da biomassa, maior foi a perda do potencial antioxidante, visto que a exposição da biomassa de Spirulina platensis por um período de 24 h submetida a altas temperaturas influenciou na atividade antioxidante do extrato aquoso. A temperatura influenciou na degradação da ficocianina, possivelmente devido a degradação térmica da fração protéica deste pigmento biliprotéico. Segundo Chaiklahan et al. (2012) além da temperatura, a estabilidade da ficocianina também pode ser influenciada pelo ph e concentração proteica.

5 4. CONCLUSÃO Os resultados deste estudo mostram que a temperatura é um fator importante para a perda do potencial antioxidante. A exposição da biomassa de Spirulina platensis, mesmo que por poucas horas, a temperaturas acima de 30 C acarretou na diminuição da atividade antioxidante. A temperatura de exposição mais adequada a fim de preservar a capacidade antioxidante da biomassa de Spirulina platensis foi a -23 C, 4 C e 25 C, o que sugere que os compostos antioxidantes são sensíveis a temperatura. Os resultados mencionados mostram que é necessário estudar um processo de proteção dos antioxidantes da microalga Spirulina platensis para que não ocorram perdas durante a exposição a temperatura. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Abalde, J., Betancourt, L., Torres, E., Cid, A., & Barwell, C. (1998). Purification and characterization of phycocyanin from the marine cyanobacterium Synechococcus sp Plant Science, 136, Belay, A., Ota, Y., Miyakawa, K., & Shimamatsu, H. (1993). Current knowledge on potential health benefits of Spirulina. Journal of Applied Phycology, 5, Comitre, A. A., Vaz, L. B., Silva, L. A., Larrosa, A. P. Q. & Pinto, L. A. de A. (2015). Secagem a vácuo de Spirulina sp. LEB 18: análise das características dos compostos bioativos do produto desidratado. In XI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica (Unicamp), Campinas, Brasil. Gouda, K. G. M.; Kavitha, M. D., & Sarada, R. (2015). Antihyperglycemic, antioxidante and antimicrobial activities of the butanol extract from Spirulina platensis. Journal of Food Biochemistry, 39, Ismaiel, M. M. S., El-Ayouty, Y. M., & Piercey-Normore, M. (2016). Role of ph on antioxidants production by Spirulina (Arthrospira) platensis. Brazilian Journal of Microbiology : [Publication of the Brazilian Society for Microbiology], 47(2), Jespersen, L., Stromdahl, L. D., Olsen, K., & Skibsted, L. H. (2005). Heat and light stability of three natural blue colorants for use in confectionery and beverages. European Food Research and Technology, 220, Jian-hong, L., Zi-hou, T. & Tseng, C-T. (1998). Iron ions increase the thermostability of phycocyanin of Spirulina maxima, Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 16, Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cátion decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine, 26, Shahidi, F., & Zhong, Y. (2015). Measurement of antioxidant activity. Journal of functional foods, Tello-Ireland, C., Lemus-Mondaca, R., Vega-Gálvez, A., López, J., & Di Scala, K. (2011). Influence of hot-air temperature on drying kinetics, functional properties, colour, phycobiliproteins, antioxidant capacity, texture and agar yield of alga Gracilaria chilensis. Food Science and Techonology, 44(1),