Recuperação, avaliação e aplicação de compostos bioativos de "bandinhas" provenientes do beneficiamento de feijão preto (Phaseolus vulgaris L.)

Abstract

O feijão preto (Phaseolus vulgaris L.) representa uma das leguminosas mais importantes cultivadas mundialmente, sendo o Brasil um dos maiores produtores e consumidores do grão. Acompanhando o volume de sua produção, é elevada a quantidade de grãos avariados gerados durante o beneficiamento, a exemplo das ?bandinhas? (ruptura da casca e separação dos cotilédones) que possuem baixo valor de mercado. A casca do feijão preto apresenta um alto teor de compostos fenólicos, dentre os quais se destacam as antocianinas, cujas propriedades bioativas e diversidade de cores representam o seu potencial como corantes naturais em alimentos. O presente trabalho teve por objetivo geral recuperar extratos ricos em antioxidantes do resíduo do processamento do feijão preto através da extração por líquido pressurizado (PLE). Em condições otimizadas por metodologia de superfície de resposta (MSR), os extratos obtidos foram caracterizados quanto à sua composição, propriedades bioativas e o seu potencial antidiabético in vitro. Os extratos brutos também foram aplicados em um alimento modelo (gelatina). O ponto ótimo de extração por PLE foi a 60 °C, utilizando solvente etanol:ácido cítrico (0,1 mol.L-1) na proporção de 30:70 (v/v) e vazão de 4 mL.min-1, destacando-se das técnicas realizadas a baixa pressão, extração por maceração e banho ultrassônico, quanto ao teor de antocianinas totais (3,96 mg C3G.g-1), compostos fenólicos totais (19,62 mg EAG.g-1) e atividade antioxidante por DPPH (509,14 µmol ET.g-1) e FRAP (248,55 µmol ET.g-1). As antocianinas delfinidina-3-glicosídeo, cianidina-3-glicosídeo, malvidina-3-glicosídeo e malvidina-3,5-diglicosídeo foram identificadas e devidamente quantificadas, sendo a delfinidina a majoritária na casca do feijão. A degradação das antocianinas frente ao tratamento térmico e na presença de luz seguiu uma cinética de primeira ordem e a energia de ativação foi de 40,56 kJ.mol-1. O comportamento avaliado, mostrou que os extratos foram mais estáveis na menor temperatura (60 °C) e sob ausência de luz. Os extratos purificado e bruto apresentaram potencial para inibir a a-amilase (IC50 de 0,52 e 2,85 mg.mL-1) e a-glicosidase (0,03 e 0,15 mg.mL-1) respectivamente, enzimas associadas ao metabolismo dos carboidratos. A aplicação do extrato bruto na gelatina incolor conferiu uma cor vermelho intensa ao produto, com destaque para a atividade antioxidante. Devido ao seu baixo valor comercial, os extratos ricos em antocianinas provenientes da casca do feijão preto extraídos por PLE caracterizam um vantajoso insumo para aplicação em alimentos.

Abstract: Black beans (Phaseolus vulgaris L.) is one of the most important pulses grown worldwide, with Brazil being one of the largest producers and consumers. Following the volume of its production, the amount of damaged grains generated during processing is large, as in the case of ?bandinhas? (shell rupture and separation of cotyledons) that have low market value. Black beans seed coat has a high content of phenolic compounds, as anthocyanins, which the bioactive properties and color diversity show their potential as natural colorants in foods. This study had as general objective to recovery antioxidants-rich extracts from black beans by-products by pressurized liquid extraction (PLE). In optimum conditions obtained by response surface methodology (RSM), the extracts had their composition, bioactive properties, and their in vitro anti-diabetic potential determined. The crude extracts were also applied to a food model (gelatin). The optimum point of extraction by PLE was at 60 °C, using solvent ethanol:citric acid (0.1 mol.L-1) in the proportion of 30:70 (v/v) and flow rate of 4 mL.min-1. The PLE extracts had better results in relation the techniques performed at low pressure, as maceration and ultrasound extraction, with higher levels of total anthocyanins (3.96 mg C3G.g-1), total phenolic compounds (19.62 mg EAG. g- 1) and antioxidant activity measured by DPPH (509.14 µmol ET.g- 1) and FRAP (248.55 µmol ET.g-1). The individual anthocyanins delphinidin-3-glucoside, cyanidin-3-glucoside, malvidin-3-glucoside, and malvidin-3,5-diglucoside were identified and quantified. Delphinidin was the main founf in bean seed coat. The anthocyanins degradation against heat treatment and in the presence of light followed first-order kinetics and the activation energy was 40.56 kJ.mol-1. This behavior showed that the extracts were more stable at the lowest temperature (60 °C) and under the absence of light. The purified and crude extracts had the potential to inhibit the enzymes associated with carbohydrate metabolism, namely a-amylase (IC50 of 0.52 and 2.85 mg.mL-1) and a-glucosidase (0.03 and 0.15 mg.mL-1). The application of the crude extract in the colorless gelatin provided an intense red color to the product, with emphasis on the antioxidant activity. Due to their low commercial value, anthocyanin-rich extracts from black beans seed coat extracted by PLE are a source for an application in food.