Valoração de resíduos de lúpulo (Humulus lupulus L.) residual da indústria cervejeira : secagem, extração supercrítica e nanoencapsulamento de compostos bioativos
Autor: Micheli Legemann Monte (Currículo Lattes)
Resumo
A tendência atual de valorização das cervejas artesanais de estilo mais amargo, com maior dosagem de lúpulo, aumentou significativamente o consumo desse ingrediente e, consequentemente, a geração de resíduos. Estima-se que cerca de 85% do lúpulo usado na fabricação de cerveja resultará em subprodutos, que podem conter quantidades significativas dos ácidos amargos (alfa-ácidos e beta-ácidos) e compostos fenólicos. Dentre os compostos fenólicos, destaca-se o xanthohumol, um prenilflavonoide exclusivo do lúpulo. O consumo desse composto apresenta potencial benéfico à saúde devido as suas propriedades antioxidantes, além de ser considerado um dos estrogênios naturais mais ativos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a secagem do resíduo de lúpulo por diferentes técnicas, obter extratos ricos em bioativos a partir da extração supercrítica e avaliar o nanoencapsulamento. A secagem com bomba de calor (SBC) a 50 °C foi eficaz em preservar bioativos do resíduo de lúpulo, além de ser economicamente mais viável, com controle preciso de umidade, menor tempo e menor consumo de energia. O resíduo de lúpulo seco a 50°C em SBC foi submetido à extração supercrítica com CO2 e cossolvente etanol. Foram avaliados os parâmetros de temperatura, pressão e razão cossolvente para sólidos (RM) através de um planejamento experimental fatorial com 2 níveis e pontos centrais. O experimento a 60°C, 20 MPa e RM de 2:1 foi escolhido como melhor condição por apresentar bons rendimentos de ácidos amargos totais de 61,3% e 69,0% do conteúdo inicial de alfa-ácidos e beta-ácidos presentes no resíduo de lúpulo seco, respectivamente. Além disso, obteve um rendimento de 98,3% de xanthohumol (0,42 ± 0,06 g/100 g de sólido seco). Foram preparadas nanoemulsões de quitina com extrato de resíduo de lúpulo rico em bioativos. Imagens MET revelaram emulsões formadas por gotículas com tamanho médio de 50 nm estabilizadas por nanofibras de quitina com tamanho médio de 5 µm de comprimento e 40 nm de diâmetro para ambos os métodos (convencional e Pickering). A nanoemulsão tipo Pickering com 3% (m v-1) de nanofibras de quitina manteve a maior atividade antioxidante ao final de 20 dias de armazenamento. Nanofibras de gelatina foram incorporadas com bioativos de resíduo de lúpulo resultando em nanofibras com diâmetro médio de 190 nm, e demonstraram maior estabilidade térmica em comparação à gelatina pura, especialmente entre 57°C e 280°C. A adição do resíduo de lúpulo aumentou significativamente a atividade antioxidante das fibras, variando de 4,7% a 71,1%, e a eficiência de encapsulamento dos compostos bioativos foi superior a 79% em todas as amostras, destacando-se a amostra GHE10. As nanofibras foram incorporadas em filmes de quitosana, resultando em filmes bicamada com propriedades como alta área superficial, alongamento e atividade antioxidante, além de oferecerem proteção térmica aos compostos bioativos. O filme bicamada apresentou menor permeabilidade ao vapor de água (6,67 ± 0,43 × 10¹¹ g s¹ Pa¹ m¹), maior alongamento (12,2 ± 1,7%) e atividade antioxidante (70,9 ± 3,4%). Esses biomateriais antioxidantes têm potencial aplicação nas indústrias alimentícia e farmacêutica, como embalagens ativas, alimentos funcionais e biossensores, promovendo práticas sustentáveis e agregando valor aos resíduos industriais.