Obtenção de extratos ricos em compostos antioxidantes e iodo a partir de macroalgas castanhas para uso em produtos alimentares

Abstract

Com o crescimento populacional a evoluir muito rapidamente, a nutrição adequada das pessoas é cada vez mais um desafio. Atualmente, estima-se que cerca de 2 mil milhões de pessoas sofrem de deficiência de iodo. Apesar de em muitas situações esta deficiência poder ser superada por adaptações da tiroide, em casos mais graves pode originar problemas mais severos, como bócio e posteriormente, hipotiroidismo. Em mulheres grávidas a deficiência de iodo pode ainda ter implicações mais severas, uma vez que este é fundamental durante o desenvolvimento do feto. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), deve ser ingerido pelo menos 150 μg de iodo por dia para um adulto e entre 200 – 250 μg para mulheres grávidas para satisfazer as necessidades humanas. As macroalgas castanhas têm uma capacidade natural para concentrar elevadas quantidades de iodo, o qual funciona como antioxidante inorgânico ou como parte do mecanismo de defesa antibacteriano. Por esta razão, as macroalgas podem desempenhar um papel muito importante em mitigar o problema da deficiência de iodo na população, além de serem nutricionalmente ricas em polissacarídeos, proteína e compostos fenólicos. Neste trabalho foram testadas várias extrações de forma a obter diferentes extratos ricos em compostos antioxidantes e em iodo. Numa fase inicial, foram feitas extrações aquosas e etanólicas às macroalgas castanhas Undaria pinnatifida, Bifurcaria bifurcata e Fucus sp., obtendo-se extratos ricos em compostos antioxidantes, nomeadamente a partir das macroalgas Fucus sp. e B. bifurcata. Para avaliar o efeito do método de secagem nos compostos antioxidantes e no iodo total, as macroalgas Fucus sp. e B. bifurcata foram secas com recurso a uma estufa com ventilação (50 °C) e por liofilização, com o intuito de perceber até que ponto a temperatura podia ser responsável pela volatilização do iodo. Pela análise total do iodo por espectrometria de massa acoplada a plasma indutivo - ICP-MS, verificou-se que a macroalga Fucus sp. contém um valor superior de iodo total relativamente à macroalga B. bifurcata. Para além disso, foi possível verificar que a secagem das macroalgas em estufa ventilada permitiu obter biomassa com maior quantidade de iodo. Posteriormente, foram realizadas extrações aquosas com água destilada à temperatura ambiente e a 90 °C, verificando-se maior extratabilidade do iodo total com água quente. Em relação à quantidade de polissacarídeos, a extração de B. bifurcata com água a 90 °C permitiu obter maior quantidade de açúcares (49,7 % m/m) relativamente à extração à temperatura ambiente (44,8 % m/m) e em relação a ambas as extrações efetuadas à macroalga Fucus sp. (entre 34,6 e 37,0 % m/m), sendo o alginato o polissacarídeo predominante. Por fim, os testes da atividade antioxidante mostraram que extratos de Fucus sp. obtidos com água quente apresentaram, em geral, maior capacidade antioxidante. A partir destas observações foi possível concluir que a extração aquosa 90 °C de Fucus sp. previamente seca na estufa a 50 °C permitiu a obtenção do extrato mais rico em iodo (1104 mg/kg). A adição de 136 mg ou 226 mg deste extrato a um alimento confere-lhe a quantidade de iodo recomendada por dia para um adulto ou uma mulher grávida, respetivamente. Assim, este trabalho mostrou a viabilidade da obtenção de extratos antioxidantes ricos em fibra e em iodo a partir de algas castanhas, que têm potencial para serem aplicados em produtos alimentares, tornando-os mais saudáveis.

With population growing very quickly, adequate nutrition for people is increasingly a challenge. Currently, it is estimated that around 2 billion people suffer from iodine deficiency. Although in many situtiaons this deficiency can be overcome by thyroid adaptations, in more serious cases it can lead to more severe problems, such as goiter or even hypothyroidism. In pregnant women, iodine deficiency can have more severe implications, as it is essencial during the development of the fetus. According to the World Health Organization (WHO) at least 150 μg of iodine should be ingested per day for adults and 200 - 250 μg of iodine for pregnant women, to meet human needs. Brown algae have a natural ability to concentrate large amounts of iodine, which functions as an inorganic antioxidant or as part of their antibacterial defense mechanism. For this reason, macroalgae can play a very important role in mitigating the problem of iodine deficiency in the population, while their high content of polysaccharides, proteins and phenolic compounds make them even more nutritionally rich. In this work, several extractions were performed in order to obtain different extracts rich in antioxidant compounds and iodine. Firstly, aqueous and ethanolic extractions were carried out using the brown macroalgae Undaria pinnatifida, Bifurcaria bifurcata and Fucus sp., obtaining extracts rich in antioxidant compounds, particularly from B. bifurcata and Fucus sp. To evaluate the effect of the drying method on antioxidant compounds and on total iodine, B. bifurcata and Fucus sp. were dried using a ventilated oven (50 °C) and by freeze-drying, with the aim of understanding the extent to which temperature could be responsible for iodine volatilization. By analysing total iodine by inductively coupled plasma – mass spectrometry (ICP-MS), it was found that the macroalgae Fucus sp. contains more iodine compared to B. bifurcata. Furthermore, it was possible to verify that drying macroalgae in a ventilated oven made it possible to obtain biomass with greater amount of iodine. Subsequently, water extractions were carried out using destilled water at room temperature and at 90 °C, allowed to veryfied greateriodine extractability with hot water. In relation to the amount of polysaccharides, the extraction of B. bifurcata with water at 90 °C (49.7 % m/m) allowed obtaining a greater amount compared to the extraction at room temperature (44.8 % m/m) and to both extractions with Fucus sp. (between 33.9 and 43.1% m/m), being alginate the predominant present polysaccharide. Moreover, extracts of Fucus sp. obtained with hot water generally had greater antioxidant capacity. Thus, it was possible to conclude that hot aqueous extraction of Fucus sp., previously dryed in an oven at 50 °C, allowed to obtain the richest extract in iodine content (1104 mg/kg). Adding 136 mg or 226 mg of this extract to a food product provides it the amount of iodine recommended per day for an adult or a pregnant woman respectively. Thus, this work showed the feasibility of obtaining antioxidant extracts rich in fiber and iodine from brown algae, which have the potential to be applied in food products, making them healthier.