Development and characterization of functional ingredients through valorization from brewer's spent grain

O principal objetivo desta tese foi explorar o valor do subproduto da produção de cerveja, a drêche, promovendo o princípio do desenvolvimento sustentável com a obtenção de ingredientes de valor acrescentado. Assim, a partir destes resíduos, foram realizadas extrações utilizando a técnica sólido-líquido, aquecimento óhmico e solventes utilizados na indústria alimentar (água e etanol) (para garantir a manutenção da integridade composicional, funcionalidade e segurança dos extratos bioativos obtidos). Todos os extratos hidroetanólicos obtidos pela extração sólido-líquido apresentaram alta capacidade antioxidante, e os maiores valores foram obtidos para o extrato 60% etanol:água (v/v). A identificação por HPLC mostrou que a catequina e a vanilina foram os principais compostos identificados com maior concentração (223.6 e 109.2 μg/g drêche, respetivamente) usando 60% etanol:água (v/v). Nos ensaios de atividade biológica os extratos mostraram-se multifuncionais (capacidade anti-hipertensiva, atividade antibacteriana e antibiofilme). Todos foram não genotóxicos, mas a citotoxicidade foi dependente da concentração do extrato, com aplicação totalmente segura até 1 mg/mL. Nos extratos antioxidantes obtidos por aquecimento óhmico o ácido 4-hidroxibenzóico foi o composto que apresentou maior concentração (125.86 μg/ g drêche) e o extrato de etanol 60%:água (v/v) foi o que apresentou maior atividade antioxidante. No entanto, ambos os extratos demonstraram não ter atividade mutagénica, e ambos foram capazes de inibir 50% da enzima conversora de angiotensina-I (ECA), sendo o extrato com melhor resultado o 80% etanol:água (v/v). Os extratos de drêche apresentaram efeito inibitório contra Bacillus cereus e em menor grau contra Listeria monocytogenes, a 5,00 e 2,50 mg/mL, para 80% etanol:água (v/v) e 60% etanol:água (v/v) respetivamente, e também, as mesmas concentrações inibiram a formação de biofilme. A análise do impacto do trato gastrointestinal (TGI) mostrou que o método sólido-líquido (60% etanol:água (v/v)) gerou extratos com maior atividade antioxidante e maior teor de fenólicos totais. No entanto, os compostos presentes no extrato obtidos por aquecimento óhmico com 80% etanol:água (v/v) apresentaram maiores índices de bioacessibilidade dos polifenóis. Todos os extratos aumentaram o crescimento dos microrganismos probióticos testados. As farinhas resultantes da extração foram estudadas ao longo do TGI, mostrando que após uma diminuição inicial, existe um aumento na atividade antioxidante e fenólicos totais até final do TGI. Além disso, também modularam positivamente o crescimento de bactérias probióticas bem como do seu metabolismo, com a produção de ácidos gordo de cadeia curta.