Atualmente, grande volume dos resíduos gerados ao longo da cadeia alimentar Europeia éproduzido durante o processamento alimentar (19-39%). A indústria de extração de azeite não éexceção, gerando anualmente grandes quantidades de subprodutos e resíduos com elevadoimpacto fitotóxico, mas que são também ricos em diversos compostos bioativos e nutrientes compotencial aplicação como ingredientes alimentares. Assim sendo, é imprescindível a adoção deestratégias de redução do desperdício e de valorização dos subprodutos, no sentido de melhorar asustentabilidade económica e ambiental da indústria alimentar. Atualmente, o bagaço de azeitona éo subproduto de maior relevo da indústria de azeite e a sua valorização adequada é também o maiordesafio do sector para alcançar uma cadeia produtiva sustentável alinhada com os princípios daBioeconomia Circular. Esta tese visou alcançar uma valorização “zero desperdício” para o bagaçode azeitona, priorizando os produtos de alto valor acrescentado sobre os de baixo valor através daprodução e caracterização de ingredientes alimentares, nomeadamente ingredientes em pó ricosem vários compostos bioativos, seguida da validação in vitro das suas atividades biológicas ligadasa benefícios para a saúde, como a prevenção e redução de doenças cardiovasculares, diabetes,problemas intestinais e posterior aplicação no desenvolvimento de alimentos funcionais.Uma estratégia de “desperdício zero” foi alcançada para o bagaço de azeitona. Esta estratégiaconsiste num procedimento simples de fracionamento, em que se obteve uma fração líquida querevelou um alto teor de hidroxitirosol (513,61-625,76 mg/100 g de peso seco) e uma fração de polpacaracterizada por ser uma boa fonte de fibra alimentar antioxidante. Adicionalmente, obteve-seainda uma fração de caroços que exibiu valores caloríficos significativamente elevados (18,65-18,94MJ/kg). Estes resultados validaram o potencial valor acrescentado das frações líquidas e de polpacomo ingredientes alimentares e como biocombustível no caso da fração de caroços.Após validação do potencial da fração líquida e de polpa do bagaço de azeitona como ingredientesalimentares, dois novos ingredientes em pó, estáveis e seguros, foram desenvolvidos sem qualqueretapa de extração, nomeadamente um pó enriquecido na fração líquida (LOPP) e um pó enriquecidona fração de polpa (POPP). O LOPP exibiu uma quantidade significativa de manitol (141 g/kg),potássio (54 g/kg) e hidroxitirosol/derivados (5 mg/g). O POPP exibiu uma grande quantidade defibra alimentar (620 g/kg) associada a um teor significativo de fenólicos (7,41 mg equivalentes deácido gálico/g fibra) com atividade antioxidante substancial. O POPP também revelou umacomposição de ácidos gordos insaturados semelhante à do azeite (76% do total de ácidos gordos),sendo ainda uma fonte razoável de proteína (12%). As suas propriedades funcionais (solubilidade,capacidade de retenção de água e de óleo), capacidade antioxidante e atividade antimicrobianaforam também avaliadas, assim como a sua segurança biológica. Em síntese, a multifuncionalidadee aplicabilidade dos pós de bagaço de azeitona como fortificantes nutricionais, promotores debenefícios para a saúde e conservantes foram atestadas.A digestão simulada in vitro permitiu concluir que os fenólicos e minerais do LOPP foram afetadosnegativamente pela digestão, no entanto, uma bioacessibilidade significativa de potássio ehidroxitirosol foi verificada ( 57%) e as suas bioatividades foram apenas moderadamente afetadas.Em relação às suas bioatividades, pelo menos metade da atividade antioxidante (capacidade de Resumoxabsorção do radical de oxigénio), de inibição da -glucosidase e de inibição da enzima conversorade angiotensina (91,98%) foram retidas e bioacessíveis após a digestão. Por sua vez, a digestão doPOPP revelou uma perda significativa de fenólicos na digestão oral (62,48%), mas o papel da fibracomo veículo de fenólicos permitiu recuperar uma quantidade significativa de fenólicos no estômago(77,11%) e um índice de bioacessibilidade de pelo menos 50% (tirosol e o seu glucosídeo). A fibrado POPP também interagiu positivamente com os ácidos gordos, diminuindo e facilitandobioacessibilidade dos saturados (5-6%) e dos insaturados (4-11%), respetivamente.Após realização da digestão in vitro dos pós de bagaço de azeitona, as frações disponíveis no cólonde ambos os pós exibiram uma composição abundante em compostos associados a potenciaisbenefícios para a saúde intestinal, nomeadamente fibra e compostos fenólicos e fibra. Assim sendo,procedeu-se a fermentação fecal in vitro das frações não digeridas retidas no cólon após a digestãogastrointestinal simulada in vitro do LOPP e POPP. Os resultados da análise do gene 16S rRNA edos ácidos gordos de cadeia curta mostraram que estes pós não tiveram um impacto negativo nadiversidade da microbiota intestinal e que promoveram uma maior produção de ácidos de cadeiacurta (acetato>butirato>propionato) do que os frutooligossacarídeos. A identificação dos metabólitosfenólicos dos pós de bagaço de azeitona por LC-ESI-UHR-QqTOF-MS seguida das análises declustering supervisionada e clustering hierárquico permitiram avaliar os padrões destes metabólitosao longo da fermentação fecal in vitro, bem como explicar as potenciais atividades biológicas destespós no intestino. Ambos os pós apresentaram um conteúdo fenólico e uma capacidade de absorçãode radical de oxigénio significativas e capacidade de inibição da adesão de patógenos como oBacillus cereus (22,03%) e Listeria monocytogenes (20,01%), sobretudo pelo POPP.Por fim, para validar o desempenho dos pós de bagaço de azeitona como ingredientes funcionais,LOPP e POPP foram incorporados em iogurte para aumentar o seu conteúdo em fibra alimentar,hidroxitirosol e ácidos gordos insaturados. A adição de POPP (2%) ao iogurte permitiu cumprir acondição de “fonte de fibra”, por sua vez LOPP (1%) forneceu 5 mg de hidroxitirosol/ derivados numiogurte (120 g). A adição de POPP e azeite juntamente com LOPP ou POPP permitiu uma melhoriado perfil de ácidos gordos insaturados dos iogurtes. Além disso, todos os iogurtes fortificadosapresentaram um maior teor de fenólicos e atividade antioxidante. A digestão in vitro reduziu aatividade antioxidante de todas as formulações e mostrou que a incorporação de azeite juntamentecom o LOPP e POPP aumentou a bioacessibilidade de hidroxitirosol e do hidroxitirosol glucosídeo,respetivamente. Contudo, todas as formulações com os pós de bagaço de azeitona podem serconsideradas boas fontes de hidroxitirosol, lípidos insaturados e fibras para os consumidores.Em suma, os resultados deste trabalho irão contribuir para a sustentabilidade da indústria do azeite no contexto da bioeconomia circular, através do desenvolvimento de ingredientes de valor acrescentado destinados à indústria alimentar com potencial impacto positivo na saúde,proporcionando ainda um biocombustível sólido.
| Data de atribuição | 13 abr. 2021 |
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| Idioma original | English |
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| Instituição de premiação | - Universidade Católica Portuguesa
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| Supervisor | Maria Manuela Pintado (Supervisor), António Vicente (Co-Orientador) & João Nunes (Co-Orientador) |
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