Modelagem matemática na avaliação do sinergismo da atividade antioxidante de compostos naturais aplicados em emulsões alimentícias / Synergism on antioxidant activity between natural compounds evaluated by mathematical models

RESUMO

O crescimento do mercado de alimentos funcionais e orgânicos, assim como a major conscientização do consumidor em relação aos efeitos tóxicos e mutagênicos de alguns aditivos artificiais, tem impulsionado a indústria a substituir compostos artificiais por naturais. emulsões alimentícias, como salsichas e maionese, são sistemas bifásicos altamente suscetíveis às reações de oxidação lipídica responsável pela degradação da coloração dos produtos e formação de off-flavors desagradáveis. Para retardar ou inibir a oxidação e aumentar o shelf life das emulsões, a indústria alimentícia faz use de compostos sintéticos artificiais. Desta forma, o objetivo deste estudo foi de, inicialmente, avaliar a atividade antioxidante de vinte e dois compostos (artificiais e naturais), classificando-os de acordo com a atividade antioxidante determinada através de cinco diferentes metodologias in vitro. As amostras foram classificadas em três clusters de acordo com os resultados expressos como equivalentes de trolox (TE) observados nos diferentes métodos. A aplicação das técnicas estatísticas multivariadas sugeriu que dentre os compostos que apresentaram major atividade antioxidante, a partir dos métodos DPPH, FRAP, TBARS e ORAC, foram acido cafeico, ácido carnósico, genisteína e resveratrol. Essa propriedade apresentou correlação significativa com o número de anéis fenólicos e estrutura catecólica presentes nessas moléculas. Baseando-se nessa classificação, e na hipótese de interações positivas para a resposta antioxidante foram selecionados três compostos hidrossolúveis (acido cafeico, acido carnósico e glutationa) e três lipossolúveis (quercetina, rutina e genisteína) para composição de duas misturas. A proporção de cada composto foi otimizada a partir da metodologia de superfície de resposta (MSR) avaliando-se a atividade antioxidante por três metodologias in vitro. A otimização do modelo polinomial sugeriu/ que as misturas contendo 47% de acido cafeico e 53% de acido carnósico...

ABSTRACT

The growth of the functional and organic food market combined with customer awareness about the toxicological and mutagenic effects observed in some artificial additives have stimulated the companies to replace artificial with natural compounds in the food formulation. Emulsions are biphasic systems that are highly susceptible to lipid oxidation which is able to cause damage to the color of products and the formation of undesirable bad flavors. In order to retard or inhibit the oxidation and extend the emulsions shelf-life companies have applied synthetic artificial compounds. Therefore, the objective of this study was to evaluate the antioxidant activity of twenty two compounds (artificial and natural) and classify them according to their antioxidant activity as measured by five different in vitro methodologies. The samples were classified into three clusters in function of their antioxidant activity expressed as Trolox equivalents (TE). The application of multivariate statistical techniques suggested that caffeic acid, carnosic acid, genistein and resveratrol showed greater antioxidant activity when evaluated by DPPH, FRAP, TBARS and ORAC methodologies. The antioxidant activity of these compounds showed a significant positive correlation with the number of phenolic rings and cathecol structures present in these molecules. Three hydrosolube compounds (caffeic acid, carnosic acid and gluthatione) and three liposoluble compounds (quercetin, rutin and genistein) were selected to prepare two assays based on the multivariate classification and on the hypothesis of positive interactions to the antioxidant response. The proportion of each compound in the mixture was optimized by the response surface methodology (RSM) on the results obtained from three in vitro methodologies. The optimization of the polynomial models suggested that mixtures containing 47% caffeic acid and 53% carnosic acid, or 67% quercetin and 33% rutin showed synergism making these mixtures...