BIOACESSIBILIDADE, CAPACIDADE ANTIOXIDANTE E EFEITOS TOXICOGENÉTICOS DE POLIFENOIS DO JAMELÃO (SYZYGIUM CUMINI (L.) SKEELS) E APLICAÇÃO TECNOLÓGICA DO FRUTO

Abstract

RESUMO: O jamelão (Syzygium cumini (L.) Skeels) é um fruto rico em nutrientes essenciais, e em compostos bioativos com ação antioxidante e farmacológica comprovada. Estudos têm evidenciado os benefícios do jamelão na saúde, no entanto, o consumo desse fruto e de seus derivados têm encontrado resistências em função de sua elevada adstringência. Diante disso, esse estudo objetivou avaliar o potencial tecnológico do uso do jamelão em novos produtos; caracterizar o perfil polifenólico do fruto; avaliar a bioacessibilidade dos compostos bioativos identificados; analisar os possíveis efeitos toxicogenéticos, bem como propor um novo produto para fins de inserção no mercado. Inicialmente, fez-se uma revisão na literatura de artigos científicos e patentes sobre o tema, no âmbito nacional e internacional, empregando os termos “Syzygium cumini”, “Eugenia jambolana”,“jambolan”,“jamun” or “java plum”. Posteriormente, empregou-se técnica multivariada de misturas, simplex centroid design, para otimizar diferentes propoções do solvente extrator (água, etanol e acetona), e quantificação do conteúdo total das classes polifenólicas, bem como a determinação da atividade antioxidante. A caracterização dos polifenóis foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência, acoplada à espectrometria de massas. Avaliou-se os efeitos citogenotóxicos do extrato aquoso do jamelão, por meio de bioensasios com Artemia salina Leach e Allium cepa Linn, em diferentes concentrações. Foram determinados os componentes da mistura complexa, assim como sua ação antioxidante frente ao radical peroxil e oxidação lipídica. Para digestão in vitro das diferentes classes polifenólicas, empregou-se soluções de enzimas fisiológicas, nos diferentes estágios do processo digestivo. A extração de biopolifenois no processo simulado de digestão foi comparado à extração química, e verificado seus efeitos na resposta ao estresse oxidativo em Saccharomyces cerevisiae. Os resultados do levantamento científico e tecnológico apontaram 23 artigos e 20 patentes, utilizados na construção da revisão. O estudo mostrou que as características químicas, nutricionais e fitoquímicas do fruto favorecem o consumo in natura, bem como a elaboração de sucos, néctares, geléias, bebidas alcoólicas e especiarias. No entanto, demonstra que o principal entrave da aplicação do jamelão na indústria de alimentos é o controle de antocianinas e de taninos, que afetam cor e sabor, respectivamente. A análise multivariada demonstrou que as melhores respostas da extração de polifenois foram obtidas com a mistura binária água:acetona, 0,5:0,5 (v.v-1). A identificação dos biopolifenois demonstrou que quercetina deoxihexosideo e trímero de epigalocatequina foram as principais responsáveis pela ação antioxidante. O extrato aquoso do fruto também apresentou ação antioxidante, demonstrada pelos ensaios ORAC (112,31 ± 12,56 μmolTrolox.g-1) e inibição da oxidação lipídica (53,66%). Os resultados da citogenotoxicidade demonstraram que concentrações inferiores a 1500 μg.mL-1, não exibiram efeito citotóxicos pelos métodos analisados. O estudo demonstrou ainda que o extrato aquoso do fruto não apresentou efeitos genotóxicos e mutagênicos significativos (p>0,05), em nenhuma das concentrações testadas nas raízes de A. cepa. Quanto à digestão, os resultados demonstraram aumentos significativos (p<0,05) dos biopolifenois durante a digestão gástrica. Na etapa duodenal, flavonoides e proantocianidinas foram estáveis às mudanças de pH, enquanto antocianinas sofreram degradação ao entrar em contato com o pH neutro. A atividade antioxidante das frações bioacessíveis está correlacionada às elevadas concentrações de flavonoides e proantocianidinas, refletindo na modulação de enzimas antioxidantes em S. cerevisiae. A partir dos resultados, conclui-se que o jamelão é uma fonte de compostos fenólicos bioacessíveis, capazes de prevenir, sequestrar radicais livres e reparar danos ocasionados pelo estresse oxidativo, além de modular a atividade das enzimas superóxido dismutase e catalase. Aliado a esses aspectos, os biopolifenois encontrados no fruto não ocasionam riscos de instabilidade genética, se consumido nas concentrações adequadas. Esses dados demostram a expressiva ação antioxidante do jamelão, estimulando seu consumo e, aproveitamento industrial, com perspectivas de aplicação na saúde. ABSTRACT: Jambolan (Syzygium cumini (L.) Skeels) is a fruit that is rich in essential nutrients andbioactive compounds with proven antioxidant and pharmacological activities. Multiple studies have shown the health benefits of jambolan; however, the consumption of this fruit and its derivatives has found resistance because of its high astringency. Therefore, this study is aimed to evaluate the technological potential of jambolan in new products, characterize the polyphenolic profile of the fruit, evaluate the bioaccessibility of the identified bioactive compounds, identify any possible toxicogenic effects, and propose a new product for insertion into the market. Initially, we present a review of national and international scientific articles and patents on the subject, which use the terms "Syzygium cumini", "Eugenia jambolana", "jambolan", "jamun" or "java plum". Subsequently,we show data using multivariate mixing techniques and simplex centroid design to optimize different extractive solvents (water, ethanol and acetone), quantify total polyphenolic classes, and determine antioxidant activity. The characterization of polyphenols was performed using high performance liquid chromatography, coupled with mass spectrometry. Cytotoxic effects of the aqueous extract of jambolan were evaluated using bioassays with Artemia salina Leach and Allium cepa Linn in varying concentrations. The components of the complex mixture were identified, and their antioxidant action against the peroxyl radicals and lipid oxidation was determined. For the in vitro digestion of different polyphenolic classes, solutions of physiological enzymes were used in different stages of the digestive process. The extraction of biopolyphenols in the simulated digestion process was compared with that of the chemical extraction process, and its effects on oxidative stress responses in Saccharomyces cerevisiae were evaluated. The results of the scientific and technological survey indicated that 23 articles and 20 patents, were used for the review. A study has shown that the chemical, nutritional and phytochemical characteristics of the fruit favor consumption in natura, as well as the consumption of juices, nectars, jellies, alcoholic drinks and spices. However, it also shows that the main impediment for the application of jambolan in the food industry is the control of anthocyanins and tannins, which affect color and taste, respectively. Our multivariate analysis showed that the best polyphenylene extraction responses were obtained with a water:acetone binary mixture, 0.5:0.5 (v:v). The identification of biopolyphenoids demonstrated that quercetin deoxyhexoside and the trimer of epigallocatechin were mainly responsible for antioxidant activity. The aqueous extract of the fruit also presented antioxidant activity, as demonstrated by the ORAC assays (112.31 ± 12.56 μmolTrolox.g-1), and inhibition of lipid oxidation (53.66%). Cytotoxicity results revealed that concentrations below 1500 μg.mL-1 did not exhibit any cytotoxic effects by the methods analyzed. Our results also demonstrated that the aqueous extract of the fruit did not present any significant genotoxic or mutagenic effects (p> 0.05) at any of the concentrations tested in A. cepa roots. The results also showed a significant increase (p<0.05) in biopolyphenols during gastric digestion. In the duodenal stage, flavonoids and proanthocyanidins were stable under pH changes, while anthocyanins underwent degradation under neutral pH conditions. The antioxidant activity of the bioaccessible fractions is correlated to high concentrations of flavonoids and proanthocyanidins, reflecting the modulation of antioxidant enzymes in S. cerevisiae. From these results, it can be concluded that jambolan is a source of bioaccessible phenolic compounds capable of preventing and sequestering free radicals, repairing damage caused by oxidative stress, and modulating the enzymatic activity of superoxide dismutase and catalase. In addition, the biopolyphenols found in the fruit are non-genotoxic at the appropriate concentrations. These data demonstrate the beneficial antioxidant action of jambolan, promoting its consumption and industrial use in health applications.