Obtenção e caracterização de extratos de lúpulo (Humulus lupulus) produzido no Brasil – variedade Mantiqueira

Orientadora: Profa. Dra. Agnes de Paula Scheer

Coorientadores: Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza, Prof. PhD. Massimiliano Errico

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 14/03/2023

Inclui referências

Resumo: As inflorescências, também conhecidas como cone ou flor, do lúpulo (Humulus lupulus) são utilizadas como um dos principais ingredientes da cerveja. Essa planta tem ação antioxidante e bacteriostática reconhecidas além das características sensoriais. Devido a esse conjunto de características o lúpulo vem sendo produzido em diferentes regiões do mundo, principalmente na Europa e Estados Unidos da América. O óleo essencial do lúpulo é constituído por mais de 35 compostos orgânicos, dentre eles vários são compostos fenólicos com destaque ao resveratrol e xanthohumol. A composição dos extratos de lúpulo confere um grande potencial antioxidante e antimicrobiano. O Brasil é um dos oito maiores importadores de lúpulo no mundo, esse fato devido a sua pequena produção, que representa uma fração inferior 0,01 % da produção mundial. Uma nova variedade de lúpulo foi descoberta recentemente, denominada Mantiqueira, a qual se adaptou ao clima brasileiro e vem apresentando resultados promissores de produtividade. A combinação desses fatores motiva o estudo dos extratos obtidos a partir dessa matriz de origem nacional. Visando comparar os rendimentos de diversas técnicas de extração do lúpulo Mantiqueira o mesmo foi submetido a extração por solventes orgânicos (etanol, metanol, acetato de etila e nhexano), extração com solventes pressurizados (CO2 supercrítico e propano subcrítico) e extração por líquido expandido com dióxido de carbono, CXL, (CO2 supercrítico + acetato de etila). Os rendimentos variaram de 2,68 a 10,14% (massa extrato/massa de lúpulo) para extração por fluido pressurizado, PFE, (propano subcrítico) e CXL (CO2 supercrítico + acetato de etila), respectivamente. A Adição do cossolvente induziu uma redução no tempo médio de extração de 50%. Os extratos foram caracterizados quanto conteúdo de compostos fenólicos, conteúdo de flavonoides, atividade antioxidante e composição utilizando HPLC, onde foram quantificados os alfa-ácidos, beta-ácidos além do xanthohumol. As condições ótimas de temperatura e pressão para a extração com CXL (CO2 supercrítico + acetato de etila) foram de 80 °C e 25 MPa, resultando em um rendimento de 10,14%, com conteúdo de compostos fenólicos de 156 mg GAE.g-1, conteúdo de flavonoides de 51 mg CE.g-1 e atividade antioxidante de 1,14 mmol TEAC.g-1. A composição do lúpulo estudado, determinada por HPLC, é análoga a lúpulos de origem tcheca e confirma que a variedade Mantiqueira pode ser competitiva no mercado global

Abstract: The inflorescences of the Humulus lupulus, as known as hops, are worldwide recognized as one of the four great ingredients of beer: water, malt, hops and yeast. But this vegetable matrix is much more than a simple beer ingredient, it has antioxidant and bacteriostatic activity in addition to its organoleptic characteristics. Due to this combination of properties, hops have been produced in different regions of the world, mainly in Europe and the United States of America. The essential oil of hops consists of more than 35 organic compounds, among which several are phenolic compounds with emphasis on resveratrol and xanthohumol. The composition of hop extracts confers great antioxidant and antimicrobial potential. Brazilian production represents a fraction smaller than 0.01% of world production, even though the country ranks among the eight largest hop importers in the world. Recently a new variety of hops was discovered and called Mantiqueira, which has adapted to the Brazilian climate and has been showing promising productivity results. The combination of these factors motivates the study of extracts obtained from this matrix of Brazilian origination. In order to compare the yields of different extraction techniques, Mantiqueira hops were subjected to extraction with organic solvents (ethanol, methanol, ethyl acetate and n-hexane), extraction with pressurized solvents (supercritical CO2 and subcritical propane) and liquid extraction. Expanded with carbon dioxide, CXL, (supercritical CO2 + ethyl acetate). Yields ranged from 2.68 to 10.14% (extract mass/hop mass) for pressurized fluid extraction, PFE, (subcritical propane) and CXL (supercritical CO2 + ethyl acetate), respectively. Addition of the cosolvent induced a reduction in the average extraction time of 50%. The extracts were characterized in terms of total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), antioxidant activity and composition using HPLC, where alpha-acids, beta-acids and xanthohumol were quantified. The best conditions of temperature and pressure, observed in this study, for extraction with CXL (supercritical CO2 + ethyl acetate) were 80 °C and 25 MPa, resulting in a yield of 10.14%, with a phenolic compound content of 156 mg GAE.g-1, flavonoid content of 51 mg CE.g-1 and antioxidant activity of 1.14 mmol TEAC.g-1. The composition of the hops studied, determined by HPLC, is analogous to hops of Czech origin and confirms that the Mantiqueira variety is competitive in the global market