Investigação dos polissacarídeos de parede celular da casca residual de biomassa de banana verde (Musa sapientum)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2019. Os polissacarídeos não amiláceos (celulose, hemicelulose e pectina) estão presentes na parede celular vegetal e são amplamente utilizados pelas indústrias de cosméticos, medicamentos e alimentos. Este trabalho está apresentado em três etapas: na primeira parte foi realizada uma revisão sobre os avanços em estudos com resíduos agroindustriais vegetais na obtenção de substâncias pécticas, que abordou temas relacionados com a estrutura química da pectina, técnicas de extração e caracterização, além de potenciais aplicações nas áreas de alimentos e da saúde; na segunda etapa deste trabalho, o objetivo foi caracterizar a farinha da casca residual de biomassa de banana (Musa sapientum) verde (FCRBBV) quanto à composição físicoquímica e parâmetros de cor; na terceira etapa deste trabalho o objetivo foi investigar os polissacarídeos da parede celular da casca residual de biomassa de banana (Musa sapientum) verde. Nesta etapa, foi realizada a extração da pectina da casca residual de biomassa de banana verde (CRBBV) tratada enzimaticamente, em diferentes condições de extração (temperatura, pH e tempo de extração) utilizando o planejamento experimental Box-Behnken, com intuito da obtenção de um rendimento máximo de pectina. Posteriormente, foi realizado o fracionamento dos polissacarídeos da parede celular da CRBBV, por meio de extrações sequenciais empregando diferentes solventes. A FCRBBV apresentou um alto teor de fibras alimentares totais (74,5 g/100g), sendo 49,55 g/100g de fibras insolúveis e 24,95 g/100g de fibras solúveis. Além disso, este estudo revelou que a casca residual de biomassa de banana verde é composta principalmente por glucose (82,3 %), provavelmente derivada do amido resistente (confirmado pelo espectro de RMN-2D-HSQC). O planejamento experimental Box-Behnken utilizado para a extração de pectina apresentou um rendimento ótimo de 11,83 %, obtido na condição de 86 °C, pH 2,00 por 6 h de extração. Contudo, o polissacarídeo obtido na condição otimizada apresentou baixo teor de ácido galacturônico e alto teor de glucose. Este trabalho foi pioneiro na investigação de polissacarídeos da parede celular da casca residual de biomassa de banana verde e revelou a presença de amido resistente, arabinoxilanas e glucuronoarabinoxilanas, que podem empregados no desenvolvimento de novas formulações de alimentos e medicamentos. Abstract: Non-starch polysaccharides (cellulose, hemicellulose and pectin) are present in the plant cell wall and are widely used by cosmetics, medicines and food industries. This work is presented in three stages: in the first part, a review of the advances in studies on vegetal agroindustrial wastes in the obtaining pectic substances was presented, that approached topics related to the pectin chemical structure, extractions and characterization techniques, as well as potential applications in the areas of food and health; in the second stage of this work, the objective was to characterize the residual peel of unripe banana biomass (Musa sapientum) flour (RPUBBF) in terms of physicochemical composition and color parameters; in the third part of this work, the objective was to investigate the polysaccharides of the cell wall from residual peel of unripe banana biomass (Musa sapientum). At this stage, the pectin was extracted from residual peel of unripe banana biomass (RPUBB), enzymatically treated under different extraction conditions (temperature, pH and time) using the Box-Behnken experimental design in order to obtain a maximum yield of pectin. Subsequently, the polysaccharides were fractionated from the cell wall of the RPUBB, using sequential extractions employed different solvents. The RPUBBF presented a high total dietary fibers content (74.5 g/1 00g), being 49.55 g/ 100g of insoluble fibers and 24.95 g/1 00g of soluble fibers. In addition, this study revealed that the residual peel of unripe banana biomass is composed mainly by glucose (82.3 %), probably derived from resistant starch (confirmed by 2D-HSQC-NMR spectrum). The Box-Behken experimental design used for pectin extraction presented an optimum yield of 11.83 %, obtained under the condition of 86 °C, pH 2.00 for six hours of extraction. However, the polysaccharide obtained in the optimized condition had low galacturonic acid content and high glucose content. This work was the pioneer in the investigation of cell wall polysaccharides from the residual peel of unripe banana biomass and revealed the presence of resistant starch, arabinoxylans and glucuronoarabinoxylan?s, which cab be employed in the development of novel food and drug formulations.