Valorização sustentável de Punica granatum: atividade antioxidante, antibacteriana de extratos de cascas e sementes e sinergismo com nitrito de sódio

Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Jessica dos Santos Carvalho Botega
Orientador: Suelen Pereira Ruiz Herrig
Defendido em: 26/02/2026

Resumo

A crescente demanda por conservantes naturais na indústria alimentícia, impulsionada pela preocupação com aditivos sintéticos, direciona a pesquisa para fontes alternativas. Subprodutos da romã (Punica granatum), como cascas e sementes, são promissores devido aos seus compostos bioativos. Este estudo teve como objetivo promover a valorização sustentável da romã por meio da avaliação da atividade antibacteriana dos extratos de cascas e sementes, composição química, atividade antioxidante, bem como investigar o potencial sinergismo desses extratos com o nitrito de sódio na inibição microbiana. A pesquisa aborda a necessidade de alternativas naturais aos conservantes sintéticos, especialmente para reduzir o uso de nitrito de sódio e seus riscos toxicológicos. Os frutos da romã foram coletados em Mariluz (PR), secos, triturados e submetidos à extração etanólica em concentrações de 50%, 70% e 90%. A atividade antibacteriana foi determinada pelo método de microdiluição, obtendo-se a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e a Concentração Bactericida Mínima (CBM) contra bactérias patogênicas relevantes em alimentos. O efeito sinérgico com nitrito de sódio foi avaliado pelo método Checkerboard e pelo Índice Fracional Inibitório (FIC). A composição química foi caracterizada por UHPLC-MS/MS, e a atividade antioxidante por ensaios de fenóis totais, flavonoides totais, DPPH e FRAP. Os extratos da casca de romã, especialmente a 90% de etanol, apresentaram menor CIM contra bactérias como Escherichia coli (0,08 mg/mL), Staphylococcus aureus (0,52 mg/mL), Salmonella enterica Typhi (1,25 mg/mL) e Listeria monocytogenes (0,63 mg/mL). Extratos de sementes de romã tiveram CIMs mais elevadas (5,0–20,0 mg/mL), enquanto o nitrito de sódio manteve CIM de 12,50 mg/mL para todas as bactérias. O sinergismo foi notável: a associação de extratos de sementes de romã a 70% com nitrito de sódio resultou em FIC = 0,14 (forte interação sinérgica contra S. aureus). A combinação com extratos de cascas de romã a 90% teve FIC = 0,61 (interação sinérgica moderada), indicando que ambos os extratos potencializam a ação antimicrobiana do nitrito de sódio, com maior intensidade para os extratos das sementes. Compostos majoritários identificados nas sementes de romã (70%) incluíram ácidos málico e gálico, catequina e epicatequina (>50 µg/g). Nas cascas de romã (90%), destacaram-se ácido málico e gálico, luteolina (47,28 µg/g) e quercetina (43,34 µg/g). A maior concentração de fenóis na casca de romã a 90% foi de 587,83 µg/mg, e na semente de romã a 70% foi de 39,48 µg/mg. Para flavonoides, a casca de romã a 90% atingiu 181,87 µg/mg, e a semente de romã a 70% alcançou 16,97 µg/mg. Em termos de atividade antioxidante, extratos das cascas de romã a 90% (EC₅₀ = 2,07 mg/mL) demonstraram maior capacidade de sequestro de radicais livres (DPPH), enquanto extratos das sementes de romã a 70% (2,63 µM sulfato ferroso/mg) apresentaram superior poder redutor férrico (FRAP). Em conclusão, os extratos de cascas e sementes de romã possuem notável potencial como conservantes naturais. A capacidade dos extratos das sementes de romã de potencializar sinergicamente a ação do nitrito de sódio abre novas perspectivas para a redução de aditivos sintéticos na indústria alimentícia.

Palavras-chave

Romã. Segurança de alimentos. Conservantes naturais. Sinergismo.

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Title

Valorização sustentável de Punica granatum: atividade antibacteriana de extratos de cascas e sementes e sinergismo com nitrito de sódio

Abstract

The increasing demand for natural preservatives in the food industry, driven by concerns about synthetic additives, directs research towards alternative sources. Pomegranate (Punica granatum) by-products, such as peels and seeds, are promising due to their bioactive compounds. This study aimed to promote the sustainable valorization of pomegranate through the evaluation of the antibacterial activity of peel and seed extracts, their chemical composition, antioxidant activity, and to investigate the potential synergism of these extracts with sodium nitrite in microbial inhibition. The research addresses the need for natural alternatives to synthetic preservatives, especially to reduce the use of sodium nitrite and its toxicological risks. Pomegranate fruits were collected in Mariluz (PR), dried, crushed, and subjected to ethanolic extraction at concentrations of 50%, 70%, and 90%. Antibacterial activity was determined by the microdilution method, obtaining the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) against relevant foodborne pathogenic bacteria. The synergistic effect with sodium nitrite was evaluated by the Checkerboard method and the Fractional Inhibitory Index (FIC). Chemical composition was characterized by UHPLC-MS/MS, and antioxidant activity by total phenols, total flavonoids, DPPH, and FRAP assays. Pomegranate peel extracts, especially with 90% ethanol, showed lower MICs against bacteria such as Escherichia coli (0.08 mg/mL), Staphylococcus aureus (0.52 mg/mL), Salmonella enterica Typhi (1.25 mg/mL), and Listeria monocytogenes (0.63 mg/mL). Pomegranate seed extracts had higher MICs (5.0–20.0 mg/mL), while sodium nitrite maintained an MIC of 12.50 mg/mL for all evaluated bacteria. Synergism was notable: the association of 70% pomegranate seed extracts with sodium nitrite resulted in an FIC = 0.14 (strong synergistic interaction against S. aureus). The combination with 90% pomegranate peel extracts had an FIC = 0.61 (moderate synergistic interaction), indicating that both extracts potentiate the antimicrobial action of sodium nitrite, with greater intensity for the seed extracts. Major compounds identified in 70% pomegranate seeds included malic and gallic acid, catechin, and epicatechin (>50 µg/g). In 90% pomegranate peels, malic and gallic acids, luteolin (47.28 µg/g), and quercetin (43.34 µg/g) stood out. The highest phenol concentration in 90% pomegranate peel was 587.83 µg/mg, and in 70% pomegranate seed was 39.48 µg/mg. For flavonoids, 90% pomegranate peel reached 181.87 µg/mg, and 70% pomegranate seed reached 16.97 µg/mg. In terms of antioxidant activity, 90% pomegranate peel extracts (EC₅₀ = 2.07 mg/mL) demonstrated a greater free radical scavenging capacity (DPPH), while 70% pomegranate seed extracts (2.63 µM ferrous sulfate/mg) showed superior ferric reducing power (FRAP). In conclusion, pomegranate peel and seed extracts demonstrate remarkable potential as natural preservatives. The ability of pomegranate seed extracts to synergistically potentiate the action of sodium nitrite opens new perspectives for reducing synthetic additives in the food industry.

Keywords

Pomegranate. Food safety. Natural preservatives. Synergism.