Towards valorization of beehive natural products: unraveling Portuguese propolis bioactivities and potential

Abstract

A consciencialização dos consumidores para os problemas ambientais e de saúde aumentou a procura por alternativas naturais e ecológicas de matérias-primas pelas mais variadas indústrias. Os produtos naturais têm sido muito procurados, como é o caso do própolis e do mel, os produtos da colmeia mais populares, produzidos por abelhas e detentores de propriedades excecionais. Própolis, produzido a partir de exsudados de diferentes partes de plantas e misturado com substâncias do metabolismo das abelhas, é um produto natural de composição química variável e baixa produtividade, o que dificulta a sua padronização e o seu uso e comercialização. Assim, os objetivos deste trabalho são melhorar a produção do própolis, valorizá-lo através da caracterização química e biológica e promover a sua aplicação na conceção de produtos funcionais. Com este trabalho mostramos que o uso de grades e/ ou a manipulação do tamanho dos seus poros pode ajudar a aumentar a produção de própolis. Depois de se caracterizar química e biologicamente vários extratos etanólicos de amostras de própolis do Gerês colhida em diferentes anos, a amostra de 2018 (G18) foi extraída com diferentes solventes, na senda de alternativas mais ecológicas e sustentáveis, apresentando elevada capacidade antioxidante e propriedades antimicrobianas com grande potencial para combater infeções fúngicas, como as causadas por Candida albicans, e bactérias resistentes como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Escherichia coli, revelando-se interessante para futuras investigações e utilização em diferentes indústrias, isoladamente ou em combinação com antibióticos ou mesmo com outros produtos da colmeia. O própolis do Gerês parece também ser um agente promissor no tratamento do carcinoma de células renais, quer como alternativa, quer em combinação com os tratamentos anticancerígenos convencionais. Para explorar potenciais aplicações práticas, funcionalizou-se algodão com uma mistura de própolis e mel, tendo o têxtil resultante apresentado grande potencial antioxidante e atividade contra Propionibacterium acnes, com boa solidez ao processo de lavagem até pelo menos 3 ciclos de lavagem. Face aos resultados obtidos sobre o potencial do própolis do Gerês para diversas aplicações, trabalhos mais aprofundados para avaliar a possibilidade da sua exploração são essenciais para alcançar a sua padronização e consequente aceitação e comercialização.

Health-conscious awareness of consumers, along with the environmental and health problems, have increased the demand for safer and more ecologic alternatives for raw materials in the most varied industries. Natural products have been in great demand, which is the case of propolis and honey, the most popular hive products, produced by bees and owners of outstanding properties. Propolis, produced from exudates from different plant parts and mixed with substances resulting from bees’ metabolism, is a natural product of high variable chemical composition and low productivity, which hampers its standardization and consequently its use and commercialization. Thus, the aims of this work are to improve propolis production, value propolis through chemical and biological characterization and to promote its application in the design of functional products. This work shows that the use of grids and/ or the manipulation of the grids pore size could help to increase propolis production. After chemical and biological characterization of several ethanol extracts of propolis from Gerês harvested from different years, the propolis sample from 2018 (G18) was extracted with different solvents, on the path towards more ecological and sustainable alternatives, and used in combination with other antimicrobial agents showing high antioxidant capacity and antimicrobial properties, presenting great potential to fight fungal infections, such the ones caused by Candida albicans, and resistant bacteria such as the Methicillin Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Escherichia coli, revealing to be interesting for further investigations and use in different industries, alone or combined with antibiotics or even other beehive products. Propolis from Gerês also seems to be a promising agent to treat renal cell carcinoma, either to be used as alternative or in combination with conventional anticancer treatments. To explore possible practical applications, cotton textile was functionalized with a mixture of propolis and honey and the resulting textile exhibited great antioxidant potential and promising activity against Propionibacterium acnes, with good fastness to the washing process up to at least 3 washing cycles. Given the obtained results showing propolis potential for several applications, further work with propolis to assess the possibility of its use/ exploitation is essential to reach its standardization and consequent acceptance and commercialization.