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O presente trabalho teve como proposta avaliar a capacidade antioxidante do bagaço e do extrato bruto concentrado (EBC) do pedúnculo de caju, tendo em vista o seu aproveitamento. O potencial antioxidante dos extratos aquoso (EAq) e alcoólico (EAlc) e das frações de ácidos fenólicos livres (AFL) e esterificadas (solúvel AFS e insolúvel AFI) desses subprodutos do pedúnculo de caju clone CCP-76 foi avaliado em sistema beta-caroteno/ácido linoléico, pelo teste de varredura de radical livre [2,2 difenil-1-pricril-hidrazil (DPPH•)] e de Rancimat. Além do mais, o conteúdo de fenólicos totais e o perfil de ácidos fenólicos foram determinados usando-se o reagente de Folin-Ciocateau e por cromatografia gasosa, respectivamente. O EAq e a fração AFL dos subprodutos apresentaram o maior conteúdo de fenólicos. As frações de ácidos fenólicos exibiram expressiva atividade antioxidante, superior aos extratos estudados nos sistemas beta-caroteno e DPPH. Entretanto no teste Rancimat, os extratos apresentaram maior proteção à oxidação em relação às frações e ao BHT. Nas frações foram identificados os ácidos gálico, ferúlico, caféico, protocatecuico, quínico, cinâmico, gentíssico, p-cumárico e salicílico, os quais lhes conferem o potencial antioxidante. Estes resultados caracterizaram in vitro o potencial antioxidante do bagaço e do EBC do pedúnculo de caju clone CCP-76.