Resumo. Introdução (PQ)

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1 XX Encontro de Iniciação à Pesquisa Universidade de Fortaleza 20 à 24 de Outubro de 2014 CARACTERIZAÇÃO DA POLPA DO COCO (AABRG X GOA), DO ÓLEO EXTRAÍDO POR PROCESSO ENZIMÁTICO E SEUS ÁCIDOS GRAXOS Antonia Neves da Silva Peçe 1, 2 * (P), Jonnathan Amaral de Freitas 2 (P), Rosa Ferreira Araújo de Abreu 2,3 1-Universidade Federal do Ceará UFC-CNPQ 2-Tecnologia em Coqueiros Híbridos COHIBRA 3-Universidade de Fortaleza UNIFOR antonianeves_246@hotmail.com (PQ) Palavras-chave: Cultivar híbrido. Extração. Óleo. Caracterização. Resumo Nos últimos anos, alguns estudos têm mostrado que a polpa e o óleo de coco e seus ácidos graxos podem apresentar diversas aplicações para indústria de alimento e química fina (cosméticos e fármacos). O presente trabalho teve por objetivo caracterizar a polpa, o óleo e os seus ácidos graxos da cultivar híbrida AABrGxGOA do fruto com estágio de maturação em 11 meses. Para a caracterização da composição centesimal e análises Físico-Químicas foram adotadas a metodologias descritas pelo IAL(1985). O teor de lipídeos foi de 83% para o processo enzimático em relação ao teor de lipídeo extraído com hexano que foi de 100%. A composição centesimal de teor de óleo foi de 39,72%±0,70, o teor de umidade de 45,32%±1,23, teor de proteína de 5,58%±0,07, teor de cinzas de 1,27%±0,02 e o teor de fibras totais 2,03%±0,10. O teor de carboidratos de 6,08% determinado por diferença em relação aos outros componentes. O Índice de saponificação foi de 250 KOH/mg e 270 KOH/mg, Índice de acidez 2,24mgKOH/g e 0,594mgKOH/g, Índice de peróxido 9,28 meqo 2 /Kg e 1,7 meqo 2 /Kg, Índice de iodo-wijs 18,76gI 2 /100g e 21,30gI 2 /100g para óleo bruto e óleo virgem respectivamente. A esterificação do óleo foi realizada pelo método da ISO (1978) e os ésteres metílicos analisados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa GC-MS. Foram encontrados os seguintes ácidos graxos para óleo extraídos por solvente e pelo processo enzimático. Cáprico (C10) - 3,09 e 7,20%, Láurico (C12) -42,41 e 41,50%, Mirístico (C14) -25,33 e 22,67%, Palmítico (C16) -15,46 e 12,97%, Esteárico (C18:0) -5,79 e 5,17%, Linolênico (C18:3) -7,93 e 8,70%, Linoléico (C18:2) -1,77%, e Araquidônico (C 20:4)-0,16%. Introdução O coqueiro (Cocos nucifera Linn.) é uma planta de clima tropical conhecida como árvore da vida por alguns estudiosos, devido a sua contribuição significativa para a vida humana, desde a sua polpa, água, casca e folha e se apresenta naturalizada em longas áreas da costa nordestina proporcionando abundante matéria-prima tanto para as agroindústrias regionais, quanto para uso alimentício e é considerada uma oleaginosa de grande potencial biotecnológico (ARAGÃO, et. al., 2009). Entre as variedades dessa espécie, as mais utilizadas são a Typica Nar.,(variedade gigante) e a nana Griff.,(variedade anã). Do cruzamento entre a variedade anã X gigante, se obtém os híbridos intervarietais (SIQUEIRA, at al.; 2002). No Brasil, ocorreram os primeiros testes de melhoramento genético na década de 40 em Sergipe, mas somente nos anos 1990 é que a Embrapa iniciou efetivamente tanto na produção de híbridos experimentais quanto na produção de híbridos comerciais em parcerias com iniciativas públicas ISSN

2 (Embrapa de SNT-Campinas/SP, Petrolina/PE) e privadas (Cohibra - Amontada/CE), sendo está à primeira empresa privada a criar um projeto de melhoramento genético para produzir mudas para o mercado de indústrias de alimentos e química fina (como cosméticos e fármacos) (COHIBRA, 2013). O coqueiro híbrido apresenta algumas vantagens em relação às variedades anãs e gigantes, como uma maior produtividade de polpa, apresentar uma maior estabilidade quando submetida a diferentes condições ambientais, apresenta um fruto de tamanho médio de acordo com as exigências do mercado consumidor e uma ampla comercialização e estabilidade no preço o ano todo. E como desvantagem, entretanto pode ser destacada a segregação genética não se recomenda plantar semente colhida dos híbridos, pois já terá desuniformidade em relação ao porte, produção de frutos, resistência a pragas, doenças e stress ambiental (ARAGÃO, et al., 2004). A polpa ou endosperma sólido é uma camada carnosa, branca, contêm proteínas, carboidratos, lipídeos, sacarose, polissacarídeos e minerais e sua formação é iniciada geralmente a partir do quinto ou sexto mês após a inflorescência, ao mesmo tempo em que o endosperma líquido (água de coco) começa a diminuir (MORETTO, et al., 1986). É a partir da polpa ou copra (polpa desidratada) que se obtém o óleo. Ele pode se tornar incolor ou pálido amarelado dependendo do seu processo de extração. De acordo com Babayan, (1968) o óleo de coco é rico em ácidos graxos saturados e insaturados, dos quais se destaca o ácido láurico saturado com concentração acima de 40%. É uma importante classe de matéria-prima utilizada na preparação de derivados da química fina (utilização direta em produtos cosméticos, dermocosméticos e alimentícios) em virtude de suas propriedades físicas e resistência à oxidação. O óleo é um componente essencial da dieta humana, pois além de fornecer maior quantidade de energia, comparada aos carboidratos e às proteínas, contém ácidos graxos essenciais, aqueles que não são produzidos pelo organismo, mas que devem estar presentes na dieta (ZAMBOM, et. al., 2004). Este trabalho objetivou caracterizar qualitativa e quantitativamente a polpa, o óleo e os ácidos graxos do óleo de coco extraído pelo processo de Soxlhet e enzimático da cultivar híbrida (AABrG x GOA) do fruto com estágio de maturação em 11 meses. Metodologia Foi analisado amostra de polpa de coco da cultivar híbrida Anão Amarelo do Brasil de Graname x Gigante do Oeste Africano (AABrG x GOA) com idade de maturação de 11 meses cedida pela fazenda Cohibra, situada em Amontada, Ceará. Foram realizadas análises de teor lipídeos, teor de umidade, proteínas, cinzas, fibra e carboidratos da polpa, análises de índice de saponificação, índice de acidez, índice de peróxido e índice de iodo Wijs do óleo extraído da polpa da amostra pelo processo de Soxhlet (hexano), determinadas de acordo com metodologia escritas pelo Instituto Adolfo Lutz (1985) e pelo processo Extração enzimático-aquoso. O método de identificação e quantificação dos compostos metílicos dos ácidos graxos foi analisado por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa GC-MS segundo A.O.A.C (1997), A.O.C.S (1995), IAL (1985). Resultados e Discussão O rendimento de extração do óleo da polpa de coco úmida com estágio de maturação de 11 meses do processo enzimático foi de 83% em relação ao teor de lipídeo extraído por Soxhlet (hexano) que foi de 100%. De acordo com a composição centesimal, apresentada na Tabela 1, foi possível observar que ISSN

3 a polpa é rica em lipídeos e possui um alto teor de umidade. Os dados obtidos estão de acordo com CARVALHO, (2007) que encontrou 37,29 de lipídeos e 46,30 de umidade. A diminuição de água e o aumento do teor de óleo de acordo com Aragão et al., (2004) e Aroucha et al., (2005) é consequência do elevado estágio de maturação do coco. Tabela 1 - Resultados da análise de composição centesimal da polpa úmida de coco com 11 meses de maturação expressa em percentual. ANÁLISE QUÍMICA PERCENTUAL DESVIO PADRÃO Lipídeos (óleo bruto) 39,72 0,70 Umidade 45,32 1,74 Proteínas 5,58 0,07 Carboidratos 6,08 0,68 Fibra 2,03 0,10 Cinzas 1,27 0,02 O percentual de proteínas foi de 5,58% e esta de acordo com os resultados encontrados por Kwon, Park e Phee, (1996) e Carvalho (2007) que encontraram 4-5%, respectivamente de proteínas na polpa de coco madura (úmida) e possui elevado valor nutricional. Os carboidratos são os compostos presentes em maior quantidade da massa seca da polpa de coco (retirada de lipídeos e água), com um percentual de 6,08%. Os outros constituintes em menor quantidade como: fibras e cinzas que foi de 2,03% e 1,27%, respectivamente. De acordo com Grimwood, (1975) a variação na composição centesimal da polpa de coco ocorre principalmente, porque existem mudanças bioquímicas durante a fertilidade do solo, época do ano, grau de maturação ou desenvolvimento da cultivar. ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICAS DO ÓLEO DE COCO HÍBRIDO EXTRAÍDO POR SOXHLET (HEXANO) E PROCESSO ENZIMÁTICO O óleo de coco híbrido extraído por Soxhlet (hexano) e pelo processo enzimático-aquoso foi quantificado tanto em função de suas principais propriedades Físico- químicas, bem como em relação ao perfil de ácido graxo. Com relação às características físico-químicas, na tabela 2 encontram-se incluídos os valores dos índices de saponificação (mg KOH/g de óleo), índice de acidez (mg KOH/g), índice de peróxido ( meq O 2 / Kg de óleo) e índice de iodo (g I 2 /100g de óleo) dos respectivos processos. Tabela 2 - Resultado da caracterização do óleo de coco extraído pelo processo de Soxhlet (hexano) e Enzimáticoaquoso. PARÂMETROS SOXLHET (ÓLEO ENZIMÁTICO (ÓLEO PARÂMETROS FÍSICO- FÍSICO-QUÍMICOS BRUTO) VIRGEM) QUÍMICOS (LITERATURA) Índice de saponificação 270 (mgkoh/g de óleo) Índice de acidez óleo 0,594 bruto (mg KOH/ g óleo) 2,24 Max 5 Ìndice de peróxido (meq 1,7 O 2/Kg de óleo) 9,28 Max 10 Índice de iodo Wijs (g 21,30 I 2/100g de óleo) 18, O valor do índice de saponificação encontrado para a amostra de óleo bruto foi de 250 mgkoh/g e para óleo do processo enzimático (óleo virgem) foi de 270 mgkoh/g. As variações entre os resultados podem ser atribuídas às características particulares de cada óleo, sendo que o processo ISSN

4 enzimático mantém todos os constituintes naturais. Em relação ao índice de acidez o valor de 2,24 mg KOH/g óleo para óleo bruto e 0,594mg KOH/g óleo para óleo virgem estão bem abaixo do máximo observado para óleos brutos (Máximo 5,0 mg KOH/g óleo). Este valor é devido ao processo de extração enzimática ocorrer em condições que não danificam o óleo, como por exemplo: temperatura baixa, não utilização de solvente e manuseio eficazes. O conteúdo do índice de peróxido analisado na amostra foi de 9,28 e 1,7, óleo bruto e óleo virgem, respectivamente valor também bem abaixo do máximo permitido (10 meq O 2 /Kg de óleo), deveu-se devido o processo enzimático ser um processo não destrutivo. O valor de 18,76 e 21,30 g I 2 /100g de óleo em relação ao índice de iodo ficou bem acima da especificação da ANVISA, isto pode ser explicado pelo fato de que as amostras de óleo em estudo apresenta um percentual de insaturados acima de 7% para óleo bruto e 10% para óleo virgem figura 1 e 2 respectivamente. PERFIL CROMATOGRÁFICO GASOSO DE ÁCIDOS GRAXOS A PARTIR DE ÉSTERES METÍLICOS DO ÓLEO DE COCO HÍBRIDO EXTRAÍDO POR SOXHLET (HEXANO) E PROCESSO ENZIMÁTICO- AQUOSO. Figura 1 - Perfil cromatográfico dos ácidos graxos presentes na amostra obtidos a partir dos ésteres metílicos do óleo de coco híbrido extraído por Soxhlet (hexano). Intensidade C 16 C 12 C 14 C 18:0 C 18:3 C 10 C 10 C 10 Figura 2 - Perfil cromatográfico dos ácidos graxos presentes na amostra obtidos a partir dos ésteres metílicos do óleo de coco híbrido extraído pelo processo enzimático-aquoso. Intensidade C 12 C 14 C 10 C 16 C 18:2 C 18:3 C 18:0 C 20:4 O perfil cromatográfico dos ácidos graxos do óleo de coco descrito na Figura 1, demonstra a presença marjoritária de ácido láurico (C 12:0 ) 42,41% e na figura 2-41,40%, pois de acordo (MENSINK,et al.; 2003) este ácido é um componente importante de maior concentração em óleos tropicais, é aplicado na ISSN

5 área de química fina em virtude de suas propriedades físicas e resistência à oxidação. É um componente importante do leite materno humano. Com ingestão no intestino o ácido é quebrado pela enzima lipase e se transforma em monolaurina que destrói a membrana de lipídios que envolvem os vírus bem como torna inativas bactérias (Enig, M.; Issacs, C.E.; Kabara J.J. et al.). Os ácidos graxos saturados ácidos cáprico (C 8:0 ), mirístico (C 14:0 ), palmítico (C 16:0 ) e esteárico (C 18:0 ) na figura 1, representam 49,67% e 48,01% na figura 2 e foram comparáveis aos resultados relatados por (MARINA, et al.; 2009). De acordo com a figura 1 foi detectado um pico com insaturação ácido linoléico (C 18:2 ) com teor de 7,93% e na figura 2 apresentou três picos com porcentagens de insaturações bem significativas, ácido linolênico (C 18:3 ), linoléico (C 18:2 ) e araquidônico (C 20:4 ) com teores de 8,70; 1,77 e 0,16%, respectivamente apresentando mais de 10% de substâncias insaturadas. Esses são ácidos essenciais não podem ser produzidos pelo organismo humano e devem ser obtidos a partir da dieta. Conclusão Com base nos resultados obtidos pode ser observado que os dois processos utilizados são eficientes sendo que o teor de lipídeo do processo de extração enzimático foi de 83% em relação ao de Soxhlet que extrai 100%. Os carboidratos, proteínas e água foram os compostos presentes em maior quantidade da massa polpa de coco (retirada de lipídeos por hexano) e com menor quantidade segue as fibras (carboidratos que não são digeridos) e cinzas. Quanto aos parâmetros físico-químicos analisados do óleo de coco híbrido extraído por Soxhlet (hexano) e processo enzimático estão de acordo com as especificações estabelecidas pela ANVISA. Os resultados confirmam nos dois processos um alto teor de ácidos graxos saturados de cadeia média, em razão principal, do alto conteúdo de ácido láurico, podendo aumentar a resistência a oxidação. No processo de extração enzimático aquoso apresentou três picos com porcentagens de insaturações bem significativas, ácido linolênico (C 18:3 ), linoléico (C 18:2 ) e araquidônico (C 20:4 ). O processo de extração por Soxhlet a qualidade nutricional dos produtos finais é mais baixa e é ecologicamente incorreto, pois utiliza solvente. Enquanto que o processo de extração Enzimático-Aquoso é uma tecnologia inovadora para a indústria de óleos e gorduras capaz de garantir a qualidade dos produtos, não gerando efluentes tóxicos o que permitirá a sua utilização direta em produtos alimentícios, cosméticos e dermocosméticos. Referências American oil chemists society. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemits Society. 4th. ed.champaign, USA, A.O.C.S., 1995 (A.O.C.S. Official Method Ce 2-66). Association of Official Analytical Chemists.Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists (method ).Arlington: A.O.A.C. 17th ed., ARAGAO, W. M.; CRUZ, E. M.O; RIBEIRO, F.E; TUPINAMBÁ, E.A; TAVARES, M; PIMENTEL, S.A; TAKEMOTO, E. Teor de gordura e composição de ácidos graxos em polpa de frutos de coqueiro anão em diferentes idades de maturação. In: 19 Congressos Brasileiros de Ciência e Tecnologia de Alimentos, 2004, Recife/PE. ARAGÃO, W. M.; RIBEIRO, F. E.; MELO, M. F. V. Cultivares de coqueiro para produção de coco seco: coqueiro gigante vs híbridos. In: CINTRA, F. L. D.; FONTES, H. R.; PASSOS, E. E. M.; FERREIRA, M. S. ISSN

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