CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DE MEL CRISTALIZADO APÓS DISSOLUÇÃO EM MICRO-ONDAS

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1 CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DE MEL CRISTALIZADO APÓS DISSOLUÇÃO EM MICRO-ONDAS K.R. Guimarães 1, V.M. da Silva 1, R. de A. Torres Filho 1, A. A.C. Arantes 1, J. C. Baffa Júnior 1 1- Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas Universidade Federal de Viçosa Campus UFV Florestal CEP Florestal Minas Gerais Brasil, Telefone: (31) , (vanelle.silva@ufv.br). RESUMO A cristalização é um processo natural que ocorre no mel e o uso do micro-ondas é uma alternativa para a rápida dissolução dos cristais. Entretanto, o tratamento térmico pode causar alterações indesejáveis na qualidade do produto. Assim, o trabalho objetivou avaliar as características de qualidade (hidroximetilfurfural, ph, acidez total, sólidos solúveis totais, sólidos insolúveis em água, açúcares redutores e teor de água) de méis após a dissolução de seus cristais em micro-ondas utilizando cinco diferentes binômios potência/tempo e em banho-maria a 40 ± 2 C por 2 h, e comparar com sua forma in natura. O tratamento em banho-maria apresentou a menor atividade diastásica (12,94 DN) (P<0,05) e quanto as outras características, não houve diferença (P>0,05) entre os tratamentos. Além disso, os valores das características de qualidade dos tratamentos situaram-se dentro dos limites estabelecidos pela legislação brasileira. Portanto, a dissolução dos cristais em micro-ondas não degrada a qualidade do mel. ABSTRACT Crystallization is a natural process that occurs in honey and the use of microwave is an alternative for rapid dissolution of the crystals. However, the thermal treatment can cause undesirable changes in product quality. Thus, the study aimed to evaluate the quality characteristics (hydroxymethylfurfural, ph, total acidity, total soluble solids, solids insoluble in water, reducing sugars and moisture) of honeys after dissolving its crystals in microwave using five binomials power/time and in a water bath at 40 ± 2 C for 2 hours, and to compare with a not heated honey. The treatment in water bath showed the lowest diastase activity (12.94 DN) (P <0.05) and the other characteristics did not differ (P> 0.05) between treatments. Furthermore, the values of quality characteristics of treatments adhere to the limitations established by the Brazilian legislation. Therefore, the dissolution of crystals in microwave does not degrade the quality of the honey. PALAVRAS-CHAVE: hidroximetilfurfural, atividade diastásica, cristalização. KEYWORDS: hydroxymethylfurfural, diastase activity, crystallization.

2 1. INTRODUÇÃO O mel é produzido pelas abelhas a partir do néctar das flores ou secreções das plantas ou excreções de insetos sugadores (Brasil, 2000). As espécies florais e a localização geográfica influenciam nas características sensoriais e físico-químicas do mel. A glicose e frutose compõem, aproximadamente, 70 % de sua composição (Pires, 2011). Desse modo, o mel, é uma solução supersaturada em açúcares, utilizada, principalmente, pelo seu elevado poder adoçante, e suas qualidades terapêuticas, tais como antimicrobiana, combate de doenças gastrointestinais e propriedades antioxidantes (Silva et al., 2006). Méis com alto teor de glicose cristalizam facilmente, mas quando apresentam duas vezes mais frutose do que glicose raramente cristalizam (Koblitz, 2011). A cristalização é um processo natural, sendo um indício da pureza do mel. Entretanto, muitos consumidores acreditam que o mel cristalizado sofreu alguma adulteração, sendo este rejeitado devido à pouca informação. Outra desvantagem do mel cristalizado é a dificuldade de manipulação e fluidez nos processos tecnológicos, como a filtração. Além disso, a cristalização pode aumentar a atividade de água do mel levando ao desenvolvimento de microorganismos que podem causar sua fermentação (Tosi et al., 2002). O aquecimento é um processo utilizado pelas indústrias e pelos consumidores para a dissolução do mel cristalizado. Entretanto, a aplicação de tratamento térmico no mel pode diminuir a atividade diastásica, que é a enzima mais termossensível, e aumentar o teor de hidroximetilfurfural (HMF), que são dois importantes parâmetros para a avalição da qualidade do mel. A toxicidade do HMF ainda é pouco conhecida, mas estudos feitos in vivo mostraram que o HMF pode ser convertido em 5- sulfoximetilfurfural, que é um composto genotóxico e carcinogênico (Bakhiya et al., 2009). O micro-ondas vêm sendo utilizado como um método de aquecimento de alimentos, sendo uma opção rápida na dissolução do mel cristalizado. No entanto, não existem muitos estudos que avaliam a influência nas características de qualidade do mel neste processo. Portanto, visando desenvolver métodos mais eficientes para a dissolução do mel cristalizado, tem-se como objetivo avaliar o efeito de diferentes binômios potência/temperatura em micro-ondas na dissolução de mel cristalizado sobre os parâmetros de qualidade do produto, e compará-los à métodos convencionais de dissolução e ao mel in natura. 2. MATERIAL E MÉTODOS Indução da cristalização Para a indução da cristalização, foi adicionado 15 gramas (5 %) de mel finamente cristalizado em 285 gramas de amostra de mel multifloral. A mistura foi homogeneizada por 15 minutos e armazenada sob temperatura de refrigeração (14 ± 2ºC) por 24 horas para a sua completa cristalização. Os méis utilizados foram coletados no apiário da UFV Campus Florestal em agosto de Delineamento experimental Para avaliar o efeito do aquecimento do mel cristalizado em micro-ondas sobre suas características físico-químicas, foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado (D.I.C.) com um fator (binômio potência/tempo) com cinco níveis e dois controles, com três repetições. Os cinco níveis de potências foram 20 %, 40 %, 60 %, 80 % e 100 % relativas à potência máxima do micro-ondas, e os controles foram o mel não aquecido e o mel submetido ao banho-maria a 40 ± 2 C.

3 Dissolução dos cristais e análises físico-químicas O tempo necessário, em cada tratamento, para a dissolução completa dos cristais presentes em uma amostra de 300g de mel foi determinado segundo metodologia proposta por Tosi et al. (2004). Ao final do tempo de aquecimento, as temperaturas das amostras foram mensuradas no ponto central com um termômetro de mercúrio. O teor de água e sólidos solúveis totais (SST) foram determinados por meio de um refratômetro eletrônico (Reichert Technologies, USA) a 20 C segundo método AOAC (AOAC, 1995). A acidez total e ph foram mensurados segundo método AOAC (AOAC, 1995). O teor de sólidos insolúveis foi determinado segundo método adotado gravimétrico do Instituto Adolfo Lutz (2008). Os açúcares redutores (AR) foram quantificados pelo método calorimétrico do 3,5- dinitrosalicilico (DNS), descrito por Miller (1959). A atividade diastásica (AD) foi determinada por método do Instituto Adolfo Lutz (2008) baseado na reação de iodo com o amido hidrolisado pela enzima. O teor de Hidroximetilfurfural (HMF) foi determinado pelo método proposto por AOAC (1995). Todas as análises foram realizadas em triplicatas. Análise estatística As análises estatísticas foram realizadas no software SAS, versão 9.2 (Statistical Analysis System - SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), licenciado para a Universidade Federal de Viçosa, a 5% de significância. O efeito do tratamento de dissolução de cristais sobre as características físico-químicas do mel foi determinado por meio da análise de variância (ANOVA) e, se necessário, do Teste de Tukey. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Dissolução dos cristais em mel Os tempos de aquecimentos para a dissolução completa dos cristais presentes no mel estão mostrados na Tabela 1. Observou-se um aumento da temperatura final com o aumento da potência aplicada, mesmo com uma diminuição do tempo de aquecimento (Tabela 1). Isto ocorreu, pois, a energia absorvida pelo mel é proporcional a potência dissipada, mesmo com a redução do tempo. Tabela 1. Binômios potência-tempo, intensidade da potência, temperatura inicial, temperatura final dos tratamentos Tratamento Tempo Intensidade da Temperatura Temperatura final Potência (W/g) inicial ( C) ( C) Banho Maria 2 h - 22,00 34,33 Mw s 0,39 23,67 43,33 Mw s 0,85 24,00 55,33 Mw60 90 s 1,18 23,00 60,67 Mw80 70 s 1,57 24,33 63,67 Mw s 2,00 24,00 65,00 Mw= micro-ondas.

4 Análises físico-químicas Os resultados das análises físico-químicas estão demostrados na Tabela 2. Todas as amostras apresentaram-se dentro do estabelecido pela legislação (Brasil, 2000). Tabela 2 - Valores (média ± erro padrão) das características de qualidade do mel in natura, dissolvido em micro-ondas com diferentes binômios potência/tempo e dissolvido em banho-maria Trat 1 [Água] (%) AT (meq/kg) HMF (mg/kg) Características AR (g/100g) SST ( Brix) SI (g/100g) AD (DN) In natura 16,83± 0,18 43,82 ± 1,51 11,88 ± 1,72 79,43 ± 3,86 81,61 ± 0,15 0,01 ± 0,01 20,00 ± 0,00 a 4,21±0,26 Banhomaria 17,44± 0,32 43,99 ± 2,66 13,65 ± 0,77 75,88 ± 0,29 81,00 ± 0,33 0,01 ± 0,00 12,94 ± 0,99 b 4,22±0,20 Mw20 17,05± 0,23 43,37 ± 0,58 14,29 ± 1,29 79,90 ± 0,64 81,40 ± 0,24 0,02 ± 0,01 19,88 ± 0,12 a 4,25±0,11 Mw40 16,75± 0,31 41,71 ± 1,06 11,70 ± 1,24 73,71 ± 2,67 81,71 ± 0,33 0,03 ± 0,01 20,00 ± 0,00 a 4,23±0,14 Mw60 16,84± 0,40 41,15 ± 0,92 13,22 ± 0,61 77,21 ± 6,09 81,57 ± 0,35 0,03 ± 0,01 19,72 ± 0,27 a 4,12±0,13 Mw80 16,33± 0,32 41,49 ± 1,49 13,22 ± 0,46 73,32 ± 1,42 81,72 ± 0,23 0,03 ± 0,01 18,13 ± 0,94 a 4,20±0,08 Mw100 16,87± 0,30 42,32 ± 1,64 12,11 ± 0,46 69,47 ± 1,96 81,59 ± 0,31 0,03 ± 0,02 20,00 ± 0,00 a 4,12±0,12 1 Médias de tratamento seguidas por diferentes letras (a-b) na coluna diferem entre si pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de significância. [Água]= umidade, AT= acidez total, HMF= hidroximetilfurfural, AR= açúcares redutores, SST= sólidos solúveis totais, SI= sólido insolúveis, AD= atividade diastásica. Trat= tratamentos. Mw= micro-ondas. Houve diferença (P<0,05) entre os tratamentos aplicados apenas para a AD, em que o menor valor (12,94 ± 0,99 DN) foi observado (P<0,05) quando utilizado o tratamento em banho-maria. Contudo, este valor ainda é superior ao mínimo estabelecido pela legislação, que é de 8 DN (Brasil, 2000). Essa redução demonstra o fenômeno de termoestabilidade, em que a enzima pode sofrer alterações na sua estrutura, como desnaturação irreversível, quando aquecida por longos períodos, mesmo se mantida em sua temperatura ótima de atividade (Voet et al., 2014). Hebbar et al. (2003) estudaram o efeito do aquecimento em micro-ondas sobre as características físico-químicas do mel. Na potência máxima (850 W), aquecimentos acima de 45 s resultaram em valores de AD que não atenderam à legislação. Kowalski et al. (2013) mostraram que curtos períodos de tratamentos em micro-ondas (0-2 min) em uma baixa potência (63 W) não influencia na qualidade do mel. O aquecimento do mel pode causar a desnaturação parcial ou total das amilases, proporcionando a redução da AD (Mendes, 2009). Vieira (2012) notou que a AD é mais sensível ao aquecimento quando comparada a formação de HMF. Assim, esta análise pode ser utilizada como parâmetro limitante nos processos de aquecimento do mel. A variação de sólidos insolúveis em água nas amostras foi de 0,01 a 0,03 g/100 g (Tabela 2). Liberato et al. (2013) e Ananias (2010) encontraram, respectivamente, valores de sólidos insolúveis entre 0,03 a 0,18 g/100 g, e 0,01 a 0,213 g/100 g. Contudo, ambos estudos obtiveram amostras que se encontravam acima do permitido pela legislação, que é no máximo 0,1 g/100 g (Brasil, 2000). O teor de SST apresentou valor médio de 81,51 Brix (Tabela 2), próxima ao valor obtido por Terrab et al. (2004), que encontraram valores entre 78,8 a 84 Brix. Os teores de água encontrados neste estudo variaram de 16,33% a 17,44% (Tabela 2), sendo, portanto, inferiores ao valor máximo de 20% estabelecido na legislação (Brasil, 2000). Os valores obtidos estão dentro do intervalo encontrado por Liberato et al. (2013) em 22 amostras de méis de diferentes origens florais obtidas no nordeste do Brasil. ph

5 Os valores de acidez variaram entre 41,11 a 43,99 meq/kg (Tabela 2), estando abaixo do valor máximo de 50 meq/kg estabelecido pela legislação (Brasil, 2000). Sodré et al. (2011) encontraram valores de acidez total entre 10 a 30 meq/kg em méis produzido pela Apis melífera no Estado do Piauí. A acidez no mel é devido a presença de ácidos orgânicos que podem variar com a fonte de néctar e pela ação da enzima glicose-oxidase (Mendes et al., 2009). Os valores de ph variaram entre 4,12 a 4,25 (Tabela 2), o que corrobora os valores entre 3,54 a 5,3, obtidos por Silva et al. (2004) em méis. A análise de ph mostra-se útil para avaliar a qualidade do mel, pois influencia a textura, a velocidade de produção do HMF e a vida de prateleira, visto que menores valores podem indicar sua fermentação (Terrab et al., 2004; Turhan, et al., 2008). No que se refere a quantidade de açúcares redutores, os valores entre 69,47 % a 79,90 % (Tabela 2) estão acima do mínimo de 65% estabelecido pela legislação (Brasil, 2000). Assim como o determinado por Silva et al. (2004) em méis de diferentes floradas do Piauí, que foi entre 68,92 % e 85,49 %. O teor de hidroximetilfurfural (HMF) no mel variou entre 11,70 a 14,30 mg/kg (Tabela 2). Tais valores atendem aos padrões estabelecidos pela legislação que é de no máximo 60 mg/kg (Brasil, 2000). As diferentes formas de dissolução de cristais utilizadas neste estudo não favoreceram a formação de HMF, indicando que o curto período de aquecimento em micro-ondas e a baixa temperatura do banho-maria não forneceram energia suficiente para a reação de formação de HMF. Resultados semelhantes foram obtidos por Bartákova et al. (2011), os quais avaliaram o impacto do aquecimento em micro-ondas na formação de HMF em méis da República Checa. Os méis foram aquecidos em quatro níveis de potência (90 W, 350 W, 500 W e 800 W) por diferentes períodos de tempos (15 a 45 s). Esses autores verificaram que não houve alterações no teor de HMF no aquecimento em micro-ondas. A variação na concentração do HMF é influenciada pela origem botânica, ph e acidez do mel. Além disso, não está claro se o HMF representa um potencial risco à saúde, porém estudos recentes com sulfotransferases mostraram que o HMF pode ser ativado e tornar-se um mutagênico (Durling et al., 2009; Kowalski et al., 2013). 4. CONCLUSÕES A dissolução dos cristais do mel em micro-ondas não altera sua qualidade em relação ao mel in natura. As características de qualidade do mel dissolvido em micro-ondas permaneceram dentro dos limites estabelecidos pela legislação brasileira. A atividade diastásica foi a mais sensível a alterações em função do tratamento térmico. Portanto, recomenda-se a dissolução dos cristais do mel em microondas na potência máxima por 1 minuto, em razão de sua maior rapidez e praticidade, com a manutenção da qualidade do produto. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Ananias, Karla Rubia. (2010). Avaliação das condições de produção e qualidade de mel de abelhas (Apis melífera L.) produzido na microrregião de Pires do Rio, no Estado de Goiás (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Goiás, Goiânia. AOAC. (1995). Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 16th ed. Arlington: A.O.A.C. Bakhiya, N., Monien, B., Frank, H., Seidel, A., & Glatt, H. (2009). Renal Organic Anion Transporters OAT1 and OAT3 Mediate the Cellular Accumulation of 5-sulfooxymethylfurfural, a Reactive,

6 Nephrotoxic Metabolite of the Maillard Product 5-hydroxymethylfurfural. Biochemical Pharmacology. Germany, 78(4), Bartáková, K., Dracková, M., Borkovcová, I., & Vorlová, L. (2011). Impact of Microwave Heating on Hydroxymethylfurfural Content in Czech Honeys. Czech Journal Food Science, 29(4), Brasil. (2000). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa no 11, de 20 de outubro de Aprova o Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade do Mel. Diário Oficial da União, de 23 de outubro de 2000, Seção 1, p. 23. Durling, L. J., Busk, L., & Hellman, B. E. (2009). Evaluation of the DNA damaging effect of the heatinduced food toxicant 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in various cell lines with different activities of sulfotransferases. Food and Chemical Toxicology, 47(4), Hebbar, H. U., Nandini, K. E., Lakshmi, M. C., & Subramanian, R. (2003). Microwave and infrared heat processing of honey and its quality. Food Science and Technology Research, 9(1), Instituto Adolfo Lutz. (2008). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 1ª Edição Digital. Koblitz, M. G. B. (2011). Matérias-Primas Alimentícias: Composição E Controle De Qualidade. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. Kowalski, S., Lukasiewiez, M., Duda-Chodak, A., & Zięć, G. (2013). 5-Hydroxymethyl-2-Furfural (HMF) Heat-Induced Formation, Occurrence in Food and Biotransformation a Review. Pol. J. Food Nutr. Sci., 63(4), Liberato, M. C. T. C., Morais, S. M., Magalhães, C. E. C., Cavalcanti, D. B., & Silva, M. M. O. (2013). Physicochemical properties and mineral and protein content of honey samples from Ceará State, Northeastern Brazil. Food Sci. Technol, Campinas, 33(1), Mendes, C. G., Silva, J. B. A, Mesquita, L. X., & Maracajá, P. B. (2009). As análises do mel: revisão. Revista Caatinga, 22(2), Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical chemistry, 31(3), Pires, R. M. C. (2011). Qualidade Do Mel De Abelhas Apis Mellifera Linnaeus, 1758 Produzido No Piauí (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Piauí, Teresina. Silva, C. L., Queiroz, A. J., & Figueiredo, R. M. F. (2004). Caracterização físico-química de méis produzidos no Estado do Piauí para diferentes floradas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 8(2-3), Silva, R.A., Maia, G. A., Sousa, P. H. M., & Costa, J. M. C. (2006). Composição e propriedades terapêuticas do Mel de Abelha. Alimentos e Nutrição. Araraquara, 17(1), Sodré, G. S., Marchini, L. C., Moreti, A. C. C. C., Otsuk, I. P., & Carvalho, C. A. L. (2011). Physicochemical characteristics of honey produced by Apis mellifera in the Picos region, state of Piauí, Brazil. R. Bras. Zootec., Viçosa, 40(8), Terrab, A., Recamales, A. F., Hernanz, D., & Heredia, F. J. (2004). Caracterization of Spanish thyme honeys by their physicochemical characteristics and mineral contents. Food Chem., 88(4), Tosi, E., Ciappini, M., Ré, E., & Lucero, H. (2002). Honey Thermal Treatment Effects on Hydroxymethylfurfural Content. Food Chemistry, 77, Tosi, E. A., Ré, E., Lucero, H., & Bulacio, L. (2004). Effect of honey high-temperature shot-time heating on parameters related to quality, crystallization phenomena and fungal inhibition. Lebensm.-Wiss.u.- Technol., 37, Turhan I., Tetik, N., Karhan, M., Gurel, F., & Tavukcuoglu, H. R. (2008). Quality of Honeys Influenced by Thermal Treatment. LWT - Food Science and Technology, 41, Vieira, Luana Reis. (2012). Estudo da Descristalização Térmica do Mel sob Influência da Agitação, (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C. W. (2014). Fundamentos de Bioquímica: A vida em nível molecular (4. ed.). Porto Alegre: Artmed.