Alterações na Qualidade do Óleo, no Teor de Carotenoides e na Coloração de Grãos de Soja Armazenados em Diferentes Condições RESUMO

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1 Alterações na Qualidade do Óleo, no Teor de Carotenoides e na Coloração de Grãos de Soja Armazenados em Diferentes Condições 10 Valmor Ziegler 1 ; Leonor João Marini 1 ; Cristiano Dietrich Ferreira 1 ; Jorge Tiago Goebel 1 ; Bruno Artur Rockenbach 1 ; Maurício de óliveira 1 ; Moacir Cardoso Elias 1 RESUMO A soja é a principal oleaginosa produzida no mundo, sendo que os Estados Unidos e o Brasil são os principais produtores. O óleo de soja é o principal óleo vegetal utilizado no consumo humano e também responsável pela produção de 80% do total do biodiesel produzido no Brasil. Objetivou-se, com o estudo, avaliar os efeitos da umidade, da temperatura e do tempo de armazenamento sobre a qualidade do óleo, o teor de carotenoides, e a coloração dos grãos. Foram utilizados grãos de soja produzidos no município de Primavera do Leste-MT. O armazenamento foi realizado em escala piloto, com umidade de grãos de 16% nas temperaturas de 15 e 25 C, sendo a condição controle, os grãos armazenados com 12% de umidade na temperatura de 25 C. Verificou-se aumento nos índices de K 232 e K 270, com diminuição no teor de carotenoides e reduções da cor amarela para as três condições de armazenamento testadas, sendo que as maiores alterações ocorreram nos grãos armazenados com 16% de umidade na temperatura de 25 C e a melhor preservação ocorreu na condição controle. Verifica-se que a refrigeração (15 C) foi eficiente na preservação dos parâmetros estudados, pois mesmo nos grãos armazenados com 16% de umidade, a preservação foi semelhante a condição controle até os seis meses de armazenamento. Dessa forma, verifica-se que a refrigeração é uma tecnologia promissora para a preservação da qualidade do óleo, dos carotenoides e da coloração dos grãos de soja, mesmo quando armazenados a 16% de umidade, por períodos de até seis meses. Palavras-chave: Soja, Armazenamento, Óleo, Qualidade. 1 Laboratório de Pós-Colheita, Industrialização e Qualidade de Grãos, Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário Capão do Leão, Pelotas, Rio Grande do Sul. vamgler@hotmail.com 215

2 INTRODUÇÃO A soja (Glycine max. (L) Merril) é uma espécie dicotiledônea, da família Fabácea, é o grão mais produzido no mundo, sendo os Estados Unidos e o Brasil os principais produtores. Os grãos de soja apresentam grande quantidade de proteínas, com elevado valor biológico, possibilitando assim o consumo desse grão como alimento em muitos povos (SOUZA et al., 2000). O teor de óleo presente nesses grãos possui elevado valor econômico, sendo utilizado tanto no consumo de forma direta ou como matéria-prima para as indústrias agroenergéticas, representando 90% da produção de óleo e 80% do biodiesel no Brasil (USDA, 2007). Na etapa de pós-colheita os grãos passam por uma série de operações antes dos processos industriais, sendo que falhas nessas etapas são prejudiciais à qualidade dos grãos e dos produtos derivados dessa matéria-prima. As condições de armazenamento interferem diretamente na qualidade dos grãos e do óleo obtido dessa matéria-prima, sendo que a umidade dos grãos, a temperatura de armazenamento, a umidade relativa do ambiente de armazenagem, juntamente com a disponibilidade de oxigênio são fatores importantes para a manutenção da qualidade dos grãos e do óleo (BRAGANTINI, 2005). As condições de armazenamento influenciam diretamente o rendimento e a qualidade do óleo obtido dos grãos de soja. A importância da oxidação lipídica está relacionada com preocupações biológicas atribuídas a produtos de oxidação devido à participação dos radicais livres e espécies de oxigênio reativas na lesão de tecidos e doenças (FRANKEL, 1991). Estudos sobre o possível significado patológico de produtos de oxidação de lipídios têm se desenvolvido em três áreas de investigação: peróxidos lipídicos (geralmente de ácidos graxos), malonaldeídos, e produtos de oxidação do colesterol (ADDIS, 1986). Os produtos derivados da oxidação lipídica estão relacionados com o desenvolvimento do câncer, o rompimento das membranas celulares (NIKI, 2009), inativação de enzimas, e danos de proteínas (GUTTERIDGE, 1995). Além disso, os peróxidos derivados de lipídios podem atuar tanto como moduladores de enzimas ou como intermediários em processos biossintéticos (PRATT, TALLMAN & PORTER, 2011). Dessa forma, considerando os fatores descritos anteriormente, o objetivo do trabalho foi de avaliar os efeitos da umidade, da temperatura e do tempo de armazenamento sobre a qualidade do óleo, o teor de carotenoides, e a coloração dos grãos. MATERIAL E MÉTODOS Os grãos de soja utilizados no experimento foram colhidos em lavoura comercial no município de Primavera do Leste MT, com umidade de 20%, 216

3 secos em secador estacionário, até as umidades de estudo. O armazenamento e as análises dos grãos e do óleo foram realizados no Laboratório de Pós-Colheita, Industrialização e qualidade de Grãos do Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, da FAEM/UFPEL. Os grãos foram armazenados com umidade de 16% em câmaras a 15 e 25 C, tendo a condição de 12% de umidade dos grãos a 25 C como tratamento controle. Os grãos foram armazenados em sacos de polipropileno, permeáveis, com 5Kg de grãos cada, simulando um sistema convencional de armazenamento, típico de armazenagem em sacaria. A qualidade do óleo foi avaliada pelos coeficientes de extinção específica a 232nm (K 232 ) e a 270nm (K 270 ), sendo que em 232nm verifica-se a presença de compostos primários de oxidação (peróxidos, hidroperóxidos e dienos conjugados), enquanto em 270nm verifica-se a presença de compostos secundários de oxidação (cetonas, aldeídos, alcoóis), conforme metodologia descrita pela AOCS (1997). O teor de carotenoides do óleo obtido dos grãos armazenados foi avaliado conforme metodologia proposta por Rodrigues-Amaya (2001). Os resultados foram expressos em mg de β-caroteno.100g -1 de óleo. O valor b, que avalia a coloração dos grãos variando do azul ao amarelo, foi medido com auxilio de um colorímetro (Minolta, modelo CR-310, Osaka, Japão). As análises foram realizadas no início do armazenamento, aos 6 e aos 12 meses. Todas as análises foram realizadas em triplicata e os resultados obtidos foram submetidos à análise estatística com o uso do programa SAS (Statistical Analysis System), com análise de variância ANOVA, seguida de comparação de médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (p<0,05). RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 são apresentados os resultados para o K 232, onde pode se verificar aumento gradativo em todas as condições de armazenamento testadas, sendo que o maior incremento de produtos primários de oxidação ocorreu nos grãos armazenados na condição 16%/25 C, passando de 1,83 (inicial) para 2,26 aos 12 meses, enquanto que os menores aumentos foram verificados na condição controle que obtiveram 2,06 aos 12 meses de armazenamento. Verifica-se também que aos 6 meses de armazenamento, os resultados obtidos para a condição 16%/15 C, não diferiram estatisticamente da condição controle, mostrando a eficiência da refrigeração na manutenção desse parâmetro de qualidade, mesmo nos grãos armazenados com 16% de umidade. 217

4 Tabela 1. Coeficiente de extinção especifica a 232nm (K 232 ) do óleo obtido de grãos de soja armazenados em três condições, durante doze meses. Umidade dos grãos / Temperatura do ambiente Tempo de armazenamento (meses) Inicial % / 25 C A 1,83 ± 0,02 c* B 1,88 ± 0,02 b C 2,06 ± 0,01 a 16% / 15 C A 1,83 ± 0,02 c B 1,89 ± 0,01 b B 2,10 ± 0,01 a 16% / 25 C A 1,83 ± 0,02 c A 1,95 ± 0,01 b A 2,26 ± 0,01 a *Médias aritméticas simples de três repetições, seguidas por letras maiúsculas iguais na mesma coluna, e minúsculas iguais na mesma linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p 0,05). Estudos com armazenamento de grãos de aveia, realizados por Rupollo et al. (2004), verificaram aumento no índice de peróxidos, que é um dos produtos primários de oxidação lipídica. No estudo, o aumento no índice de peróxidos do óleo foi atribuído à ação de enzimas peroxidases, presentes nos próprios grãos ou produzidas pela microflora associada, juntamente com os processos de autooxidação na presença de oxigênio intragranular. Na Tabela 2 são apresentados os resultados para o, onde se verifica uma tendência semelhante com o K 232, sendo que nos grãos armazenados na condição 16%/25 C, os produtos de oxidação passaram de 0,17 (inicial) para 0,38 aos 12 meses, enquanto que na condição controle esse índice ficou em 0,26 aos 12 meses de armazenamento. Verifica-se que em seis meses de armazenamento, a refrigeração fez com que houve pequeno aumento do K 270, nos grãos armazenados com 16% de umidade, pois os grãos armazenados na condição 16%/15 C obtiveram resultados semelhantes aos da condição controle. Tabela 2. Coeficiente de extinção especifica a 270nm (K 270 ) do óleo obtido de grãos de soja armazenados em três condições durante doze meses Umidade dos grãos / Temperatura do ambiente Tempo de armazenamento (meses) Inicial % / 25 C A 0,17 ± 0,01 c* B 0,20 ± 0,01 b C 0,26 ± 0,00 a 16% / 15 C A 0,17 ± 0,01 c B 0,21 ± 0,01 b B 0,33 ± 0,01 a 16% / 25 C A 0,17 ± 0,01 c A 0,24 ± 0,01 b A 0,38 ± 0,00 a *Médias aritméticas simples de três repetições, seguidas por letras maiúsculas iguais na mesma coluna, e minúsculas iguais na mesma linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p 0,05). 218

5 A degradação do óleo ocorre primeiramente com a formação de compostos primários de oxidação, medidos através do K 232, estes muito instáveis podendo ser degradados sequencialmente em produtos secundários de oxidação, estes compostos formados são voláteis e causam alterações de odor e sabor nos óleos, além de serem prejudiciais à saúde dos consumidores (PRATT, TALLMAN & PORTER, 2011; RODRIGUES et al., 2012). Na Tabela 3 verifica-se o comportamento dos carotenoides durante o tempo de armazenamento. Diferenças no conteúdo inicial de carotenoides são explicadas pelo tempo maior de exposição dos grãos ao ar de secagem para redução da umidade até 16 e 12%, respectivamente, mostrando que os carotenoides apresentam uma grande instabilidade térmica, conforme mostram estudos de Glória et al. (1993). Observa-se que o teor de carotenoides reduziu gradativamente até os doze meses de armazenamento para todas as condições testadas, sendo que na condição 16%/25 C o teor de carotenoides passou de 25,61mg de β-caroteno.100g -1 no início do armazenamento para 11,06mg de β-caroteno.100g -1 aos 12 meses, já na condição controle o teor de carotenoides passou de 24,21mg de β-caroteno.100g -1 no inicio do armazenamento para 15,43mg de β-caroteno.100g -1 aos 12 meses. Resultado relevante pode ser verificado aos 6 meses de armazenamento, onde a condição 16%/15 C não diferiu da condição controle, mostrando a eficiência da refrigeração para a manutenção dos carotenoides. Tabela 3. Teor de Carotenoides (mg de β Caroteno.100g -1 ) do óleo obtido de grãos de soja armazenados em três condições durante doze meses Umidade dos grãos / Temperatura do ambiente Tempo de armazenamento (meses) Inicial % / 25 C B 24,21 ± 0,19 a* A 18,26 ± 0,16 b A 15,43 ± 0,10 c 16% / 15 C A 25,61 ± 0,16 a A 17,96 ± 0,16 b B 13,21 ± 0,10 c 16% / 25 C A 25,61 ± 0,16 a B 14,88 ± 0,10 b C 11,06 ± 0,21 c *Médias aritméticas simples de três repetições, seguidas por letras maiúsculas iguais na mesma coluna, e minúsculas iguais na mesma linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p 0,05). Na Tabela 4 observa-se o comportamento da coloração amarela (valor b ) dos grãos de soja durante os doze meses de armazenamento. Verifica-se redução da coloração amarela para as três condições de armazenamento testadas, sendo que a condição 16%/25 C teve a maior redução e a condição controle foi a mais estável. A redução do valor b está diretamente associada à redução do conteúdo 219

6 de carotenoides, pois se sabe que os carotenoides representam a maior parte da pigmentação amarela dos grãos de soja. Hou & Chang (2004) verificaram variação na coloração dos grãos, através do escurecimento pela redução da coloração amarela, no armazenamento em condições elevadas de umidade relativa do ar e temperatura. Variação na coloração de grãos de soja durante o armazenamento também foi observado por Alencar et al. (2009), onde verificaram que a as maiores reduções ocorreram com o aumento da umidade de grãos e da temperatura de armazenamento, sendo que a pior condição do referido experimento é o armazenamento com 14,8% de umidade a 40 C. Avaliando o conjunto de resultados, verifica-se que há relações diretas entre eles, pois durante a degradação lipídica os mesmos fatores que causam a oxidação dos ácidos graxos estão diretamente ligados com a degradação de carotenoides e outras vitaminas lipossolúveis (JIA, KIM & MIN, 2007). Dessa forma, a redução na qualidade do óleo verificada pelo K 232 e pelo K 270 (Tabelas 1 e 2), proporcionou a redução no teor de carotenoides (Tabela 3), que por sua vez ocasionou a redução da coloração amarelada dos grãos (Tabela 4). Os grãos provenientes da lavoura podem, muitas vezes, chegar com elevado percentual de umidade, e em algumas situações não se tem a possibilidade de realizar a secagem até a umidade ideal de armazenamento, devido às deficiências desse setor e ao fluxo intenso de grãos no momento da colheita. Portanto a redução da temperatura de armazenamento de 25 para 15 C utilizada neste experimento mostrou ser uma técnica eficaz para a manutenção dos parâmetros avaliados, possibilitando o armazenamento dos grãos com umidade de 16% durante pelo menos 6 meses. Tabela 4. Coloração amarela, através do valor b, dos grãos de soja armazenados em três condições, durante doze meses Umidade dos grãos / Temperatura do ambiente Tempo de armazenamento (meses) Inicial % / 25 C B 27,87 ± 0,81 a* A 25,82 ± 0,33 b A 23,78 ± 0,66 c 16% / 15 C A 29,05 ± 0,59 a A 25,78 ± 0,51 b B 22,94 ± 0,43 c 16% / 25 C A 29,05 ± 0,59 a B 24,33 ± 0,32 b C 21,15 ± 0,17 c *Médias aritméticas simples de três repetições, seguidas por letras maiúsculas iguais na mesma coluna, e minúsculas iguais na mesma linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey (p 0,05). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ADDIS, P. B. Occurrence of lipid oxidation products in foods. Food Chemical Toxi- 220

7 cology. v.24, p , ALENCAR, E.R.; FONI, L.R.D.; FILHO, A.F.L; PETERNELLI, L.A.; COSTA, A.R. Qualidade dos grãos de soja armazenados em diferentes condições. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.13, p , AOCS - American Oil Chemists Society. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists Society, Champaign, IL (1997). BRAGANTINI, C. Alguns aspectos do armazenamento de sementes e grãos de feijão. Documento Técnico. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 28 p FRANKEL, E. N. Recent advances in lipid oxidation. Journal of the Science of Food and Agricultural. v.54, p , GLÓRIA, M. B. A., GRULKE, E. A., & GRAY, J. I. Efect of type of oxidation on b- carotene loss and volatile products formation in model systems. Food Chemistry. v.46, n.4, p , GUTTERIDGE, J. M. C. Lipid peroxidation and antioxidants as biomarkers of tissue damage. Clinical Chemistry. v.41, n.12, p , HOU, H. J.; CHANG, K. C. Storage affects color and chemical composition and tofu making quality. Journal of Food Processing and Preservation. v.28, p , JIA, M.; KIM, H. J.; MIN, D. B. Effects of soybean oil and oxidized soybean oil on the stability of β-carotene. Food Chemistry. v.103, n.3, p , NIKI, E. Lipid peroxidation: Physiological levels and dual biological effects. Free Radical Biology and Medicine. v.47, p , PRATT, D. A.; TALLMAN, K. A.; PORTER, N. A. Free radical oxidation of polyunsaturated lipids: New mechanistic insights and the development of peroxyl radical clocks. Accounts of Chemical Research. v.44, p , RODRIGUES, N.; MALHEIRO, R.; CASAL, S.; MANZANERA, M. C. A. S.; ALBINO, B.; PEREIRA, J. A. Influence of spike lavender (Lavandula latifolia Med.) essential oil in the quality, stability and composition of soybean oil during microwave heating. Food and chemical Toxicology. v. 50, p ,

8 RODRIGUES-AMAYA, D. B., A guide to carotenoid analysis in foods. Washington: ILSI Press, p.64, RUPOLLO, G.; GUTKOSKI, L. C.; MARINI, L. J.; ELIAS, M.C. Sistemas de armazenamento hermético e convencional na conservabilidade de grãos de aveia. Ciência Rural. v.34, n.6, p , SOUZA, G.; VALLE, J. L.E; MORENO, I. Efeitos dos compostos da soja e seus derivados na alimentação humana. Boletim da sociedade Brasileira de Ciências e Tecnologia de Alimentos. Campinas. v.34, n.2, p.61-69, USDA - United States Department of Agriculture. Produção e consumo de óleos vegetais no Brasil. Boletim eletrônico. n 151,