Swartzia burchelli: EXTRAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO AMIDO DA SEMENTE PARA ELABORAÇÃO DE FILMES BIODEGRADAVÉIS

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1 Swartzia burchelli: EXTRAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO AMIDO DA SEMENTE PARA ELABORAÇÃO DE FILMES BIODEGRADAVÉIS Ludmilla Souza Barbosa 1 (UnUCET) Fausto Rafael Leão² (UnUCET) Diego Palmiro Ramirez Ascheri³ (UnUCET) ludmillamestrado.ueg@gmail.com e ascheridpr@gmail.com PALAVRAS-CHAVE: Fruto do cerrado, biofilme, permeabilidade. 1 INTRODUÇÃO Várias pesquisas com diferentes materiais têm sido desenvolvidas na tentativa de minimizar ou solucionar o problema da poluição através da obtenção de plásticos biodegradáveis, em sua maioria compostos essencialmente por biopolímeros, tais como amido e as proteínas (SOUZA e ANDRADE, 2000). O amido por provir de fontes renováveis, ter baixo custo, grande diversidade e abundância (GÁSPÁR et al. 2005), vem se tornando o biopolímero mais utilizado para formação de biofilmes, sendo encontrado em partes de vegetais como raízes, tubérculos e sementes de frutos, incluindo as inúmeras plantas do cerrado, as quais são pouco exploradas nesse sentido (LAROTONDA, et al. 2004). Entre as plantas possíveis de utilização para extração do amido encontra-se a Swartzia burchelli, um fruto do cerrado, pertencente a família das Fabaceae. O fruto é característico dos estados de Goiás, Distrito Federal e Rondônia. È conhecido popularmente como "Banha de galinha" o que significa gordura de frango e refere-se à aparência do arilo (MANSANO et al. 2002). Estudos sobre a caracterização do amido presente nas sementes desse gênero Swartzia, em particular a Swartzia burchelli é escasso, talvez até inexistente. Assim a extração do amido da semente desse fruto para obtenção de filmes biodegradáveis abre caminho para pesquisas inéditas e complementares, em torno do fruto, buscando uma aplicação economicamente viável e ambientalmente correta dos recursos desse bioma, como já tem sido feito com outros frutos do cerrado. Pois a utilização de filmes biodegradáveis é uma proposta promissora no mercado mundial, pelas diversas vantagens que apresenta. Podendo esse agir como adjunto, promovendo maior qualidade, estendendo a vida de prateleira e possibilitando a economia com materiais de embalagem final (FAKHOURI et al. 2007). O presente trabalho teve como objetivo extrair e caracterizar o amido das sementes do fruto da Swartzia burchelli e elaborar filmes comestíveis. 2 MATERIAIS E MÉTODOS Os frutos foram colhidos na Fazenda Boa Vista dos Leites, localizada no município de Gameleira de Goiás. Depois de acondicionados em caixas de plástico, os frutos foram 1 Mestranda em Engenharia Agrícola- UnUCET. ² Graduando em Engenharia Agrícola-UnUCET/Bolsista - PBIC/UEG;³ Professor / Orientador - UnUCET. 1

2 transportados para os laboratórios da UnUCET. Os frutos foram cortados ao meio para retirada das sementes, as quais foram moídas em moinho de facas tipo CROTON, com malha de 1,0 mm, obtendo-se uma a massa leitosa. O amido contido nessa massa foi extraído por peneiragem sucessiva, usando peneiras de malhas finas de diferentes diâmetros. O amido foi filtrado a vácuo e secado em estufa com circulação e remoção de ar à 45 C até massa constante. Os biofilmes foram elaborados de acordo com a técnica casting descrita por VICENTINI (2003). A quantidade de amido e glicerol, foram determinadas no planejamento experimental, sendo utilizados quatro tratamentos com concentrações que variaram de 1,44 à 3,56 % para o amido e de 5,86 à 34,14 % de glicerol. Para o amido foi determinado o teor de água, cinzas, lipídios, proteína, fibra bruta e teor de amido (todos em % base seca), por meio dos métodos do Instituto Adolfo Lutz (BRASIL, 2005). A viscosidade de pasta do amido foi determinada em Rapid Visco Analyser (RVA), seguindo-se sua metodologia para materiais amiláceos. A densidade do amido foi determinada usando-se o método de deslocamento líquido descrito por SCHOCH e LEACH (1964). O Índice de solubilidade e o poder de inchamento do amido foram determinados segundo a metodologia de ANDERSON et al. (1969). As soluções filmogênicas preparadas para obtenção dos filmes biodegradáveis foram desidratadas em estufa de circulação e remoção de ar a uma temperatura de 30 C, até peso constante. Posteriormente, as placas foram armazenadas em dessecadores com temperatura de ± 21 C e teor de água relativa de 54 % (NaCl) durante três dias, para a retirada dos filmes. Para as analises dos filmes foram utilizados quatro tratamentos Nos filmes foram realizadas análises de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade em água, seguindo o método descrito por GONTARD et al. (1992) com modificações. Os resultados das propriedades físico-químicas e funcionais do amido foram analisados por meio da média e desvio padrão. Para analisar as variáveis independentes (amido e glicerol) sobre as variáveis dependentes (permeabilidade e solubilidade) dos biofilmes, usou um delineamento central composto. As variáveis foram estabelecidas com três níveis codificados -1, 0, +1 de acordo com BOX et al. (1978). Fazendo uso da análise de variância ao nível de 5% de probabilidade, uma equação de segunda ordem foi aplicada para estabelecer um modelo matemático preditivo das variáveis dependentes. A adequação do modelo polinomial foi avaliada comparando-se a proporção da variação explicada, isto é, pela análise do coeficiente de determinação R 2 e pelo método de seleção para frente (forward selection) até que o valor das somas dos quadrados do erro (SSE) não varie ou até completar os coeficientes do modelo proposto. Os cálculos e gráficos foram elaborados utilizando-se o programa Statistica RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores médios encontrados para o amido da semente do fruto da Swartzia burchelli, para teor de água (8,20 ± 0,09 % b.s.), cinzas (0,30 ± 0,01 % b.s.) e teor de amido (99,24 ± 0,31 % b.s.) estão de acordo com a Resolução CNNPA nº , para amidos comerciais, que permite 14% de teor de água, máximo de 0,5 % de cinzas e 80 % de amido. ZAVAREZE et al. (2009), em seu trabalho com amido de arroz, encontrou valor de cinzas de 0,32 % b.s., valor esse próximo ao apresentado nesse trabalho. 2

3 O teor de amido, foi superior ao encontrado por SERRANO et al.(2008) em amido extraído da semente de jaca (94,55%). De acordo com SERRANO et al.(2008), esse alto teor de amido encontrado, pode vim a indicar que a semente da S.burchelli possa ser uma fonte amilácea promissora, assim como a semente de jaca. Os teores de lipídeos (0,04 ± 0,02 % b.s.) e proteínas (0,24. ± 0,05 % b.s) encontrados foram baixos. MOURA (2008) cita que é preferível amido com teor de lipídeos abaixo de 1%, pois isso torna o amido mais neutro e menos sujeito a complexações. O valor de fibra foi de 0,03 ± 0,01 % b.s., que de acordo com LEONEL et al. (2003), baixo teor de fibra, indica que o processo de extração e purificação do amido foi adequado. No gráfico do perfil de RVA, nos primeiros 3,1 min., a 75 C os grânulos de amido não sofreram grandes variações e a viscosidade apresentou baixa (68 cp). Após o tempo de formação de pasta, os grânulos começaram a intumescer atingindo a viscosidade de 4457 cp (viscosidade de pico), em 4 min à 86,25 ºC. Em 7,95 min. à 86,35 C, a viscosidade diminuiu para 2396 cp, ocorrendo uma quebra de 2061 cp. Durante o resfriamento houve um aumento de viscosidade, alcançando no final uma viscosidade de 3810,5 cp. OLIVEIRA et al. (2009) encontrou valores de viscosidade para amido de grão de bico iguais à 3312,4 cp, 878,1 cp e 4702,8 cp para pico, quebra e viscosidade final, respectivamente. SANTOS (2009) obteve valores para pico, quebra e viscosidade final de 4461 cp, 923,5 cp e 4438 cp respectivamente, para fruto-do-lobo, indicando um perfil de viscosidade com características desejáveis para a elaboração de filmes biodegradáveis, como boa estabilidade à alta temperatura e estabilidade mecânica. A densidade de amido encontrada para a Swartzia burchelli foi de 6,55 ± 0,28 g/ml, valor bem maior que o encontrado por SILVA e SILVA (2005) em amido de banana-nanica (1,53 ± 0, 0098 g/ml). O amido da Swartzia burchelli não apresentou grandes variações para poder de inchamento e índice de solubilidade até a temperatura de 70 C, começando a variar a partir dessa temperatura. A 100 C o amido da S.burchelli obteve valor médio de poder de inchamento de ± 10,5 g/g e índice de solubilidade de ± 3,1 %. Em amido do fruto - do- lobo foi encontrado valor de poder de inchamento e índice de solubilidade de 8,97 g/g e 6,14% respectivamente, para uma temperatura de 90 C (SANTOS, 2009). Os valores apresentados para solubilidade e permeabilidade variam de acordo com a quantidade de amido (1,44-3,56 %) e glicerol (5,86-34,14 %), misturados na solução filmogênica para obtenção do filme biodegradável. O maior valor de solubilidade em água (23,69±1,39 %) foi obtido para as menores concentrações de amido (1,44%) e glicerol (5,86%) do tratamento T1. Já o maior valor de permeabilidade ao vapor de água (26,17± 2,26 g mm h -1 m -2 kpa -1 ) x 10-5 foi obtido nas maiores concentrações de amido (3,56%) e glicerol (34,14%). Os dados estatísticos mostram que para a Solubilidade em água os resultados obtidos são significativos para amido e não significativos para glicerol, porém a interação entre os dois elementos se mostra significativo ao nível de 5% de probabilidade para teste F e teste dos efeitos, assim a quantidade de glicerol na solução somente fará diferença se misturada ao amido e o amido interfere na solução independentemente do glicerol. O coeficiente de determinação de regressão (R² = 0,907) demonstra que o modelo se ajustou bem aos dados obtidos de solubilidade, pois explica 90,7% da variação de dados. Os coeficientes geraram a seguinte equação para solubilidade: Solubilidade (%) = 33,67-6,42 A - 0,26 G + 0,09 A G 3

4 Para Permeabilidade ao vapor de água os resultados demonstram que tanto amido quanto glicerol são significativos na solução ao nível de 5% de probabilidade para teste F e teste dos efeitos, assim são variáveis que vão interferir na solução de acordo com a quantidade aplicada. O coeficiente de determinação de regressão (R² = 0,872) demonstra que o modelo se ajustou bem aos dados obtidos de permeabilidade, pois explica 87,2% da variação de dados. Os coeficientes de regressão geraram a seguinte equação para permeabilidade: 4 CONCLUSÕES Pva (g mm h -1 m -2 kpa -1 ) = 5,33 + 2,34 A + 0,29 G A extração do amido se mostrou simples e fácil. O amido extraído da semente do fruto da Swartzia burchelli, apresentou baixa porcentagem de outros componentes, mostrando-se limpo e concentrado, o que é desejável nas indústrias. Devido o alto teor de amido (99,24 %) encontrado, a semente do fruto da Swartzia burchelli, pode vim a ser uma fonte potencial de matéria-prima amilácea. As propriedades dos biofilmes foram afetadas pela composição da solução filmogênica, ou seja, a concentração de amido e glicerol. O aumento da concentração de amido da semente do fruto da Swartzia burchelli, na solução filmogênica implicou no aumento da solubilidade em água dos biofilmes. O aumento da concentração do glicerol aumentou os coeficientes de permeabilidade ao vapor d'água. A baixa solubilidade em água é uma indicação de que este filme poderá ser utilizado para vários alimentos, no entanto testes em termos de desempenho e de atendimento à legislação vigente devem ser realizados. AGRADECIMENTOS À Universidade Estadual de Goiás e à Embrapa Agroindústria de Alimentos, pelo apoio na realização das análises e bolsa de iniciação científica; à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (Fapeg), pelo suporte financeiro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSON, R.A.; CONWAY, H.F.; PFEIFER, V.F.; GRIFFIN, L.Jr. Gelatinization of corn grits by roll and extrusion cooking. Cereal Science Today, v. 14, n. 1, p. 4-11, BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Métodos Físico-Químicos para Análise de Alimentos do Instituto Adolfo Lutz. Brasília: Ministério da Saúde, BOX, G.E.P.; HUNTER, W.G.; HUNTER, J.S. Statistics for experimenters: na introduction to design, data analysis, and model building. New York: Wiley and Sons. 1978, 653 p. FAKHOURI, F.M.; FONTES, L.C.B.; GONÇALVES, P.V.M.; MILANEZ, C.R.; STEEL, C.J.; COLLARES-QUEIROZ, F.P. Filmes e coberturas comestíveis compostas à base de amidos nativos e gelatina na conservação e aceitação sensorial de uvas Crimson. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.27, n.2, p , abr.-jun GÁSPAR, M.; BENKÓ, Z., DOGOSSY, G., RÉCZEY, K. & CZIGÁNY, T. Reduzing water absortion in compostable starch-based plastics. Polymer Degradation and Stability, v. 90, p ,

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