AVALIAÇÃO COLORIMÉTRICA DE GOMAS XANTANAS PRODUZIDAS UTILIZANDO SORO DE LEITE

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1 AVALIAÇÃO COLORIMÉTRICA DE GOMAS XANTANAS PRODUZIDAS UTILIZANDO SORO DE LEITE P.L. Sequetto 1 ; C.B. Silveira 2 ; L.C.C. Silva 3 ; H.M. Húngaro 4 ; M.P. Rodarte 5 1- Departamento de Farmácia - Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Avançado Governador Valadares, CEP: Governador Valadares - MG - Brasil, Telefone: (33) (priscila.sequetto@ufjf.edu.br). 2- Departamento de Ciências Farmacêuticas - Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Juiz de Fora, CEP: Juiz de Fora - MG - Brasil, Telefone: (32) (cbs_carol@hotmail.com). 3- Departamento de Ciências Farmacêuticas - Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Juiz de Fora, CEP: Juiz de Fora - MG - Brasil, Telefone: (32) (louise.silva@ufjf.edu.br). 4- Departamento de Ciências Farmacêuticas - Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Juiz de Fora, CEP: Juiz de Fora - MG - Brasil, Telefone: (32) (humbertomoreira.hungaro@ufjf.edu.br). 5- Departamento de Ciências Farmacêuticas - Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Juiz de Fora, CEP: Juiz de Fora - MG - Brasil, Telefone: (32) (mirianpereira.rodarte@ufjf.edu.br). RESUMO - Goma xantana é um biopolímero muito empregado na indústria de alimentos e em outros segmentos industriais. Apresenta importantes características reológicas, sendo utilizada como espessante, estabilizante de emulsões e gelificante. Esse biopolímero é sintetizado por estirpes de Xanthomonas campestris em processos fermentativos. Dentre os diferentes substratos, o soro de leite apresenta-se como uma boa alternativa, contribuindo para a redução dos custos de produção do polímero e diminuindo o impacto ambiental gerado pelo seu descarte. O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização de gomas xantana produzidas por diferentes estirpes de X. campestris a partir do soro de leite e compará-las com amostras comerciais. Os perfis colorimétricos foram determinados utilizando o sistema CIE L*a*b*. As colorações das amostras experimentais e comerciais diferenciaram em todos os parâmetros avaliados. As amostras experimentais apresentaram diferenças na avaliação colorimétrica, no entanto não diferiram na luminosidade, sendo o mesmo comportamento observado para as amostras comerciais. PALAVRAS-CHAVE: colorimetria; soro de leite; goma xantana; Xanthomonas campestris. 1. INTRODUÇÃO Goma xantana é um biopolímero natural de alto peso molecular, sintetizado por meio de processo fermentativo aeróbico, empregando bactérias do gênero Xanthomonas, sendo a espécie X. campestris a mais utilizada para sua produção. Este biopolímero destaca-se pela capacidade de alterar as propriedades básicas da água, como espessante, estabilizante de emulsões e suspensões (Menezes, 2013; Nery et al., 2008). Além disso, apresenta propriedade pseudoplástica, alta viscosidade em baixas concentrações, estabilidade em uma ampla faixa de ph e temperatura e estabilidade na presença de sais. Devido a essas características reológicas, a goma xantana tem sido bastante empregada, principalmente nas indústrias alimentícia e farmacêutica (Menezes et al., 2012; Nery et al., 2008). Na indústria de alimentos, possui função importante no controle da textura e estabilidade dos alimentos, contribuindo para uma melhor aceitação do produto pelo consumidor (Menezes et al., 2012; Rosalam et al., 2006). Na indústria farmacêutica, é utilizada em xaropes, cremes, emulsões ou

2 suspensões, impedindo a separação de ingredientes não solúveis. Também possui importante função em cremes dentais e xampus, proporcionando uniformidade, fazendo com que o aspecto fique mais liso e com uma melhor viscosidade (Menezes et al., 2012; Palaniraj et al., 2011). No Brasil, toda a goma xantana consumida é importada, portanto, a utilização de resíduos agroindustriais altamente produzidos no país, como o soro do leite, torna-se uma alternativa econômica para a produção deste ingrediente. Devido aos nutrientes presentes no soro do leite e por este ser economicamente viável, alguns estudos foram realizados a fim de avaliar seu potencial ao ser empregado em processos fermentativos para a produção de goma xantana (Machado et al., 2012; Nery et al., 2008). Embora já tenha sido relatada a utilização do soro do leite para a produção de goma xantana, existem poucos estudos sobre a caracterização do polissacarídeo obtido (Machado et al., 2012). Os processos aplicados na produção de goma xantana podem influenciar na sua estrutura química e coloração, refletindo, assim, em suas propriedades reológicas e na aceitação de mercado. A colorimetria pode ser utilizada nos processos produtivos a fim de melhorar a qualidade dos produtos e atender às exigências crescentes dos consumidores, tornado a análise da cor uma característica fundamental para o desenvolvimento e controle de qualidade de vários produtos (Ribeiro, 2006; Silva, 2006). A maioria dos estudos destaca uma dependência entre estirpes de X. campestris e o rendimento e propriedades da goma xantana. A seleção de estirpes deve ser o primeiro passo para a realização de um processo específico de produção de goma xantana (Luvielmo et al., 2009; Rottava, 2005; Borges, 2004). A cor é um atributo de importância fundamental na avaliação da qualidade de produtos utilizados na indústria de alimentos, sendo uma característica decisiva na escolha e aceitação do produto. A colorimetria é empregada como uma ferramenta no controle de qualidade, otimizando assim os processos de produção de alimentos (Silva, 2006). Considerando a importância de goma xantana para o setor industrial e a necessidade de ampliação dos estudos sobre sua caracterização quando obtida a partir de resíduos agroindustriais, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a coloração da goma xantana obtida a partir do soro do leite empregando diferentes estirpes de X. campestris e compará-las a amostras de comerciais. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Processo fermentativo para a produção da goma xantana Neste trabalho foram analisadas gomas xantanas obtidas por meio de fermentação, empregando quatro estirpes de X. campestris: X. campestris pv. manihotis n 1182, X. campestris pv. campestris n 1866, X. campestris pv. mangiferaindicae n 1230, oriundas da Coleção de Culturas de Fitobactérias do Instituto Biológico IBSBF de Campinas/SP e X. campestris pv. pruni n 2414 da Coleção de Culturas da Embrapa Clima Temperado ECT de Pelotas/RS, utilizando o soro do leite como substrato. O soro de leite foi submetido ao processo de esterilização, empregando vapor úmido a 121 C por 15 minutos. A produção de goma xantana foi realizada em triplicata, onde as amostras foram incubadas por 72 h/30 C/150 rpm. A precipitação foi realizada a partir da adição de álcool etílico 92 GL na proporção de três partes de álcool para um de caldo fermentado. A goma xantana precipitada foi recuperada por filtração à vácuo e seca em estufa a 60 C por 12 h. As amostras de goma xantana foram trituradas em gral e padronizadas em tamis 500 µm e malha 35 mesh. Foram

3 utilizadas amostras de gomas xantanas comerciais de três marcas distintas obtidas em diferentes lojas especializadas do setor alimentício Avaliação colorimétrica das gomas xantanas Para a obtenção do perfil colorimétrico das gomas xantanas experimentais e comerciais, foi utilizado o colorímetro da marca Chroma Meter, obtendo, assim, a leitura direta da reflectância das coordenadas L*, a*, b* e o cálculo h e C, empregando o sistema CIEL*a*b*. A avaliação foi realizada em triplicata, com homogeneização das amostras no intervalo de cada medida. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO O perfil colorimétrico de gomas xantanas de diferentes estirpes de X. campestris obtidas a partir do soro de leite apresentou diferença significativa (p<0,05) quando comparado às gomas xantanas comerciais para todos os parâmetros colorimétricos L*, C, h, a* e b* avaliados (Tabela 1). Tabela 1 Valores médios dos parâmetros colorimétricos referentes às amostras de xantanas experimentais e comerciais. Amostras L* C h a* b* ,981 b 28,958 cd 74,118 c 7,9733 b 27,825 cd ,312 b 24,361 c 75,217 cd 6,347 b 23,547 c ,098 b 31,565 d 78,730 d 6,165 b 30,955 d ,791 b 30,585 d 75,292 cd 7,792 b 29,570 d Comercial A 93,006 a 11,526 ab 88,400 a 0,320 a 11,523 a Comercial B 94,706 a 8,786 a 92,353 b -0,360 a 8,776 a Comercial C 87,180 a 17,410 b 86,126 a 1,173 a 17,373 b Médias seguidas de letras iguais na coluna não diferem entre si, a 5% de significância pelo teste de Tukey. L*: luminosidade; C: índice de saturação; h: ângulo de tonalidade; a*: coordenada a* (verde/vermelho) e b*: coordenada b* (azul/amarelo). O código das amostras corresponde ao tipo de estirpe de X. campestris utilizada na produção. Os valores de luminosidade das amostras de xantanas experimentais foram mais elevados em comparação com os das xantanas comerciais, consequentemente são mais escuras. Não se observou diferença significativa das amostras dentro dos grupos de xantanas experimentais e comerciais. As diferentes estirpes de X. campestris produziram goma xantana com a mesma luminosidade. As amostras experimentais apresentaram maior índice de saturação quando comparadas às comerciais. Entre as amostras experimentais a estirpe de X. campestris 1182 apresentou diferença significativa (p<0,05) com as estirpes de X. campestris 1866 e 2414 para o índice de saturação. Entre as estirpes de X. campestris 1230, 1866 e 2414 não houve diferença significativa. A amostra comercial B apresentou diferença significativa (p<0,05) quando comparada à amostra C, demonstrando que também houve variação entre amostras comerciais para o índice de saturação. Em relação ao ângulo de tonalidade houve diferença significativa (p<0,05) entre amostras experimentais e comerciais. As amostras experimentais apresentaram diferença significativa (p<0,05) com as estirpes de X. campestris 1866 e As amostras comerciais também apresentaram diferença significativa (p<0,05) entre si, sendo que a amostra B diferenciou-se da A e C.

4 Ao comparar as gomas xantanas pela coordenada a*, que varia do verde ao vermelho, houve diferença significativa (p<0,05) entre as amostras experimentais e comerciais. Não se observou diferença significativa entre as amostras experimentais nem entre as amostras comerciais. Para a coordenada b*, que varia do azul ao amarelo, observou-se diferença significativa (p<0,05) entre amostras experimentais e comerciais. Entre as amostras experimentais, a goma produzida pela estirpe de X.campestris 1182 apresentou diferença significativa (p<0,05) em comparação com a da estirpe de X.campestris 1866 e Diferenças significativas (p<0,05) considerando este parâmetro também estão presentes entre gomas xantanas comerciais, a amostra C apresentou valor significativamente diferente das amostras A e B. Desta forma pode-se dizer que os valores das coordenadas a e b foram mais altos para as amostras experimentais quando comparadas às comerciais, tendendo respectivamente ao vermelho e amarelo. O processo fermentativo bem como as condições de secagem podem influenciar na coloração da goma xantana. Além disso, o substrato pode influenciar a cor de goma xantana, consequentemente gerando produtos com colorações diferentes. A coloração de gomas xantanas produzidas a partir de substratos diferentes pode apresentar variações, como por exemplo, coloração mais clara para sacarose e escura para soro de mandioca (Brandão et al., 2010). A adição de álcool ou acetona ao caldo fermentado retiram impurezas como componentes coloridos, e o aumento do número de lavagens com estes solventes durante a etapa de purificação pode ser uma solução para o problema (Luvielmo et al., 2009). O pigmento conhecido como xantomonadina pode influenciar na coloração final de goma xantana e sua formação varia de acordo com a estirpe de X. campestris utilizada no processo fermentativo. A seleção de estirpes de X. campestris é necessária para estabelecer não somente o rendimento, mas também a cor da goma xantana (Faria, 2009). A goma xantana produzida pela estirpe X. campestris pv. manihotis n 1182 apresentou maior luminosidade e menor índice de saturação dentre as amostras experimentais, apresentando assim maior similaridade com as amostras comerciais em relação aos parâmetros colorimétricos. 4. CONCLUSÕES As colorações das amostras experimentais e comerciais diferenciaram-se tanto pela avaliação visual e quanto pela colorimetria. Houve diferença significativa (p<0,05) em todos os parâmetros colorimétricos avaliados. As amostras de gomas xantanas experimentais apresentaram diferenças na avaliação colorimétrica, no entanto as amostras não diferiram entre si na luminosidade, sendo o mesmo comportamento observado para as amostras comerciais. A utilização de resíduos agroindustriais contribui para a redução dos custos de produção, no entanto deve-se avaliar a variação colorimétrica das gomas obtidas nesses processos fermentativos, a fim de obter produtos com potencial de comercialização que atendam as exigências do mercado consumidor. 5. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à FAPEMIG (APQ ) pelo suporte financeiro. 6. REFERÊNCIAS

5 Brandão, L. V., Esperidião, M. C. A., Druzian, J. I. (2010). Utilização do soro de mandioca como substrato fermentativo para a biosíntese de goma xantana: viscosidade aparente e produção. Polímeros. 20 (3), Borges, C. D. (2004). Caracterização da goma xantana em função da cepa de Xanthomonas campestris pv pruni e das condições operacionais. (MScThesis). Universidade Federal de Pelotas, Pelotas. Faria, S. (2009). Otimização da produção e caracterização da goma xantana empregando caldo de cana. (MScThesis). Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. Gomes, J. F. S. (2013). Padronização de metodologia para caracterização de cor por imagem aplicada à seleção de frutas. (MScThesis). Universidade Federal Fluminense, Niterói. Luvielmo M. M., Scamparini, A. R. P. (2009). Goma Xantana: produção, recuperação, propriedades e aplicação. Estudos tecnológicos, 5(1), Machado, B. A. S., Reis, J. H. O., Figueiredo, T. V. B., Druzian. J. I. (2012). Technology mapping of xanthan gum wuith a focus on paten applications filed worldwide from 1970 to Revista GEINTEC, 2 (2), Menezes, J. D. S., Druzian, J. I., Padilha, F. F., Souza, R. R. (2012). Produção biotecnológica de goma xantana em alguns resíduos agroindustriais, caracterização e aplicações. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 8 (8), Nery, T. B. R., Brandão, L. V., Esperidião, M. C. A., Druzian, J. I. (2008). Biossíntese de goma xantana a partir da fermentação de soro de leite: rendimentos e viscosidade. Química Nova, 31 (8), Palaniraj, A., Jayaraman, V. (2011). Production, recovery and applications of xanthan gum by Xanthomonas campestris. Journal of Food Engineering, 106, Ribeiro, D. M. (2006). Evolução das propriedades físicas, reológicas e químicas durante o amadurecimento da banana prata-anã. (MScThesis). Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Rosalam, S., England, R. (2006). Review of xanthan gum production from unmodified starches by Xanthomonas campestris sp. Enzymeand Microbial Technology 39 (2), Rottava, I. (2005) Seleção de linhagens de Xanthomonas sp para produção de goma xantana. (MScThesis).Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões, Erechim.