EXTRATO DE SEMENTE DE MORINGA COMO CLARIFICANTE DO CALDO DE CANA-DE-AÇÚCAR

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1 EXTRATO DE SEMENTE DE MORINGA COMO CLARIFICANTE DO CALDO DE CANA-DE-AÇÚCAR MORINGA SEED EXTRACT AS SUGARCANE JUICE CLARIFIER Cristhyane Millena de Freita (1) Resumo Gustavo Henrique Gravatim Costa (2) Franciele Quintino Mendes (3) Márcia Rossini Justino Mutton (4) Lidyane Aline de Freita (5) Os tratamentos físico químico do caldo de cana-de-açúcar visam remoção de compostos que interferem negativamente na qualidade e na produção final do açúcar. O objetivo do trabalho foi avaliar o tratamento do caldo de cana aplicando-se diferentes dosagens de extrato de sementes de moringa. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 12 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos foram constituídos por 11 diferentes dosagens do extrato (5, 10, 50, 100, 250, 500, 800, 1000, 1300, 1600 e 2000mg/L) e 1 tratamento Controle. Os auxiliares de sedimentação foram aplicados no decantador, previamente a adição de caldo de cana caleado e aquecido. O tempo de retenção foi de 40 minutos. Neste período, determinou-se a velocidade de sedimentação e volume de lodo formado. A seguir, o caldo clarificado (sobrenadante) foi sifonado, e caracterizado quanto ao Brix, Pol, Pureza, ph, Acidez Total, Compostos Fenólicos Totais e Cinzas Solúveis. Observou-se que a aplicação do auxiliar de sedimentação não interferiu na quantidade de açúcares presentes no caldo, da mesma maneira que todos tratamentos eliminaram quantidades similares de ácidos e compostos fenólicos totais. A dosagem de 500 e 1300mg/L promoveu as maiores Velocidades de Sedimentação e Volume de Lodo. Contudo, quanto maior a dosagem aplicada de extrato, maior foi o teor de Cinzas Solúveis no caldo. Conclui-se que a dosagem de 500mg/L promoveu os melhores índices de clarificação. Palavras-chave: Moringa oleífera Lamarck. Clarificação do caldo. Tratamento do caldo. Abstract The physicochemical treatments of sugar cane juice looks for removal of compounds that interfere negatively in the quality and final production of sugar. The purpose was to evaluate the treatment of sugar cane juice by applying various strengths of moringa seeds extract. The experimental design was completely randomized with twelve treatments and four replications. The treatments consisted of 11 different doses of the extract (5, 10, 50, 100, 250, 500, 800, 1000, 1300, 1600 and 2000mg / L) and one control treatment. The auxiliary sedimentation, prior the addition of the limed juice and sugar were applied to the heated decanter. The retention time was forty minutes. 1 1 Faculdade de Tecnologia Nilo de Stéfani, Jaboticabal (Fatec-JB) SP; 2,3,5 UNESP, Jaboticabal SP; 4Prof.Dra. UNESP Jaboticabal E- mail contato: cristhyanemille@hotmail.com. Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 6, p , Suplemento. 22

2 Next, the clarified broth (supernatant) was siphoned, and characterized as the Brix, Pol, Purity, ph, Total Acidity, Total Phenolic Compounds and Soluble Ash. It was observed that the application of the auxiliary sedimentation did not affect the amount of sugars present in the juice, in the same way that all treatments removed similar amounts of acid and phenolic compounds. The dosage of 500 and 1300mg / L promoted the highest speeds of sedimentation and sludge volume. However, the greater the dose of extract applied, the greater the level of soluble ash in the broth. It is concluded that the dosage of 500mg / L promoted the best rates for clarification. Keywords: Moringa oleifera Lamarck. Juice clarification. Juice treatment. 1 Introdução Atualmente, o açúcar é uma das commodities mais comercializadas no mundo, com produção estimada em 180 milhões de toneladas em Neste cenário o Brasil destaca-se como o maior produtor e exportador de açúcar, sendo responsável por aproximadamente 23% do mercado mundial (ILLOVO, 2014). Tal produção está vinculada ao fato desta commodity ser amplamente utilizada na produção de refrigerantes, bebidas lácteas, balas e chocolates, produtos químicos e farmacêuticos, biscoitos, refrescos, sucos e chás, entre outros. Considerando-se as utilizações do açúcar, verifica-se que este deve apresentar parâmetros mínimos de qualidade, estipulados pela legislação vigente, tais como teores de sacarose, cor, amido, dextrana, cinzas, umidade, micro-organismos, compostos orgânicos e inorgânicos (OLIVEIRA et al., 2007). Deve-se ressaltar que estes parâmetros de qualidade estão diretamente relacionados com a etapa de tratamentos físico-químicos do caldo de cana, as quais visam remover compostos que interferem negativamente sobre a qualidade dos cristais produzidos. Neste processo, o caldo é peneirado, desaerado, sulfitado (quando objetiva-se produzir açúcar cristal branco), ocorrendo alterações de temperatura e ph, consequentemente coagulando as impurezas, que são removidas através de precipitação em um decantador, onde o caldo tratado permanece em repouso por 1-3 horas (ALBUQUERQUE, 2011). Para acelerar a velocidade de sedimentação destas partículas, são adicionados polieletrólitos sintéticos que agrupam os coágulos formados em flocos de peso e densidade maiores. Entretanto, este insumo é constituído por acrilamida, molécula que apresenta ações cancerígenas e neurotóxicas ao ser humano (OMS, 2002). Sob esta ótica, buscando obter resultados através dos ganhos de qualidade, os produtos naturais apresentam-se como alternativa importante que poderão viabilizar o processo produtivo. Dentre os produtos naturais, destacam-se os extraídos de plantas, como a semente de moringa (Moringa oleífera Lamarck), que é amplamente utilizada como floculante no Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 6, p , Suplemento. 23

3 tratamento de água para o consumo humano, devido a presença de uma proteína (MO2.1) que apresenta características coagulantes (GASSENSCHMIDT et al, 1995). Neste contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a clarificação do caldo de cana aplicando-se diferentes dosagens de extrato de sementes de moringa. 2 Material e Métodos O experimento foi realizado no Laboratório de Tecnologia do Açúcar e do Álcool, na FCAV/UNESP, Jaboticabal-SP. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 12 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos foram constituídos por 11 dosagens de extrato de sementes de moringa (ESM) (5, 10, 50, 100, 250, 500, 800, 1000, 1300, 1600 e 2000mg/L) aplicados diretamente no decantador como auxiliar de sedimentação; e um tratamento controle. Utilizou-se caldo extraído da variedade RB855536, obtida de unidade industrial da região de Jaboticabal-SP. O caldo foi padronizado á 16º Brix, peneirado, caleado (através da adição de leite de cal 6 Bé até ajuste de ph para 7,0-7,2), e aquecimento até ebulição. O caldo aquecido foi disposto em decantador de capacidade de 1,0L, em sistema aquecido por lâmpadas, onde permaneceu em repouso por 40 minutos. Deve-se ressaltar que as diferentes doses de ESM foram adicionadas no decantador previamente a adição do caldo. Após tempo de retenção, realizou-se processo de sifonação, para obtenção do caldo clarificado. Durante a etapa de tratamento de caldo, avaliou-se a velocidade de sedimentação das impurezas e o volume de lodo formado ao final do tempo de retenção (CTC, 2005). Os caldos extraído e clarificado foram caracterizados quanto ao Brix, Pol, Pureza, ph, Acidez Total (AT), Cinzas Solúveis (CS), Turbidez (CTC, 2005) e Compostos Fenólicos Totais (CFT). A partir destes resultados, foi possível determinar a porcentagem de AT, CS, CFT e Turbidez removidos. Deve-se destacar que para preparo do ESM, realizou-se coleta de sementes de moringa em planta adulta cultivada no Horto Florestal na FCAV/UNESP, no mês de Julho de Após a coleta, o princípio ativo das sementes foram obtidos através de metodologia descrita por Okuda et al. (2001), utilizando-se solução de cloreto de potássio 1M como agente extrator. Os resultado obtidos foram submetidos a análise de variância pelo teste F, e as médias comparadas segundo teste de Tukey (5%), utilizando o programa ASSISTAT versão 7.7 beta. 3 Resultados e Discussão Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 6, p , Suplemento. 24

4 O caldo extraído apresentava 23,2 Brix, ph 5,0, 19,5% de Pol, 85% Pureza, At de 0,78g/L H 2 SO 4, Turbidez 649 NTU e CS de 0,57%. Tais resultados são indicativos de que a variedade utilizada estava em sua condição adequada de industrialização, pois condizem com as recomendações de Ripoli e Ripoli (2009). Na tabela 1 estão apresentados os resultados obtidos para Velocidade de Sedimentação, Volume de Lodo, ph e Porcentagem de CS removido. Observou-se que a utilização das dosagens de 500 e 1000mg/L de ESM promoveram as maiores velocidades de sedimentação em relação aos demais tratamentos. Esses valores foram superiores aos observados por Teixeira (2013), que utilizando ESM a base de KCl 1M como auxiliar de sedimentação em caldo de cana, obteve valores de 0,19cm/min. Considerando-se o volume de lodo formado, verificou-se que maiores concentrações de ESM, promoveram maiores valores deste parâmetro. Esses resultados são inferiores aos determinados por Costa (2013) e Teixeira (2013) que obtiveram para as maiores dosagens valores próximos a 240mL. Este fato é interessante, pois maiores volumes de lodo requerem maior tempo de filtração e, consequentemente, maior superfície dos filtros rotativos (ALBUQUERQUE, 2011). Para os resultados de remoções de CS, observou-se que a partir da dosagem de 100mg/L, houve acréscimo de compostos condutores de condutividade ao caldo, com resultados mais pronunciados para a dose de 250mg/L. Estes resultados são provavelmente decorrente do resíduo de potássio no caldo advindo dos ESM, uma vez que o método detecta principalmente potássio e cálcio. Contudo, deve-se destacar que estes sais podem ficar inclusos nos cristais de açúcar, aumentando o tempo de filtrabilidade, quando submetidos a filtração em membranas (OLIVEIRA et al., 2007). Tabela 1 Velocidade de Sedimentação, Volume de Lodo, ph e Cinzas Solúveis (CS) Removido do caldo de cana clarificado com diferentes dosagens do ESM. Jaboticabal-SP. Safra 2014/2015. Dosagem Velocidade Sedimentação Volume Lodo ph CS% (mg/l) (cm/min) (ml) Controle 0,30 B 87 CD 6,2 A 14,3 5 0,41 B 75 D 6,1 A 13,4 10 0,41 B 70 D 6,1 A 11,6 50 0,40 B 82 D 6,1 A 0, ,40 B 80 D 6,2 A +8, ,38 B 82 D 6,2 A +37, ,16 A 100 CD 5,9 B 6, ,36 B 115 BCD 5,9 B +0, ,00 A 115 BCD 5,8 B +5, ,65 AB 132 BC 5,9 B +11,5 Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 6, p , Suplemento. 25

5 1600 0,25 B 152 AB 5,9 B +12, ,20 B 192 A 5,8 B +25,3 Teste F 7,08** 14,84** 14,05** - DMS 0,55 47,14 0,20 - CV 45,14 17,85 1,41 - Resultados repetidos de letras iguais, dentro do mesmo fator, não diferem entre si pelo Teste de Tukey (p 0,05). ** Significativo ao nível de 1% de probabilidade. ns= não significativo. DMS = Desvio Mínimo Significativo. CV = Coeficiente de Variação. = Não aplicou-se análise de variância, pois houve acréscimo (+) de CS. Avaliando-se o caldo clarificado, pode-se observar que a aplicação de diferentes dosagens de ESM não influenciou sobre a quantidade de Brix, Pol e Pureza, que obtiveram valores de 16,9 a 17,1, 14,1 a 14,7 e 84 a 87% respectivamente. Tais resultados são desejáveis, uma vez que o tratamento de caldo não (ALBUQUERQUE, 2011). deve remover açúcares Analisando-se a porcentagem de Turbidez, CFT e AS removidos, determinou-se que independentemente da dose de ESM utilizado, houveram remoções similares destes compostos (75-90% de Turbidez, 58-70% de CFT e 45-54% de AT). Desta maneira pode-se inferir, que o simples processo de calear e aquecer o caldo, promove remoções significativas de ácidos e fenólicos. Entretanto, deve-se destacar que os índices de remoção de compostos CFT foram maiores aos obtidos por Costa (2013), que utilizando ESM com água como agente extrativo, determinou índices de remoção de 40,9%. Os compostos fenólicos são indesejáveis ao processo, pois reagem com moléculas de ferro e oxigênio, formando compostos de açúcar de elevada cor (ALBUQUERQUE, 2011). 4 Conclusão A dosagem de 500mg/L foi a mais eficaz para clarificação do caldo. A clarificação do caldo não remove açúcares, e elimina ácidos e compostos fenólicos, independentemente da aplicação de auxiliar de sedimentação. Referências ALBUQUERQUE, L. M. Processo de Fabricação de Açúcar. UFPE. 2ª Edição. Recife, COSTA, G. H. G. Emprego do extrato de moringa (Moringa Oleífera Lamarck) na clarificação do caldo de cana para produção de açúcar f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agropecuária) Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias UNESP Jaboticabal CTC - Centro de Tecnologia Canavieira. Manual de métodos de análises para açúcar. Piracicaba: Centro de Tecnologia Canavieira, Disponível em CD-ROM. GASSENSCHMIDT, U.; JANY, K. D.; TAUSCHER, B.; NIEBERGALL, H. Isolation and characterization of a flocculating protein from Moringa oleifera Lam. Biochimica et Biophysica Acta, v. 1243, n. 3, pg Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 6, p , Suplemento. 26

6 ILLOVO. International Sugar Statistics. Disponível em Acesso em: 07 fev OKUDA, T.; BAES, A.U.; NISHIJIMA, W.; OKADA, M. Coagulation mechanism of salt solutionextracted active component in Moringa oleifera seeds. Water Research, v. 35, n.3, OLIVEIRA, D. T.; ESQUIAVETO, M. M. M.; SILVA JUNIOR, J.F. Impacto dos itens da especificação do açúcar na indústria alimentícia. Food Science Technology, v.27, p , OMS Organização Mundial da Saúde. Consecuencias sanitarias de las presencia de acrilamida en los alimentos. Genebra: OMS, RIPOLI, T. C. C; RIPOLI, M. L. C. Biomassa de cana-de-açúcar: colheita, energia e ambiente. 2ª Edição. Piracicaba: Barros & Marques Editoração Eletrônica, p. TEIXEIRA, V. Extratos de semente de Moringa (Moringa Oleifera Lam) como floculante na clarificação do caldo de cana-de-açúcar Monografia (Graduação em Tecnologia em Biocombustíveis) Faculdade de Tecnologia de Jaboticabal, Jaboticabal-SP, Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 6, p , Suplemento. 27