EXTRAÇÃO DE ANTOCIANINAS DA CASCA DE BERINJELA (Solanum melongena) DESIDRATADA OSMOTICAMENTE E LIOFILIZADA

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1 EXTRAÇÃO DE ANTOCIANINAS DA CASCA DE BERINJELA (Solanum melongena) DESIDRATADA OSMOTICAMENTE E LIOFILIZADA F.L. Gonçalves 1, L. Diettrich 1, C.F. Gonçalves 1, E.G. de Oliveira 1 1-Instituto de Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade Federal do Rio Grande do Sul CEP: Porto Alegre RS Brasil, Telefone: 55 (51) Fax: 55 (51) (elizangela.oliveira@ufrgs.br) RESUMO O trabalho teve como objetivo a utilização da tecnologia combinada de desidratação osmótica e liofilização para realizar a extração de antocianinas da casca de berinjela, além de análise de umidade e colorimétrica. Os conteúdos de antocianinas variaram entre 38,77 mg/100g e 24,11 mg/100g de casca de berinjela, sendo o resultado maior para a amostra in natura e o menor para amostra tratada osmoticamente com solução de sacarose (45 % m/v). Desta forma, verificou-se que os tratamentos com desidratação osmótica causaram maiores perdas no conteúdo de antocianinas. A melhor condição para extração de antocianinas com potencial aplicação como corante natural foi a amostra liofilizada e sem tratamento que resultou em 4 % de umidade (b.u.) e 3 % de perda de antocianinas comparada com a amostra in natura. ABSTRACT The study aimed to use the combined technology of osmotic dehydration and lyophilization to perform the anthocyanin extraction eggplant skin, as well as moisture analysis and colorimetric. The anthocyanin content ranged from mg/100g and mg/100g eggplant skin, being the highest value for the sample in nature and the lowest for sample treated osmotically with sucrose solution (45 % w /v). Thus, it was found that the treatment with osmotic dehydration caused greater loss in the content of anthocyanins. The best condition for extraction of anthocyanins with potential application as a natural dye was lyophilized sample without treatment resulted in a 4 % moisture (b.u.) and 3 % loss of anthocyanin compared with the sample in nature. PALAVRAS-CHAVE: desidratação osmótica, extração de antocianinas, casca de berinjela, liofilização. KEYWORDS: osmotic dehydration, anthocyanin extraction, eggplant skin, lyophilization. 1. INTRODUÇÃO Dentre os corantes naturais, as antocianinas são muito importantes. Seu espectro de cor vai do vermelho ao azul, apresentando-se também como uma mistura de ambas as cores, resultando em tons de púrpura. Muitas frutas, hortaliças, folhas e flores devem sua atrativa coloração a esses pigmentos que se encontram dispersas nos vacúolos celulares (Degáspari & Waszczynskyj, 2004). O interesse e o sucesso da aplicação de antocianinas como corante natural estão no fato de que proporcionam uma excelente cor vermelho brilhante em produtos ácidos como refrigerantes, conservas, geleias e doces e

2 que podem ser usadas como substituto vegetariano para o carmim de cochonilha em produtos com baixo ph (Downham & Collins, 2000). A berinjela (Solanum melongena L.) é uma planta pertencente à família das solanáceas, que apresenta propriedades medicinais e quantidades significativas de vitaminas e minerais. A coloração arroxeada de sua casca deve-se à grande quantidade de flavonoides que possuem propriedades antioxidantes (Santos et al., 2014). A retirada de água de alimentos é parte integrante do processamento de diversos tipos de alimentos. Podem-se citar como principais objetivos dessa desidratação o prolongamento da vida de prateleira, devido à diminuição da atividade de água que resulta em menor atividade de microrganismos, redução de volume e peso, o que acarreta maior facilidade de transporte e armazenamento (Pinheiro et al., 2014). Por isso, faz-se necessária a utilização de métodos, ou combinação destes, a fim de que o alimento se torne estável à deterioração química e microbiana (Alves, 2003). A desidratação osmótica consiste na remoção de água dos alimentos, por imersão destes em uma solução hipertônica de um ou mais solutos por certo tempo e temperatura (Queiroga, 2012). Este processo não fornece um produto com umidade baixa o suficiente para ser considerada estável em prateleira a temperatura ambiente. Por isso, é usada como uma etapa anterior ao processo de liofilização, secagem a ar quente e micro-ondas (Mastrangelo et al., 2000). A liofilização constitui um processo de desidratação em que a água do produto submetida ao prévio congelamento passa diretamente do estado sólido para o gasoso (sublimação). Para que isso ocorra, é necessário que a pressão de vapor e a temperatura da camada de gelo sublimável estejam abaixo do ponto tríplice da água (Bortolatto & Lora, 2011). O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência da desidratação osmótica, de três soluções diferentes seguida de liofilização, no conteúdo total de antocianinas. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Desidratação Osmótica As berinjelas foram adquiridas no comércio local do município de Porto Alegre. Os vegetais foram selecionados por meio de avaliação visual, considerando sua coloração, firmeza e estado de maturação. O descasque foi feito de forma a manter as tiras com uma espessura padrão de aproximadamente 1mm. Os tratamentos aplicados na desidratação osmótica seguem as melhores condições obtidas por Fernandes (2012), as quais foram: concentração de sacarose de 45 % (m/v) e 7,5 % (m/v) de cloreto de sódio. O terceiro tratamento foi na proporção 1:1 das soluções de sacarose e cloreto de sódio. Foram pesadas 100 g de cascas de berinjela para cada tratamento e mantidas sob imersão por 2 h a temperatura de 50 ºC. 2.2 Liofilização Após desidratação osmótica, as amostras foram drenadas e submetidas a liofilização (Edwards do Brasil) por período de 48 h até total desidratação. 2.3 Análise de Umidade As amostras in natura, com os tratamentos de desidratação osmótica e liofilizadas sem desidratação osmótica (controle) foram submetidas análise de umidade. O teor de umidade (b.u.) das cascas de berinjela foi determinado utilizando estufa com circulação de ar a 105 ºC por 24 h (AOAC, 1995).

3 2.4 Quantificação de Antocianinas Após foi realizada a determinação de antocianinas totais segundo o método de Fuleki e Francis (1968), com adaptações. Pesou-se 1 g de amostra e foi mantido em repouso por 1 h com 25 ml de etanol acidificado (para fazer esta solução foi utilizado etanol PA e adicionado ácido clorídrico até ph 1,0), homogeneizando-se a amostra a cada 5 min. O resíduo foi filtrado e aferiu-se o volume de 50 ml com etanol. A leitura foi realizada em espectrofotômetro a 520 nm. As amostras foram mantidas ao abrigo da luz e do calor durante o processo de extração, evitando possíveis perdas dos compostos antociânicos. De acordo com Teixeira et al. (2008), o cálculo do teor de Antocianinas Totais (AntTotal) por 100 gramas da fração avaliada (Equação 1): AntTotal = AxV E1x1000 1% x V E2 (1) m xe 1cm V alíq em que: A é a absorbância (520 nm), V E1 é o volume total do extrato concentrado em 50 ml, m é a massa 1% da amostra (g), 1000 é o fator de correção (100 g de amostra) e E 1cm é o coeficiente de extinção (982 para mg cianidina-3-glicosídio), V alíq é o volume da alíquota do extrato a ser diluída para fazer o extrato secundário, V E2, volume total do extrato diluído em ml. 2.5 Análise Colorimétrica A coloração das cascas de berinjela in natura, controle e submetidas a desidratação osmótica foram determinadas por colorimetria em Colorímetro (Minolta CR-400, Sensing, Japão), com leitura direta dos valores de L* (luminosidade), a* (contribuição do vermelho) e b* (contribuição do amarelo). Os índices de tonalidade (H*) e saturação (C*) foram calculados a partir dos valores de a* e b*, conforme as Equações 2 e 3, respectivamente. Para efetuar a leitura foi utilizado fundo branco em cerâmica fornecido pelo próprio fabricante do equipamento. H = tan 1 ( b a ) (2) C = (a ) 2 + (b ) 2 (3) 2.6 Análise Estatística As amostras foram analisadas em duplicata e avaliadas por análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey em nível de 95 % de confiança. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO As umidades das amostras apresentadas na Tabela 1 foram realizadas a fim de verificar a influência da desidratação osmótica sobre a umidade final. As cascas de berinjela in natura apresentaram umidade de aproximadamente 90,14 ± 0,57 % (b.u.). Após a etapa de liofilização observou-se que as

4 amostras submetidas aos tratamentos de desidratação osmótica com sacarose (45 %, m/v) e a solução de proporção 1:1 (sacarose:nacl) resultaram nos menores valores de umidade final, diferindo significativamente dos demais tratamentos (p <0,05). No estudo de desidratação osmótica de casca de berinjela seguido de secagem convectiva de Fernandes (2012), foi verificado uma umidade em base úmida de 3,20 %. No presente trabalho, verificamos que as umidades encontradas para as amostras desidratadas osmoticamente seguidas de liofilização foram todas inferiores a 3,20 % em base úmida. Portanto, podemos concluir que o processo de liofilização é mais eficiente no quesito diminuição da atividade de água da casca de berinjela do que a secagem convectiva. Tabela 1 Umidade (%, b.u.) e antocianinas totais das cascas de berinjela. Amostra Umidade (%) Antocianinas totais Redução de (mg/100g) antocianinas totais (%) In natura 90,14 ± 0,57ª 38,77±0,38ª - Controle 4,33 ± 0,35 b 37,68±0,07ª 3 (45 % sacarose) 2,10 ±0,09 c 24,11±0,08 c 38 (7,5 % NaCl) 2,91 ± 0,07 b,c 25,46±0,10 b 34 proporção (1:1) 2,53 ± 0,10 c 25,74±0,18 b 34 *Letras diferentes indicam que há diferença entre as médias pelo Teste de Tukey em nível de significância de 5 %. Fonte: O Autor, Os valores obtidos na extração de antocianinas variaram de 24,11 a 38,77 mg/100 g de amostra (Tabela 1). Mallmann (2011) em estudo sobre extração de antocianinas de casca de berinjela, obteve quantificação de 36,70 mg/100 g de amostra e concluiu que o volume de solvente, número de extrações e tempo de extração afetam significativamente a quantificação de antocianinas. Este resultado é semelhante ao encontrado para a casca de berinjela in natura no presente estudo. Freitas et al. (2014), em avaliação de desidratação de butiá in natura sob o processo de liofilização, obtiveram resultados satisfatórios. Para o butiá in natura foi encontrada uma quantidade de antocianinas totais de 27,30 mg/100g e para o butiá liofilizado foi encontrada a quantidade de 27,18 mg/100 g, correspondendo a uma perda de apenas 0,5 % dos compostos antociânicos no processo de desidratação. Conforme dados apresentados na Tabela 2, o valor do componente cromático a* aumentou nas amostras que passaram pelo tratamento osmótico, ou seja, a cor púrpura original da casca da berinjela se degradou, fazendo com que as cascas tendessem ao vermelho. Podemos concluir que as amostras que foram submetidas a tratamento osmótico e liofilização tiveram alteração de cor, tendendo ao amarelo e o vermelho. Em contrapartida, a amostra que foi submetida apenas ao processo de liofilização teve sua cor alterada com tendência ao azul, intensificando sua cor púrpura original. O valor da coordenada H* aumentou nas amostras que submetidas a desidratação osmótica, o que significa que a cor das cascas mudou de azulado para avermelhado na direção horária do espaço de cores polar L*C*H*. Esta variação de cor também foi denotada pelo aumento no valor da coordenada a* das cascas. Tabela 2 Análise colorimétrica das cascas de berinjela. Amostra Coordenadas de cor L* a* b* H* C* In natura 26,68±0,36 4,38±0,16 0,15±0,02 0,03±0,00 4,38±0,16 Controle 32,89±0,42 4,19±0,03-2,29±0,09-0,46±0,02 4,68±0,06

5 (45 % sacarose) (7,5 % NaCl) proporção (1:1) Fonte: O Autor, ,81±0,03 6,00±0,48 2,28±0,05 20,80±0,01 6,42±0,48 54,15±0,45 10,23±0,45 3,22±0,03 17,47±0,03 10,70±0,44 34,43±0,32 14,79±0,09 5,41±0,13 20,09±0,05 15,75±0,04 4. CONCLUSÃO A partir deste estudo foi verificado que o pré-tratamento das cascas de berinjela por desidratação osmótica é dispensável no processo de extração de antocianinas sob as condições avaliadas. Pode-se concluir que o processo de liofilização em si consegue reduzir drasticamente a quantidade de água nas cascas de berinjela, atingindo valor de aproximadamente 4 % (b.u.), causando um baixo impacto no que diz respeito à degradação de compostos antociânicos e perda de apenas 3 % de antocianinas totais com relação a casca de berinjela in natura. Na análise colorimétrica, conclui-se que as amostras submetidas ao tratamento osmótico apresentaram coloração avermelhada, com aumento da luminosidade. Já as cascas de berinjela submetidas somente ao processo de liofilização tiveram sua cor azul intensificada, não alterando o tom de vermelho. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alves, D. G. (2003). Obtenção de acerola (Malpighia punicifolia L.) em passa utilizando processos combinados de desidratação osmótica e secagem. (Tese de Doutorado). Universidade Estadual de Campinas. AOAC - ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists international. 17. ed. Washington, D.C. Degáspari, C. H. & Waszcynskyj, N. (2004). Propriedades antioxidantes de compostos fenólicos. Visão Acadêmica, 5(1), Bortolatto, J. & Lora, J. (2011). Avaliação da Composição Centesimal do Abacaxi (Ananas comosus (L.) merril) liofilizado e in natura. Periódicos Unesc. Downham, A. & Collins, P. (2000). Colouring our foods in the last and next millennium. International Journal of Food Science & Technology, 35: doi: /j x Fernandes, M. A. (2012). Obtenção de chips de berinjela (Solanum melongena L.) mediante processo combinado de desidratação osmótica em solução ternária e secagem convectiva (Dissertação de mestrado). Universidade Federal da Paraíba. Freitas, V.; Rosseto, V.; Rosa, G. S. (2014). Caracterização da casca e polpa de butiás in natura e liofilizadas: umidade e antocianinas. Blucher Chemical Engineering Proceedings, 1(1), DOI: /chemeng-cobec-ic-02-ft-050. Fuleki, T.; Francis, F. J. (1968). Quantitative methods for anthocyanins: 1. Extraction and determination of total anthocyanin in cranberries. Journal of Food Science, 33, Mallmann, L.P. (2011). Extração de antocianinas a partir da casca de berinjela (Solanum melongena) (Trabalho de Conclusão de Curso). Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

6 Mastrangelo, M. M.; Rojas, A. M.; Castro, M. A.; Gerschenson, L. N.; Alzamora, S. M. (2000). Texture and structure of glucose-infused melon. Journal of the Science of Food and Agriculture, Chichester, 80, Pinheiro, L. N.; Begrow, D.; Ravazio, M. B.; Terra, L. M. (2014). Modelagem da secagem de fatias de berinjela em estufa. In: Anais do XXVI Congresso regional de iniciação científica & Tecnologia em Engenharia CRICTE Queiroga, P. V. D. M. (2012). Estudo da reidratação do feijão verde (Vigna unguiculata L. Walp) desidratado por micro-ondas com e sem pré-tratamento osmótico. (Tese de Doutorado). Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Santos, A.C.A.; Marques, M.M.P.; Soares, A.K.O.; Farias, L.M.; Ferreira, A.K.A.; Carvalho, M.L. (2014). Potencial antioxidante de antocianinas em fontes alimentares: revisão sistemática. Revista Interdisciplinar, 7(3), Teixeira, L.N.; Stringheta, P.C.; Oliveira, F.A. (2008). Comparação de métodos para quantificação de antocianinas. Revista Ceres, 55(4),