CARACTERIZAÇÃO DAS SEMENTES DE ACEROLA

Transcrição

1 CARACTERIZAÇÃO DAS SEMENTES DE ACEROLA 1 Kellen O. Araújo, 1 Ana Carolina R. Montes, 1 Camila Z. Martins, 1 Ilya B. Masta, ² Priscila B. Silva, ³ Marcos A. S. Barrozo 1 Aluno de Iniciação Cientifica /UFU, discente do curso de Engenharia Química 2 Aluna de Pós-Graduação/Faculdade de Engenharia Química da UFU/MG ³Professor da Faculdade de Engenharia Química da UFU/MG 1,2,3 Endereço dos autores: Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia. Av João Naves de Ávila, 2121, Bloco 1K, Campus Santa Mônica, Uberlândia - MG, CEP masbarrozo@ufu.br RESUMO - O consumo de alimentos com propriedades antioxidantes está em expansão, dentre estes se destacam a acerola que é conhecida por apresentar elevados teores de vitamina C além de vitamina A, ferro, cálcio, vitaminas do complexo B e de antocianinas que destacam este fruto no campo dos nutracêuticos, pela capacidade desses capturar radicais livres do organismo. Os resíduos do processamento da acerola representam cerca de 40% do volume de produção, é necessário encontrar formas de aproveitar o seu resíduo, transformando-os em benefícios financeiros e minimizando impactos ambientais. Neste sentido, fez-se um estudo para avaliar a possibilidade de reutilização deste material. Neste trabalho serão apresentados os resultados da caracterização das sementes de acerola, são eles: teor de ácido ascórbico total, concentração de ácido cítrico total, fenólicos e flavonoides totais, sólidos solúveis, açúcar redutor, cinzas, densidade aparente e real, diâmetros das partículas, esfericidade, ângulos de repouso e dinâmicos além do calor específico. Os resultados obtidos na caracterização do resíduo de acerola podem ser influenciados por vários fatores como a localização geográfica, práticas de cultivo, regime pluvial, exposição à luz do sol, características genéticas e, principalmente, o estágio de maturação em que os frutos se encontram. Palavras-Chave: resíduos de acerola, caracterização, reaproveitamento. INTRODUÇÃO Atualmente, o consumo de alimentos com propriedades antioxidantes tem aumentado a cada dia. A acerola, também conhecida como cereja das Antilhas encontrase entre esse grupo de alimentos, e seu grande sucesso deve-se, principalmente, aos elevados teores de vitamina C, além de possuir compostos importantes, como os fenólicos e flavonóides, vitamina A, ferro, cálcio, vitaminas do complexo B e antocianinas. Somando-se a isso, o Brasil é o maior produtor, consumidor e exportador de acerola do mundo (Carvalho, 2000). Os resíduos gerados pelo processamento desta fruta representam grande parte do volume de produção. Nesse sentido, percebe-se que, encontrar formas de reutilizar o resíduo da acerola e que tragam benefícios não apenas para a saúde, como também financeiros e ambientais, é de grande valia. Portanto, caracterizar as sementes de acerola é uma alternativa para constatar se é válida a reutilização desse resíduo.

2 Diversos parâmetros podem ser tomados para a análise da possibilidade de reaproveitamento dos resíduos de frutas. Entre eles, temos o teor de ácido ascórbico e a sua análise é bastante significativa, uma vez que o ácido ascórbico é uma das vitaminas solúveis em água mais importantes por prevenir o escorbuto. Além dele, temos a concentração de ácido cítrico total, que também é importante visto que ele ajuda na absorção e quebra de gorduras, além de regular os níveis de ph do corpo. Ademais, temos os compostos fenólicos e flavonóides que possuem propriedades bioquímicas e farmacológicas, atividades antioxidantes, antivirais, anticarcinogênicas e antiinflamatórias e, segundo Podsedex (2007) os benefícios à saúde promovidos pelos compostos fenólicos são o que os fazem serem um dos principais compostos bioativos. Somando-se a esses parâmetros, podemos citar como importantes aspectos para a caracterização das sementes o teor de sólidos solúveis totais, que são, na sua grande maioria, açúcares, e que traduzem bem a percepção do sabor da fruta (Luz et al.,2012). Além disso, temos a quantificação do açúcar redutor, que são carboidratos que apresentam grupamentos aldeídicos ou cetônicos livres (Demiate et al., 2002). Os açúcares redutores incluem o teor de glicose, sacarose e frutose, açúcares bastantes presentes na alimentação humana. Também a caracterização das cinzas, que é o nome dado ao resíduo inorgânico que permanece após aquecimento a alta temperatura. E a densidade aparente e a real, sendo a primeira a relação entre a massa que uma amostra de resíduo, sem compactação, ou seja, incluindo a porosidade (poros intragranulares), ocupa em um determinado volume; e a segunda a relação entre a massa que uma amostra de resíduo ocupa em um determinado volume sem contar a porosidade, ou seja, o real volume que determinado sólido ocupa. Nada menos importante, temos o ângulo de repouso das sementes, associado com a escoabilidade do material. De acordo com Silva e Corrêa (2000), o ângulo de repouso pode ser definido como o ângulo máximo do talude formado pelos grãos em relação à horizontal e é altamente influenciado pelo teor de umidade, pelo tamanho, pela forma e pela constituição externa do grão. O conhecimento do valor do ângulo de repouso dos grãos é importante para a determinação da capacidade estática dos silos, da capacidade de correias transportadoras e do dimensionamento de moegas, dutos e rampas de descarga de grãos. Finalizando, caracterizamos o calor específico de um corpo que é definido como a razão entre a capacidade térmica e a massa deste corpo. Denomina-se capacidade térmica a razão entre o calor fornecido ao corpo e a correspondente variação de temperatura. O calor específico depende da natureza do processo de adição de calor, ou seja, se ele ocorre à pressão constante ou a volume constante. No presente trabalho, o calor específico foi relacionado com a temperatura e umidade do material. Ele aumenta com o aumento do teor de umidade do material e com o aumento da temperatura. Para processos em que ocorre a mudança de estado, como no congelamento, o calor específico aparente é usado, pois ele incorpora o calor envolvido na mudança de estado em adição ao calor sensível. Material MATERIAIS E METODOS Os resíduos da acerola, Figura 1, foram fornecidos pela Fruteza LTDA, de Dracena, SP. O material foi ensacado e congelado até o momento da secagem e das análises. As amostras foram retiradas de freezer 12h antes da realização da secagem e colocadas na geladeira para descongelar. Figura 1 - Residuos da acerola Métodos Procedimento Experimental: Neste trabalho realizaram-se análises para caracterização do resíduo de acerola de acordo com a metodologia a seguir. Os resultados das concentrações de bioativos foram

3 apresentados em relação à 100g de resíduo seco. Determinação da umidade: obtido pelo método de estufa a 105 C±3 C por 24 horas; Determinação do teor de cinzas: foi determinado utilizando-se o método no qual o material é incinerado em mufla, à 500 C por 3 horas. Determinação da concentração de açúcar redutor: A determinação de açúcares redutores foi realizada pelo método do ácido 3,5 dinitrosalicílico (MILLER, 1959). O método foi previamente padronizado por uma curva de calibração de glicose (0,1 a 1,0 mg/ml com intervalos de 0,1 g/l). As leituras foram realizadas a 540 nm em espectrofotômetro V-1200, da Pró-análise, utilizando cubetas de vidro. Determinação da densidade aparente: A determinação da densidade aparente foi realizada por picnometria utilizando-se éter de petróleo (ρ=635kg m³). Para este procedimento foram utilizadas as sementes de acerola in natura. Determinação da densidade real: As sementes foram previamente secas através do método de estufa a 105 C±3 C por 24 horas. Em seguidas as sementes foram esfriadas em dessecador e então trituradas em liquidificador até não haver grânulos. Fez-se a medida utilizando-se picnômetro a gás Hélio da marca Micromeritics, modelo AccuPyc O gás Hélio é utilizado por ser inerte e devido ao tamanho dos seus átomos conseguirem penetrar nos poros do material, permitindo dessa forma a determinação do volume do sólido com maior precisão. Caracterização física da semente de acerola: As análises de forma, diâmetros e esfericidade das partículas foram realizadas usando CamSizer-XT, sendo um analisador de tamanho e formas das partículas por imagem dinâmica digital. Determinação do teor de acidez titulável total: realizado de acordo com os métodos da AssociationofOfficialAnalyticalChemists (1995); Determinação do teor de ácido ascórbico: realizado por titulometria, método que se baseia na redução do 2,6-diclorofenolindofenol pelo ácido ascórbico (AOAC, 1995); Determinação de compostos fenólicos: Determinado pelo método de Folin Ciocalteu, usando ácido gálico como padrão. A leitura da absorbância foi realizada a 622 nm. A curva analítica foi construída utilizando o ácido gálico como padrão; Determinação do teor de flavonoides totais: Foi efetuada com metanol de acordo com Yu e Dahegren (2000). O conteúdo de flavonoides totais foi determinado pelo método colorimétrico segundo Zhishen et al. (1999), com leitura de absorbância a 450 nm. A rutina foi utilizada como padrão para a obtenção da curva de calibração. Calor específico: foi determinado por calorimetria exploratória diferencial no Instituto de Química, na Universidade Federal de Uberlândia. Para estas análises foram utilizadas 6 mg de amostra triturada, a taxa de aquecimento foi de 10 ºC/min para uma faixa de temperatura entre 25 e 45 ºC. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados obtidos na caracterização do resíduo de acerola podem ser influenciados por vários fatores como a localização geográfica, práticas de cultivo, regime pluvial, exposição à luz do sol, características genéticas e, principalmente, o estágio de maturação em que os frutos se encontram (MATSUURA et al., 2001). O teor de cinzas obtido foi igual a 2,46±0,09 g.100 g -1 de sólido úmido, os quais se aproximam dos valores encontrados por Bortolotti (2012) cujo teor de cinzas encontrado para este resíduo foi igual a 2,17±0,06 g. 100 g -1 de sólido úmido. E por Abud e Narain (2009) em que o teor de cinzas no resíduo de acerola foi igual a 2,13±0,01g. 100 g -1 de resíduo desidratado a 55 C. O teor de sólidos solúveis encontrado foi igual a 7,02 Brix. Enquanto que Bortolotti (2012) encontrou um valor igual a 7,83±0,058 Brix. Encontrou-se um teor de açúcar redutor igual a 2,13 g Este valor se aproxima do utilizado por Nóbrega (2012) em seu trabalho, cujo valor foi de 2,50±0,10 g.100 g -1. Ao passo que Braga et al. (2011) determinou que, para os resíduos de acerola verde e madura, o teor de açúcar redutor eram iguais a, 1,8 e 2,38 g.100 g -1. Neste trabalho, o extrato obtido a partir dos resíduos de acerola apresentou um ph igual a 3,23±0,1, o que caracteriza o resíduo como muito ácido (possui ph inferior a 4,0) (RIBEIRO e SERAVALLI, 2007).Nóbrega (2012),encontrou um ph igual a 3,54±0,01 para o resíduo de acerola.

4 Matsuura et al. (2001) determinou o ph para frutos de diferentes genótipos de aceroleira e obteve resultados entre 3,08 e 3,57. Para o teor de ácido ascórbico, o valor encontrado foi igual a 11,0±1,12 mg ácido ascórbico.100 g de resíduo seco. Já Duzzioni et al. (2013) relatou um valor maior, que foi de 16,12±0,003 mg.100 g -1 de resíduo seco O teor de ácido cítrico foi igual a 2843,2±132,012 mg ácido cítrico.100 g -1 de resíduo seco. Valores próximos foram encontrados por Bortolotti (2012). Encontrou-se um teor de fenólicos e flavonoide igual a 446,40 mg de ácido gálico.100 g -1 e 1,00±0,14 mg de rutina.100 g -1, respectivamente. Sousa et al. (2011) verificou em seu trabalho que o teor de fenólicos totais nos resíduos de polpa de acerola foi de 247,62±2,08 mg.100g -1 e o de flavonoides 1,06 µg.g -1. Vasco et al. (2009) definiram que produtos com alta concentração de compostos fenólicos seriam aqueles que possuíssem concentração superior a 1000 mg de ácido gálico.100 g -1 enquanto que aqueles com concentração inferior a 100 mg de ácido gálico.100 g -1 são considerados de baixa concentração. Sendo assim, verifica-se que entre esses limites o resíduo utilizado é considerado de concentração intermediária. É bom ressaltar que para a determinação dos teores de fenólicos e flavonoides as sementes foram previamente trituradas o que possibilita a maior remoção destes bioativos, além do que as características de plantio afetam este teor. O ângulo de repouso estático foi determinado como mostra na Figura 2. Foi utilizada uma estrutura metálica onde foi colocada uma superfície de madeira, a qual tinha uma parte móvel. Junto à parte de madeira fixa colocaram-se um transferidor, que permite a leitura do ângulo. Figura 2 - Estrutura para medição do ângulo de repouso estático. O ângulo dinâmico de repouso foi determinado utilizando um tambor rotativo confeccionado em acrílico, com diâmetro e altura iguais a 0,1 m (Figura 3). O tambor foi preenchido até 50% do seu volume o que correspondeu a 0,125 kg de resíduos de acerola, a velocidade rotacional foi de 2,7 rpm e o ângulo dinâmico de repouso foi obtido com resultados de fotografias do experimentos utilizando-se o software ImageJ. Figura 3 - Estrutura para medição do ângulo de dinâmico de repouso. Para o resíduo de acerola foram obtidos valores do ângulo de repouso estático e dinâmico iguais a 48,0±0,18 e 50,5±2,07, respectivamente. Bortolotti (2012) encontrou valores iguais a 40,02±2,25 para o ângulo de repouso estático e 49,29±4,16 para o ângulo de repouso dinâmico. Neste trabalho foi avaliado ainda o efeito da umidade sobre estes parâmetros e constatou-se que não é possível observar variações dos ângulos de repouso em função da umidade dos resíduos. A umidade do resíduo de acerola encontrada foi igual a 83,2 g/100g de amostra úmida. A densidade real obtida por picnometria com gás Hélio foi igual a 1427,47±9,38 kg.m -3, enquanto que a densidade aparente determinada por picnometria com éter de petróleo foi 860,45±10,58 kg.m -3. A porosidade do resíduo de acerola é a responsável por esta diferença. É importante ressaltar ainda, que o material foi seco em estufa à 105 C para a determinação da densidade real, enquanto que para a obtenção da densidade aparente o material estava úmido (in natura). Outras análises para caracterização do resíduo úmido e obtenção de características de forma das partículas foram realizadas em CamSizer-XT, que baseia-se em um processamento de imagem digital com um fluxo dinâmico de partículas. Sendo que:

5 - x área, que corresponde ao diâmetro da partícula calculado a partir da área projetada, considerando a área equivalente a de um círculo com volume de uma esfera; - x c-min é o diâmetro da partícula de menor extensão obtidos a partir da sua projeção; - x Fe-máx é o maior diâmetro de Feret; - x Fe-min é o menor diâmetro de Feret; - x Ma-min é o diâmetro que divide a área da projeção de partículas em duas metades. - esfericidade é a quão próxima a partícula é de uma esfera, assim, uma esfera ideal possui esfericidade igual a um. - convexidade é a relação entre a área real da projeção de partículas e área convexa de projeção de partículas; - simetria é obtida a partir das medidas das distâncias dos seus centros até as bordas, sendo que partículas assimétricas possuem simetria < 1. - relação b/l que é relação entre x c-min /x Femáx. A Tabela 1 apresenta os resultados da caracterização dos resíduos de acerola em Camsizer para o volume médio (50%). Tabela 1 - Resultados Camsizer para 50% de volume Xc(mm) 8,38 XMartan-min(mm) 7,68 XFe-min(mm) 8,68 XFe-max(mm) 12,95 Xárea(mm) 9,99 b/1 0,658 Convexidade 0,961 Esfericidade 0,586 Simetria 0,863 Quanto ao calor específico, os resultados das análises em DSC mostraram que o valor dele varia muito com o aumento da temperatura, Figura 4. Marques (2008) encontrou resultados semelhantes para a acerola amarela e para a madura. Figura 4 Relação entre o calor específico e a temperatura. CONCLUSÃO Os resultados da caracterização dos resíduos da acerola indicaram a possibilidade de reaproveitamento destes resíduos. Diversos parâmetros como o teor de fenólicos e flavonóides, ácido cítrico e ácido ascórbico, importantes para a saúde humana, foram encontrados. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABUD, A. K. S.; NARAIN, N. Incorporação da farinha de resíduo do processamento de polpa de fruta em biscoitos: uma alternativa de combate ao desperdício. Braz. J. FoodTechnol., v. 12, n. 4, p , AOAC.Official Methods of Analysis. As- sociation of Official Analytical Chemists,Gaithersburg, MD, 1995.NONHEBEL, M. A. G. & MOSS, A. A. H. Drying of Solids in the Chemical Industry. Butterworths, Londres, Inglaterra, p. 301, 1971.

6 BORTOLOTTI, C. T. Estudo experimental da fluidodinâmica de uma mistura de resíduo de acerola e soja em leito de jorro. Dissertação de mestrado. UFU, Uberlândia, BRAGA, A. C. D.; LIMA, M. S.; AZEVE- DO, L. C.; RAMOS, E. C. Caracterização e obtenção do resíduo gerado no processo industrial de clarificação do suco de acerola. Revista Semiárido de Visu. v.1, n.2, p.126, p , CARVALHO, R.A. Análise econômica da produção de acerola no município de Tomé- Açú, Pará-Belém: Embrapa Amazônia Oriental, 21p.(Documento, 49), DEMIATE, I. M.; WOSIACKI, G.; CZELUSNIAK, C.; NOGUEIRA, A. Determinação de açúcares redutores e totais em alimentos. Comparação entre método colorimétrico e titulo- métrico. Revista Publicatio UEPG- Ciências Exatas e da Terra, Agrárias e Engenharias, v. 8, nº01, p.65-78, 2002 DUZZIONI, A. G., LENTON, V. M., SIL- VA, D. I. S., BARROZO, M. A. S. Ef- fect of drying kinetics on mais bioactive compoundes and antioxidante activy of acerola (Malpighiaemarginata D. C.) residue. InternationalJournalofFoos Science &Tecnology, v.48, p , LUZ, B.; GOMES, G.; CUNHA, A.R.; BARROS, N.C.S.; DIAS, T.; BEZE- RA, V.S. Avaliação do teor de sólidos solúveis totais (ºBrix) em polpas de acerola, cajá e graviola in natura processada. Trabalho apresentado no 52º Congresso Brasileiro de Química, Recife, MARQUES, L. G. Liofilização de frutas tropicais. Tese de doutorado. UFSCar. São Carlos, MATSUURA, F. C. A. U. et al Avaliações físicoquímicas em frutos de diferentes genótipos de acerola (Malpighi-apunicifolia L.). Revista Brasileira defruticultura, v. 23, n. 3, p ,2001. MILLER, G.L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, v.31, n. 3, p , NÓBREGA, E. M. M. A. Secagem do resíduo de acerola (Malphigia emarginata DC.): Estudo do processo e avaliação do impacto sobre o produto final. Dissertação de mestrado. UFRN. Natal, RN, PODSEDEK, A. Natural Antioxidants and Antioxidant Capacity of Brassica Vegetables: A review. LWT: Journal of Food Composition and Analysis,40, p.1-11, RIBEIRO, E. P.; SERAVALLI, E. A. G. Química de açimentos.2 ed. São Paulo: Edgar Blucher, p. 183, SILVA, J. S.; CORRÊA, P.C. Estrutura, composição e propriedades dos grãos. In: SILVA, J.S. Secagem e armazenamento de produtos agrícolas. Viçosa: Editora Aprenda Fácil, p.21-37, SILVA, M. A. C.; CORRÊA, J. L. G.; ZA- QUEU, E. S. Application of inverse methods in the osmotic dehydration of acerola.inter. J. Food Science Technol., v. 45, p , SOUSA, M. S. B.; VIEIRA, L. M.; SILVA, M. J. M.; LIMA, A. Caracterização nutricional e compostos antioxidantes em resíduos de polpas de frutas tropicais. Ciênc. Agrotec. v.35, n.3, p , maio/jun, VASCO, C. Phenoliccompounds in ec- uadorina fruits. Tese de doutorado. Swedish University of Agricultural Sciences. Uppsala, YU, D.; DAHEGREN, R.A. Evaluation of Methods for Measuring Polyphenol in Coniter Foliage. J. Chem. Ecolo- gy, 26, p , ZHISHEN, J.;MENGCHENG, T.; JIANMING, W.The Determination of Flavonoid Contents in Mulberry and their Scavenging Effects on Super-oxide Radicals. Food Chem., v.64, p , AGRADECIMENTOS Agradecemos a FAPEMIG e CNPq pelos recursos financeiros concedidos para a execução deste projeto.