ESTUDO DA CINÉTICA DE EXTRAÇÃO DE ANTOCIANINAS DO FRUTO E DA POLPA DE JUSSARA (Euterpe edulis Martius)

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1 ESTUDO DA CINÉTICA DE EXTRAÇÃO DE ANTOCIANINAS DO FRUTO E DA POLPA DE JUSSARA (Euterpe edulis Martius) M.C. Martins 1, E.M.F. Lima 1, D.B. Benincá 1, M.F. Altoé 1, S.H. Saraiva 1, P.I. Silva 1 1- Departamento de Engenharia de Alimentos Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Agrárias CEP: Alegre, ES, Brasil, Telefone: (28) marina_cmartins@yahoo.com.br, emiliamflima@gmail.com, daiane-beninca@hotmail.com, maraisa_altoe@hotmail.com, sergiohsaraiva@gmail.com, pollyannaibrahim@gmail.com RESUMO As antocianinas representam uma das maiores classes de pigmento natural e o jussara, fruto da palmeira Euterpe edulis Martius, destaca-se como uma fonte potencial. O processo de extração do pigmento pode ser influenciado por diversos fatores, como o tempo. Assim, objetivou-se estudar a cinética de extração de antocianinas, verificando a influência do tempo na obtenção do pigmento a partir do fruto e da polpa de jussara. Observou-se que o tempo influenciou significativamente na extração a partir do fruto, sendo o maior teor de antocianinas obtido a partir de 119,09 min, e após esse tempo, o teor do pigmento permaneceu constante. Para a extração a partir da polpa, não foi observada diferença significativa em relação ao tempo, ou seja, a extração ocorreu de maneira instantânea. Dessa forma, sugere-se a utilização do tempo de 119,09 min quando se utiliza o fruto da palmeira, e tempo qualquer de extração quando utilizada a polpa. ABSTRACT Anthocyanins are one of the largest natural pigment classes, and jussara, fruit of Euterpe edulis Martius palm, stands out as a potential source. The pigment extraction process can be influenced by several factors, such as time. This work aimed to study the anthocyanin extraction kinetics, checking the influence of time on getting the pigment from the fruit and jussara s pulp. It was observed that time influenced significantly on the extraction from the fruit: the highest anthocyanin content was obtained from min; after this time the pigment content remained constant. For extraction from the pulp, there was no significant difference with respect to time, i.e., extraction took place instantaneously. Thus, it is suggested to use the time min when using the fruit of the palm, and any time of extraction when used pulp. PALAVRAS-CHAVE: Antocianina, Tempo, Extração, Euterpe edulis Martius. KEYWORDS: Anthocyanins, Time, Extraction, Euterpe edulis Martius 1. INTRODUÇÃO A coloração de um produto tem grande influência na escolha e na aceitação pelos consumidores, com isso, os corantes têm sido amplamente adicionados aos alimentos (CONSTANT et al., 2003). Dentre os corantes utilizados, os naturais são os preferidos, devido à crescente procura da população por alimentos e hábitos de vida mais saudáveis. As antocianinas representam uma das maiores classes de substâncias coloridas do reino vegetal, sendo encontradas amplamente em flores e frutos. É um pigmento que além de conferir coloração atrativa, possui benefícios à saúde, devido à sua ação antioxidante, anticarcinogênica

2 (VIROT et al., 2010) e antiviral (KAPADIA et al., 1997), além de contribuir para a redução do risco de doenças como câncer e doenças cardiovasculares (SHIRSATH et al., 2012). Dentre as fontes de antocianinas, destaca-se o fruto da palmeira Euterpe edulis Martius, conhecido como jussara, encontrado nas áreas de mata atlântica. Esse fruto possui coloração roxa escura devido à grande presença do pigmento (YAMAGUCHI et al., 2015). É rico em compostos antioxidantes, porém ainda pouco explorado com relação à aplicação em sistemas alimentícios. O processo de extração do pigmento pode ser influenciado por diversos fatores, como tipo e concentração do solvente, tipo de ácido utilizado, razão solução:polpa (CONSTANT, 2003; BORGES et al., 2011 b; VIEIRA et al., 2013), ph (POMPEU et al., 2009), temperatura e tempo de extração (POMPEU et al., 2009; VIEIRA et al., 2013). Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi realizar o estudo da cinética de extração de antocianinas, a fim de verificar a influência do tempo na obtenção do pigmento a partir do fruto e da polpa de jussara. 2. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado no laboratório de Química de Alimentos do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) em Alegre/ES. O fruto e a polpa de jussara (Euterpe edulis Martius) foram adquiridos de agricultores da região do Caparaó, sul do Estado do Espírito Santo. As polpas foram estocadas a -20 ºC, até o momento dos ensaios de extração. As antocianinas totais da polpa de jussara foram extraídas com etanol 70 % (v/v) e acidificadas com HCl a ph 2,0, de acordo com a metodologia descrita por Francis (1982). Os tempos de extração foram: 0; 15; 30; 45; 60; 90; 120; 180; 240; 300 e 360 minutos. A extração foi conduzida à temperatura de refrigeração (8 ± 2 ºC) e ao abrigo da luz. O pigmento foi quantificado pelo método do ph diferencial, de acordo com Giusti e Wrolstad (2001), com auxílio de um espectrofotômetro (BEL photonics; SP 2000 UV). Para o cálculo do teor de antocianinas, foi realizada diluição do extrato original, e o resultado foi expresso em cianidina-3- glicosídeo (Massa molar de 490,0 g.mol -1 ). Para a leitura foi utilizado o coeficiente de absortividade molar de L.cm -1.mol -1, em comprimento de onda de 510 nm. O experimento foi realizado em delineamento em blocos casualizados com 3 repetições, e para análise dos dados foi utilizado o software estatístico R. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO De acordo com o estudo da cinética, foi observada influência do fator tempo no processo de extração de antocianinas do fruto de jussara (Figura 1). O modelo foi ajustado e está apresentado na equação 1. Equação 1 Em que: Y = Teor de antocianinas no extrato (mg.100 g -1 ) k e y max são parâmetros do modelo, em que y max representa a concentração no extrato após o equilíbrio ser atingido e k é um parâmetro relacionado com a velocidade de extração. t = Tempo de extração O ajuste dos parâmetros do modelo foi feito por regressão não linear, obtendo o seguinte modelo:

3 Equação 2 Uma vez que o valor de y max = 571,9935 representa uma assíntota horizontal, não se poderia definir o tempo de extração como sendo o tempo no qual a concentração no extrato atinja tal valor, pois esse tempo seria infinito, segundo o modelo ajustado. Assim, para calcular o tempo de extração, adotou-se como critério o tempo necessário para que a concentração no extrato atinja 99% do valor de y max. Com esse critério, o tempo necessário para extração foi calculado como: Equação 3 Figura 1 - Teor de antocianinas do fruto de jussara em relação ao tempo de extração 800 Teor de antocianinas (mg.100g -1 ) Experimental modelo Tempo (min) O tempo influenciou de forma positiva na extração de antocianinas a partir do fruto, uma vez que com o aumento do tempo, houve um acréscimo no teor do pigmento. O tempo de extração pode ter favorecido o rompimento das membranas em contato com o solvente, aumentando a interação entre solvente e antocianinas, gerando maior gradiente de concentração promovendo a extração. O favorecimento do processo ocorre até o tempo de 119,09 min, pois a partir desse, o teor do pigmento se torna constante. Dessa forma, acredita-se que esse tempo seja suficiente para a maior obtenção de antocianina presente no fruto de jussara. Em contrapartida, Pedro et al. (2016) verificaram o efeito do tempo (20, 50 e 80 minutos) na extração de antocianinas, compostos fenólicos e atividade antioxidante de arroz negro, utilizando o

4 ultrassom. Os maiores teores dos compostos foram observados quando empregado o tempo máximo de extração de 80 minutos. Já no estudo da cinética de extração de antocianinas da polpa de jussara, foi observado (Figura 2) que o fator tempo foi não significativo, indicando que o tempo de extração não teve efeito sobre o teor de antocianinas do extrato, ou seja, a extração foi praticamente instantânea. Assim, nenhum modelo pôde ser ajustado. Nesse caso, o modelo considerado foi o teor de antocianinas no extrato constante ao longo do tempo de extração, sendo que essa constante é o valor médio do teor de antocianinas, ou seja, Equação 4 Figura 2 - Teor de antocianinas da polpa de jussara em relação ao tempo de extração 350 Teor de antocianinas (mg.100g -1 ) experimental Média Tempo (min) Uma possível razão para o tempo não ter sido significativo pode ser o fato da polpa ser uma matéria prima muito suscetível à extração, que ocorre de forma instantânea, uma vez que as antocianinas já se encontram prontamente disponíveis, sendo desnecessário o rompimento de membranas, como observado para o fruto. Ressalta-se que durante o processo de transformação do fruto em polpa as antocianinas ficam mais expostas, visto que as camadas externas dos frutos ficam em atrito umas com as outras, com a subsequente adição de água. Há vários tempos de extração utilizados em diferentes estudos, como tempos curtos da ordem de 10 minutos (GOLMOHAMADI et al., 2013), 15 minutos (BORGES et al., 2011) a, até tempos longos, da ordem de 24 horas (TEIXEIRA et al. 2008). Sabendo da influência não significativa deste fator na extração de antocianinas de polpa de jussara, conclui-se que a extração pode ser realizada durante qualquer tempo, já que a extração ocorreu de forma instantânea. Borges et al. (2011) a, realizaram extração de antocianinas de polpa de jussara por 15 min, e consideraram este tempo suficiente para a extração de compostos bioativos da polpa de jussara. Assim

5 como no presente estudo, Vizzotto e Pereira (2011) observaram não haver influência do tempo (0, 2, 4, 6 e 24 horas) na extração de compostos fenólicos e atividade antioxidante de amora-preta. 4. CONCLUSÕES Com o estudo da cinética de extração de antocianinas a partir do fruto de jussara, sugere-se a utilização do tempo de extração de 119,09 min, tempo mínimo para se obter o maior teor de antocianinas. No entanto, se a matéria-prima utilizada para a obtenção do pigmento for a polpa de jussara, pode-se utilizar qualquer tempo para extração, já que a extração ocorreu de forma instantânea. 5. AGRADECIMENTOS À FAPES, pela concessão de bolsa de estudo, e ao CNPq, pelo financiamento deste projeto (processo nº /2013-7). 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BORGES, G. S. C.; VIEIRA, F. G. K.; COPETTI, C.; GONZAGA, L. V.; ZAMBIAZI, R. C.; MANCINI FILHO, J.; FETT, R. (2011). Chemical characterization, bioactive compounds, and antioxidant capacity of jussara (Euterpe edulis) fruit from the Atlantic Forest in southern Brazil. Food Research International, 44 (7), BORGES, S. C. G.; VIEIRA, F, G. K.; COPETTI, C.; GONZAGA, L. V.; FETT, R. (2011) Optimization of the extraction of flavanols and anthocyanins from the fruit pulp of Euterpe edulis using the response surface methodology. Food Research International journal, 44(3), CONSTANT, P. B. L. (2003). Extração, caracterização e aplicação de antocianinas de açaí (Euterpe oleracea, M.) (Tese de Doutorado). Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. FRANCIS, F. J. (1982). Analysis of anthocyanins in foods. In: MARKAKIS, P. Anthocyanins as Food Colors. New York, Academic Press, GIUSTI, M. M.; WROLSTAD, R. E. (2003) Acylated anthocyanins from edible sources and their applications in food systems. Biochemical Engineering Journal, 14(3), GOLMOHAMADI, A.; MOLLER, G.; POWERS, J.; NINDO, C. (2013). Effect of ultrasound frequency on antioxidant activity, total phenolic and anthocyanin content of red raspberry puree. Ultrasonics Sonochemistry, 20, KAPADIA, G. J.; BALASUBRAMANIAN, V.; TOKUDA, H.; IWASHIMA, A.; HOYOKU. (1997). Inhibition of 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate induced epstein- barr virus early antigen activation os natural colorantes. Cancer lettes, 115(2), PEDRO, A. C.; GRANATO, D.; ROSSO, N. D. (2016). Extraction of anthocyanins and polyphenols from black rice (Oryza sativa L.) by modeling and assessing their reversibility and stability. Food Chemistry, 191, POMPEU, D. R.; SILVA, E. M.; ROGEZ, H. (2009). Optimization of the solvente extraction of phenolic antioxidants from fruits of Euterpe oleracea using response surfasse methodology. Bioresouce Technology, 100(23), SHIRSATH, S. R.; SONAWANE, S. H.; GOGATE, P. R. (2012). Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations A review of current status. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 53,

6 TEIXEIRA, N. L.; STRINGHETA, P. C.; OLIVEIRA, F. A. (2008). Comparação de Métodos para Quantificação de Antocianinas. Ceres, 55, VIEIRA, G. S.; CAVALCANTE, R. N.; MEIRELES, A. A.; HUBINGER, M. D. (2013). Chemical and economic evaluation of natural antioxidant extracts obtained by ultrasound-assisted and agitated bed extraction from jussara pulp (Euterpe edulis). Journal of Food Engineering, 119(2), VIROT, M.; TOMÃO, V.; LE BOURVELLEC, C.; RENARD, C. M. C. G.; CHMAT, F. (2010). Towards the industrial production of antioxidants from food processing by-products with ultrasound-assisted extraction. Ultrasonics Sonochemistry, 17(6), VIZZOTTO, M.; PEREIRA, M. C. (2011). Amora-preta (Rubus sp.): otimização do processo de extração para determinação de compostos fenólicos antioxidantes. Revista Brasileira de Fruticultura, 33(4), YAMAGUCHI, K. K. L.; PEREIRA, L. F. R.; LAMARÃO, C. V.; LIMA, E. S.; VEIGA-JÚNIOR, V. F. Amazon acai: Chemistry and biological activities: A review. Food Chemistry, v. 179, p , 2015.