ATIVIDADE ANTIOXIDANTE EM POLPAS DE MIRTILO

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1 ATIVIDADE ANTIOXIDANTE EM POLPAS DE MIRTILO V.R.D. de Souza 1, J.B. Fioravante 2, V.M. Gonçalves 3, K.L. Macagnan 4, R.S. Rodrigues 5, A. da S. Moreira 6 1-Programa De Pós Graduação de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Laboratório De Biopolímeros CEP: Pelotas RS Brasil, Telefone: 55 (53) (vanessatrak@yahoo.com.br) 2-Programa De Pós Graduação de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Laboratório De Biopolímeros CEP: Pelotas RS Brasil, Telefone: 55 (53) (juliabfioravante@hotmail.com) 3-Programa De Pós Graduação de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Laboratório De Biopolímeros CEP: Pelotas RS Brasil, Telefone: 55 (53) (victoriahgoncalves@hotmail.com) 4- Programa de De Pós Graduação em Biotecnologia, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, núcleo de Biotecnologia, Laboratório de Biopolímeros. CEP: Pelotas RS Brasil, Telefone: 55 (53) (karinemacagnan@hotmail.com) 5- Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, curso de Química de Alimentos. CEP: Pelotas RS Brasil, Telefone: 55 (53) (fragatao@gmail.com) 6- Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, curso de Química de Alimentos. Laboratório de Biopolímeros CEP: Pelotas RS Brasil, Telefone: 55 (53) (angelitadasilveiramoreira@gmail.com) RESUMO O mirtilo é conhecido como uma das frutas frescas mais ricas em antioxidantes e sua polpa possui grande importância, pois é utilizada na elaboração de diversos outros produtos. A utilização de novas formas de aplicação de calor e associação de estabilizantes vêm ao encontro da redução das perdas de compostos bioativos. Objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos do tratamento térmico por adição direta de vapor e da adição do estabilizante xantana previamente ao despolpamento sobre o conteúdo de compostos fenólicos e atividade antioxidante (método ABTS e DPPH) em polpa de mirtilo. A aplicação de vapor associada à maior concentração de xantana resultou em elevada extração/retenção de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante durante todo o período analisado. Atividade antioxidante determinada pelo método DPPH resultou em maiores valores. ABSTRACT Blueberries are known as one of the richest fruit in antioxidants and its pulp has great importance because it is used in the production of several other products. The use of new forms of heat application and combination of stabilizers encounters the reduction of loss of bioactive compounds. The aim of this study was to evaluate the effects of heat treatment by direct addition of steam and adding the xanthan stabilizer prior to pulping on the content of phenolic compounds and antioxidant activity (ABTS and DPPH) in blueberry pulp. Steam application associated with the highest concentration of xanthan led to high extraction / retention of phenolic compounds and antioxidant activity throughout the period analyzed. Antioxidant activity determined by DPPH method resulted in higher values. PALAVRAS-CHAVE: aplicação direta de vapor; xantana; fenóis totais. KEYWORDS: direct application of steam; xanthan; total phenols.

2 1. INTRODUÇÃO Entre as pequenas frutas, o mirtilo é classificado como a fruta fresca mais rica em antioxidante já estudada. É rico em polifenólicos, compostos que atuam como antioxidantes celulares. (Payne, 2005). O beneficiamento do fruto de mirtilo, além de permitir o aproveitamento das frutas pequenas, de tamanho inadequado à comercialização in natura, incentiva o produtor no cultivo dessa fruta e motiva a pesquisa em novas tecnologias de processamento (Kuck, 2012). Há ainda lacunas na tecnologia do processamento de frutas, principalmente sobre as perdas de suas substâncias bioativas (Hasler, 1998). A polpa de mirtilo é um importante produto intermediário, utilizada na elaboração de produtos como bebidas, sorvetes, mousses, dentre outros, durante todo o ano (kuck, 2012). A utilização de novas tecnologias de aplicação de calor e utilização de estabilizantes vêm contribuído à redução de perdas de compostos bioativos, inativação enzimática e controle microbiológico mais eficientes. A aplicação de vapor em substituição ao aquecimento por condução preserva e facilita a extração de compostos termolábeis; e a vigorosa agitação pelo borbulhamento da massa de frutos auxilia a manter a temperatura uniforme, evitando pontos de superaquecimento, que promovem redução de compostos termolábeis e formação de sabores estranhos na polpa (Fioravante, 2015). Em trabalhos anteriores, com aquecimento prévio ao despolpamento realizado em tacho (kuck, 2012) e com aplicação direta de vapor (Fioravante, 2015) associados à adição de 0,08 % de ácido cítrico e 0,1% (m/m) de xantana, determinou-se a importância desses estabilizantes químicos na preservação da cor e do teor de antocianinas, respectivamente. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos do tratamento térmico por adição direta de vapor e da adição do estabilizante xantana previamente ao despolpamento sobre o conteúdo de compostos fenólicos e da atividade antioxidante (método ABTS e DPPH) em polpa de mirtilo. 2. MATERIAL E MÉTODOS Utilizou-se mirtilo (Vaccinium ashei Reade) cultivar Powderblue, cultivado em Morro Redondo - RS (latitude 31 46' 19''; longitude 52 20' 33''), safra 2015/2016. Após seleção, fez-se sanitização dos frutos em solução clorada (100 ppm cloro livre) por 10 min, enxague, drenagem, acondicionamento em sacos de polietileno e congelamento em freezer (-20 C ± 2 ) por 4 dias. Elaboraram-se quatro formulações de polpas, diferenciadas quanto ao tratamento térmico da fruta e à concentração de xantana (Farmaquímica ) utilizada previamente ao despolpamento: 1) apenas vapor; 2) vapor e xantana (0,1 % m/m); 3) vapor e xantana (0,5 % m/m); 4) tacho e xantana (0,5 % m/m). Inicialmente, porções de 4 Kg de frutas, descongeladas em temperatura ambiente até 6 ºC, foram adicionadas de 0,08% de ácido cítrico PA (m/m) (Synth ) e diferentes concentrações de xantana, dissolvidos em 1,2L de água (30% em relação à massa de frutas) e aquecidas diretamente em tacho ou por por aplicação direta de vapor, gerado em caldeira térmica, com pressão de saída de 2 kgf 1, a 90 ±5 C. O vapor foi aplicado em equipamento tipo autoclave vertical analógica, com capacidade para 14 litros, adaptada (sem resistência elétrica). As frutas foram dispostas sobre um suporte tipo grade em aço inoxidável. A inserção do vapor foi realizada com o auxílio de mangueira metálica ligada em conector localizado na parte superior da tampa do equipamento. Ao conector ligouse uma cânula inoxidável com terminação em forma de ferradura perfurada, realizando a distribuição do vapor a partir do fundo. O controle da temperatura interna foi através de sensor tipo haste adaptado na parte interna da tampa da autoclave, com o mostrador fixado à parte externa, permitindo contato com os frutos. Para o outro tipo de aquecimento utilizou-se tacho de aço inoxidável com haste rotatória e camisa de vapor gerado em caldeira térmica. Realizou-se o aquecimento em duas etapas: preliminar, até 70 ºC, para amolecimento dos tecidos e inativação das enzimas, e aquecimento final,

3 até 90 ºC. Após os frutos atingirem a temperatura de 70 C, o material foi colocado em bandeja plástica e esmagado com instrumento de aço inoxidável com superfície plana perfurada (20x 35 cm) até o rompimento das bagas. Na sequência, as frutas foram reaquecidas na autoclave. Concluído o aquecimento, as frutas foram desintegradas em despolpadeira mecânica horizontal marca Kirchfeld POB 4626, de simples estágio, com malha de 0,5 mm e as polpas envasadas em sacos de polietileno e armazenadas sob congelamento (-20 ºC ± 2 º) por 90 dias (condições otimizadas no estudo de Fioravante, 2015). Figura 1 Fluxograma do processamento do mirtilo congelado. Para as análises de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante realizou-se extração (Giust e Wrolstad, 2001), com metanol acidificado (HCl 1N, ph 1,0). Os compostos fenólicos totais foram determinados pelo método de Folin-Ciocalteau medindo-se a absorbância a 760nm em espectrofotômetro UV-VIS (Hitachi V ) (Roesler et al., 2007). As atividades antioxidantes foram avaliadas pelos métodos espectrofotométricos de sequestro de radicais DPPH (Roesler et al., 2007) e ABTS (Re et al.,1999). Determinou-se a acidez total titulável (% de ácido cítrico) por alcalinização até o ph 8,1, medido com potenciômetro; e o potencial hidrogeniônico (ph) à temperatura de 20 ºC através de método eletrométrico em potenciômetro marca Hanna HI 2221 (Instituto Adolfo Lutz, 2008). O tratamento estatístico dos dados foi feito por análise de variância (ANOVA) seguido de teste de Tukey para comparação de médias, a 5 % de probabilidade, em software Statistix Trial versão RESULTADOS E DISCUSÃO Na tabela 1 observa-se que, relativamente aos compostos fenólicos totais, as polpas obtidas com aquecimento prévio com vapor tiveram, em todos os tempos, maiores concentrações,

4 provavelmente pela ação extrativa do vapor, uma vez que os tempos e temperaturas dos tratamentos foram semelhantes. Todas as polpas tiveram elevados percentuais de retenção dos compostos fenólicos em função do período de armazenamento. Apenas a partir dos 60 dias de armazenamento observou-se diferença significativa entre os tratamentos com aplicação de vapor, sendo a formulação com maior teor de xantana a que preservou maior retenção desses compostos em comparação aos outros tratamentos. Isso se deve à ação encapsuladora (Sutherland, 1993) e antioxidante da xantana (Xiong et al., 2014). As polpas dos tratamentos com vapor resultaram com maiores atividades antioxidantes, que ficaram muito próximas àquelas do mirtilo. As diferenças encontradas entre os dois métodos são devidas à natureza química dos dois radicais utilizados. Com o método ABTS, pode-se medir tanto a atividade de compostos de natureza hidrofílica quanto lipofílica (Kuskoski et al., 2005). O método de DPPH tem sido o mais utilizado para determinar a atividade antioxidante em extratos e substâncias fenólicas (Sousa et al., 2007). Neste trabalho observou-se valores mais elevados para o método DPPH em comparação ao método ABTS, possivelmente devido ao elevado teor de compostos fenólicos presentes no mirtilo. Observou-se maior acidez nas polpas que tinham maior quantidade de xantana, um polieletrólito, na sua formulação. Entretanto, a adição de xantana contribuiu também para a elevação do ph, talvez pela maior viscosidade, que dificulta a dissociação iônica (Kuck, 2012). Tabela 1 - Compostos fenólicos totais (mg ácido gálico.100g -1 ), atividade antioxidante pelo radical ABTS e DPPH (mm.trolox.g -1 ), acidez total tilulável (% ácido cítrico) e ph em mirtilo e polpas de mirtilo durante armazenamento congelado (-20 C). Tempo de armazenamento (dias) Tratamentos Compostos Fenólicos Totais Retenção (%) 1 518,90±16,74 ab 486,73±13,47 aa 465,92±15,65 ab 493,89±30,64 aab 95,33±8,11 A 2 486,72±13,23 ab 452,78±3,07 ba 441,40±3,34 bb 484,78±10,15 ab 99,67±4,26 A 3 530,44±2,30 ab 493,90±27,00 aa 515,34±27,97 aa 539,69±7,32 aa 101,74±0,95 A 4 256,01±2,45 ac 226,32±17,25 ab 224,67±12,91 ac 231,16±16,31 ac 90,34±7,13 A M 615,74±38,09 A Atividade Antioxidante (ABTS) 1 0,28±0,01 ba 0,23±0,02 ca 0,33±0,02 aab 0,21±0,01 cc 74,73±3,18 B 2 0,25±0,01 bb 0,22±0,02 ca 0,30±0,01 ab 0,24±0,01 bcb 96,10±3,85 A 3 0,28±0,00 ba 0,25±0,01 ca 0,35±0,01 aa 0,27±0,02 ba 97,62±5,45 A 4 0,12±0,00 bc 0,11±0,01 bb 0,15±0,01 ac 0,12±0,00 bd 100,00±0,00 A M 0,27±0,01 AB Atividade Antioxidante (DPPH) 1 0,68±0,02 aab 0,39±0,00 ba 0,37±0,02 ba 0,67±0,02 aa 99,53±1,72 A 2 0,62±0,03 ab 0,32±0,01 cc 0,38±0,03 ba 0,58±0,01 ab 94,22±5,43 A 3 0,61±0,00 ab 0,36±0,02 cb 0,44 ±0,03 ba 0,61±0,01 ab 99,45±0,95 A 4 0,29±0,01 ac 0,15±0,01 cd 0,22±0,04 bb 0,26±0,02 abc 92,06±8,36 A M 0,73±0,06 A Acidez Total Titulável ,32±0,00 abd 0,33±0,01 ac 0,29±0,01 bc 0,32±0,02 abb - 2 0,38±0,01 bcc 0,39±0,00 bb 0,37±0,01 cb 0,41±0,00 aa - 3 0,41±0,00 ab 0,43±0,01 aa 0,41±0,01 aa 0,42±0,02 aa -

5 4 0,31±0,01 bd 0,31±0,01 bc 0,30±0,01 bc 0,34±0,01 ab - M 0,68±0,01 A ph 1 3,15±0,01 ab 3,02±0,02 ba 3,04±0,01 bb 3,04±0,02 bb - 2 3,15±0,02 ab 3,02±0,01 ba 3,04±0,02 bb 3,04±0,01 bb - 3 3,18±0,02 ab 3,04±0,02 ca 3,07±0,02 bcab 3,10±0,01 ba - 4 3,16±0,02 ab 3,03±0,01 ca 3,09±0,01 ba 3,09±0,01 ba - M 3,27±0,02 A Médias (n=3) ± desvio padrão seguidas de letras distintas minúsculas na linha indicam diferença significativa entre os períodos, médias seguidas por letras maiúsculas distintas na coluna indicam diferenças significativas entre os tratamentos pelo teste Tukey (p 0,05). Onde: 1: Apenas vapor; 2: Vapor e xantana (0,1 % m/m); 3: Vapor e xantana (0,5 % m/m); 4: Tacho e xantana (0,5 % m/m); M: Mirtilo congelado por 4 dias. 4. CONCLUSÃO A aplicação de vapor associada à maior concentração de xantana resultou em elevada extração/retenção de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante no processamento e durante o tempo de armazenamento, o que demonstra a potencialidade do método utilizado. A determinação da atividade antioxidante pelo método DPPH resultou em maiores valores. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Antioxidant activity applying na improved ABTS radical cátion decolorization assay. Free Radical Biology and Medicine, 26(9), Fioravante, J. B. (2015). Tratamento térmico por adição direta de vapor e de xantana pruni como estratégia para preservação de polifenólicos e atividade antioxidante em polpa e pré-mix de mirtilo (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Pelotas, Pelotas. Hasler, C.M. (1998). Functional Foods: their role in disease prevention and health promotion. Food Technology, 52(11), Kuck, L. S. (2012). Desenvolvimento de polpa de mirtilo (Vaccinium ashei Reade) e preservação das suas antocianinas para elaboração em alimentos (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Pelotas, Pelotas. Kuskoski, E. M., Asuero, A. G., Troncoso, A. M., Mancini-Filho, J., & Fett, R. (2005). Aplicación de diversos métodos químicos para determinar actividad antioxidante en pulpa de frutos. Food Science and Technology (Campinas), 25(4), Lutz, I., (2008). A Métodos físico-químicos para análise de alimentos.(4. ed.). São Paulo. Ins Payne, T. J. (2005). Formulating with Blueberries for Health. Cereal Foods World, 50(5), Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Riceevans, C. (1999). Roesler, R. (2007). Estudo de frutas do Cerrado brasileiro para avaliação de propriedade funcional com foco na atividade antioxidante (Tese de doutorado). Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Sousa, C. D. M., Silva, H. R., Vieira-Jr, G. M., Ayres, M. C. C., Costa, C. D., Araújo, D. S. & Chaves, M. H. (2007). Fenóis totais e atividade antioxidante de cinco plantas medicinais. Química nova, 30(2),

6 Sutherland, I. W. (1993). Xanthan. In: Swings, J. G.; Civerolo, E. L. Xanthomonas. London: Chapman & Hall. Xiong, X., Li, M., Xie, J., Xue, B., & Sun, T. (2014). Preparation and antioxidant activity of xanthan oligosaccharides derivatives with similar substituting degrees. Food chemistry, 164, 7-11.