ANÁLISE DOS PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DE CAJUÍNA E CAJUÍNA OBTIDO POR SPRAY DRYER

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1 ANÁLISE DOS PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DE CAJUÍNA E CAJUÍNA OBTIDO POR SPRAY DRYER L.M.V. Galvão 1, M.M. Sousa 2, E. F. C. Diniz 3, O. A. Silva 4, L.C.C.Nunes 5 1- LITE Laboratório de Inovação Tecnológica e Empreendedorismo Medicamentos e Correlatos Universidade Federal do Piauí CEP: Teresina PI Brasil, (86) (luanne.morais@gmail.com). 2 - LANEX Laboratório de Nutrição Experimental Universidade Federal do Piauí CEP: Teresina PI Brasil, (mariana_msousa@yahoo.com.br). 3- Idem ao Idem ao LITE Laboratório de Inovação Tecnológica e Empreendedorismo Medicamento e Correlatos Universidade Federal do Piauí, CEP: Teresina PI Brasil, (liviocesar@hotmail.com). RESUMO O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade da secagem em spray dryer da cajuína e comparar as propriedades físico-químicas da cajuína e do seu pó. Para a secagem da cajuína em pó foram adicionados 30 % (p/p) de maltodextrina. O resultado do rendimento da recuperação do pó da cajuína foi de 81,03 % e um decréscimo de umidade para 3,0 %. Para a maioria dos parâmetros físico-químicos houve um aumento nos valores devido à adição da maltodextrina. Porém se observou uma redução significativa no teor de vitamina C no pó, por causa da alta temperatura de entrada do ar (170 C) no spray dryer. Assim, há viabilidade para a obtenção da cajuína em pó, tornando-se uma alternativa como ingrediente para agregar valor ao processamento de produtos alimentícios e farmacêuticos, e que novos estudos devem ser realizados para melhorar a eficiência do processo de secagem da cajuína. ABSTRACT This study aim verify the feasibility of the spray-drying of cajuína and analyses the physicochemical properties of the powder produced. For spray-drying of cajuina were used 30% (w/w) of maltodextrin. The result showed that the performance of recovery of the cajuina powder was 81.03% and the decrease of the moisture was 3.0%. In the most of the physiochemical parameters occurred an increase in the values due the addtion of maltodextrin. However, it was observed a significant reduction in vitamin C due the high inlet temperature (170 C) on spray dryer. It showed that is possible to obtain the powder cajuína as alternative ingredient to add value to processing of foods and pharmaceuticals, but new studies should be conducted to improve the efficiency of the cajuína drying process. PALAVRAS-CHAVE: cajuína, maltodextrina, spray dryer. KEYWORDS: cajuina, maltodextrin, spray dryer. 1. INTRODUÇÃO Para elevar o percentual de aproveitamento do pedúnculo do caju (Anacardium ocidentalle L.), vários estudos têm sido realizados com o objetivo de desenvolver novas tecnologias, métodos e processos, nas mais diferentes áreas do conhecimento, dentre as quais se destaca o desenvolvimento de produtos industriais alimentícios. Os produtos originários do caju apresentam

2 elevado potencial para a elaboração de diferentes produtos alimentícios em virtude da diversidade e riqueza na composição química da castanha e do pseudofruto (Carvalho et al., 2006). Como a produção de sucos, refrigerantes, polpas, fibras alimentares, doces e a cajuína. Nas grandes regiões produtoras de caju, Ceará, Piauí e Rio Grande do Norte, a cajuína é um produto bastante apreciado pelo seu sabor bastante característico e por ser uma bebida refrescante que deve ser consumida de preferência gelada (Abreu; Souza, 2004). Segundo a Instrução Normativa nº 12 do Ministério da Agricultura e do abastecimento (Brasil, 2000), suco de caju clarificado (cajuína) é a bebida não fermentada e não diluída, obtida da parte comestível do pedúnculo do caju (Anacardium occidentale L.), através de processo tecnológico adequado. Além da comercialização da cajuína líquida, uma das alternativas para agregar valor ao processamento de produtos alimentícios é a utilização da cajuína em pó como ingrediente alimentício ou farmacêutico, obtida através da secagem por atomozição ou spray dryer. A secagem em spray dryer é um processo amplamente utilizado na indústria de alimentos, que pode ser utilizada para transformar a polpa ou suco de fruta na forma de pó, permitindo um armazenamento prolongado e uma maior estabilidade e longevidade do produto, podendo o consumidor ter acesso a esse produto durante o ano, e não apenas no período de safra da fruta (Rocha et al, 2014). Segundo Tonon et al. (2014) para a secagem por pulverização de suco de frutas, normalmente são utilizados agentes encapsulantes como maltodextrina e goma arábica. Principalmente devido à sua alta solubilidade e baixa viscosidade, condições importantes para a o processo de secagem por pulverização. Estes agentes encapsulantes, que têm alto peso molecular, também são úteis para aumentar a temperatura do produto de transição vítrea, visando evitar problemas operacionais de secagem de pulverização tais como a viscosidade na parede da câmara de secar, bem como transformações estruturais tais como o colapso e a cristalização, no caso de produtos ricos em açúcar, como sucos de frutas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade da secagem em spray dryer da cajuína e comparar as propriedades físico-químicas da cajuína e do seu pó. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material A cajuína foi obtida em garrafas de vidro de 500 ml, de uma pequena agroindústria, localizada no munícipio de Coivaras-Piauí-Brasil. A amostra foi estocada em temperatura ambiente até o momento das análises Métodos Obtenção da cajuína em pó Para a obtenção da cajuína em pó, foram adicionados 30 % (p/p) de maltodextrina. Após a completa diluição e homogeneização, a solução formulada foi levada ao spray-dryer, modelo BUCHI, B-290, para início do processo de atomização. Segundo a metodologia modificada de Rocha et al. (2014) foram utilizados os seguintes parâmetros de secagem: vazão de ar quente (3,75 m 3 / min), temperatura de entrada do ar (170 ºC), velocidade de alimentação (0,55 L/h). Após a secagem os pós foram acondicionados em sacos de filme plástico de polietileno (PE) e acondicionados sob temperatura ambiente e sem a presença de luz. Análise de rendimento do pó da cajuína O rendimento do pó das amostras depois da secagem por pulverização foram calculados de acordo com a Equação 1: Rendimento do produto (%) = A x 100 (1) B

3 Sendo: A - quantidade de pó obtido após o processo, menos o resultado da análise sua umidade, g B - quantidade total, de sólidos presentes no suco de caju mais a maltodextrina adicionada, g Análises físico-químicas Todas as determinações físico-químicas foram realizadas em triplicata. As análises foram as seguintes: umidade (determinada utilizando-se uma estufa a 105 ºC, até peso constante), resíduo seco (foi calculado subtraindo-se de 100 g da amostra o número de g de umidade por cento ), ph (determinado através de um medidor de ph, calibrado periodicamente com soluções tampão de ph 4,0 e 7,0), acidez titulável (determinada por titulação com NaOH 0,1 N e os resultados expressos em percentagem de ácido cítrico), sólidos solúveis (determinados através da leitura dos Brix a 20 ºC em refratômetro), açúcares redutores, açúcares não redutores e açúcar total (determinado pelo método volumétrico de Lane-Eynon). E o conteúdo de vitamina C foi determinado através do método titulométrico baseado na redução do indicador 2,6-diclorofenolindofenol pelo ácido ascórbico em que os resultados foram expressos em mg de ácido ascórbico por 100 g de amostra. Estas análises foram realizadas segundo a metodologia do IAL (2008). Análise estatística Para comparação das amostras independentes utilizou-se a análise de variância, seguida do teste de Tukey, avaliado pelo programa Statistica, versão 7,0 (StatSoft Co., 2007). Os dados foram expressos como média e desvio padrão, adotando-se o nível de significância de 5 % de probabilidade (p<0,05). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A recuperação do pó é um dos principais índices de desempenho do spray dryer. Na obtenção da cajuína em pó a recuperação de pó foi de 81,03 %. Esse valor está de acordo com Rocha et al (2014), em que os valores de rendimento variaram de 73,98 % a 99,30 % no suco de caju atomizado. Segundo Bhusari et al. (2014), com o aumento da quantidade de agentes encapsulantes, aumenta a porcentagem de pó recuperado, devido à redução na viscosidade e a diminuição da deposição de partículas nas paredes da câmara de secagem. Os resultados dos parâmetros físico-químicos da cajuína e da cajuína em pó estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 - Parâmetros físico-químicos de cajuína e cajuína em pó. Parâmetros físico-químicos Cajuína Cajuína em pó Umidade (%) 88,38 ± 0,04 a 3,0 ± 0,50 b Resíduo seco (%) 11,61 ± 0,04 a 97,0 ± 0,5 b Cinzas 0,30 ± 0,02 a 0,73 ± 0,20 b ph 4,25 ± 0,05 a 4,49 ± 0,02 b Acidez total (AT) (g de ácido cítrico/ 100 g) 0,18 ± 0,00 a 0,08 ± 0,00 b Sólidos solúveis totais ( Brix) 12,0 ± 0,00 a 92,0 ± 0,00 b Relação SST/AT 66,23 ± 1,40 a 1170 ± 0,00 b Açúcares redutores (g de glicose/ 100 g) 1,81 ±0,72 a 9,92 ± 4,32 b Açúcares não redutores (g de sacarose/100 g) 13,14 ± 0,68 a 36,60 ± 4,85 b Açúcares totais (g de glicose/ 100 g) 14,95 ±1,37 a 46,52 ± 2,34 b Vitamina C (mg ácido ascórbico/100ml) 171,74 ± 0,30 a 8,18 ± 0,59 b Médias seguidas da mesma letra na linha, não diferem entre si, segundo o teste F a 95% de confiança. Fonte: Própria autora.

4 O teor de umidade reduziu de 88,38% na cajuína para 3,0% na cajuína em pó, pelo processo de atomização em spray dryer (Tabela 1). Segundo Sinija et al. (2007) e Sanhin Nadeem et al. (2011) o nível de umidade dos pós deve estar abaixo de 5 % para uma boa estabilidade e eficácia no seu armazenamento. Pois quanto maior o teor de umidade, maiores são as chances de proliferação de microrganismos e reações químicas indesejáveis (Pio, 2014). E segundo Moraes (2014), para diminuir o teor umidade dos pós, as condições ideais são concentrações maiores de maltodextrina e elevada temperatura do ar de secagem. Para o parâmetro de resíduo seco, verificou-se que a quantidade foi de 11,61 ± 0,04 a 97,0 ± 0,5, respectivamente para a cajuína e cajuína em pó (Tabela 1). O aumento da quantidade de resíduo seco na amostra de cajuína em pó deve-se a adição de maltodextrina como coadjuvante para a secagem do material. Além disso, segundo Rizzon e Miele (1996) a quantidade de resíduo seco de bebidas e alimentos é devido à constituição de substâncias como carboidratos, taninos, caramelos, ácidos fixos, componentes minerais ou componentes adicionados na preparação das bebidas. Ou seja, a soma de substâncias que em determinadas condições físicas não se volatilizam. O teor de cinzas avalia o teor de minerais encontrados no produto e na Tabela 1 observouse que os valores de cinzas encontrados, diferiram estatisticamente (p<0,05) entre a cajuína (0,30 ± 0,02) e cajuína em pó (0,73 ± 0,20). Esses resultados corroboram o estudo de Moraes (2014), que atribuiu o aumento do teor de cinzas na polpa de caju amarelo atomizadas ao uso de adjuvantes. Conforme mostra a Tabela 1 o ph da cajuína aumentou significativamente (p < 0,05) após o processo de secagem, mas os valores de ph estão inferiores a 4,5. Isso garante a estabilidade do produto com relação ao desenvolvimento e a proliferação dos microrganismos. Rocha et al. (2014) encontraram resultados semelhantes para o suco de caju em pó. Além do ph, a acidez titulável também é indicador de qualidade para alimentos. E conforme a Tabela 1, a acidez titulável da cajuína foi de 0,18 g de ácido cítrico/ 100 g e da cajuína em pó foi de 0,08 g de ácido cítrico/ 100 g. Estes valores foram inferiores aos encontrados por Santhalakshmy et al. (2015) durante o processo de secagem de suco de jamelão. Observou-se um incremento nos valores de sólidos solúveis ( Brix) no pó da cajuína, de 92 Brix (Tabela 1), quando comparado com a cajuína. Este fato deve estar relacionado ao processo de secagem, uso de maltodextrina e, consequentemente, à concentração dos nutrientes no processo seco. Para os parâmetros de açúcares foram observados também que houve um aumento na cajuína em pó, devido à utilização da maltodextrina como agente encapsulante no processo de secagem do suco clarificado. A partir da obtenção de sólidos solúveis totais (SST) e acidez total titulável (ATT) foi calculado a relação destes valores. A relação SST/ATT propicia uma boa avaliação do sabor dos alimentos, sendo mais representativa do que a medição isolada de açúcares e de acidez. Como pode ser observado, o produto atomizado contendo cajuína e adjuvante apresentou maior relação SST/ATT comparado com o suco de caju clarificado (Tabela 1), podendo-se inferir que o adjuvante provavelmente foi o responsável por esse aumento, tendo em vista que a maltodextrina possui uma média de 5 a 10 unidades de glicose/molécula (Caleffi, 2014). A vitamina C representa umas das mais importantes vitaminas hidrossolúveis, estando presente de forma natural nos alimentos, em frutas e vegetais, além do uso como aditivo alimentar e antioxidante (Lima, 2007). O ácido ascórbico possui estabilidade na forma seca, porém quando dissolvido, torna-se muito sensível ao oxigênio, luz e temperatura. Neste trabalho, a temperatura de entrada do ar no spray dryer foi superior a 150 C, a isso foi atribuído à redução significativa de vitamina C no pó de cajuína (Tabela 1). Constatou-se o mesmo, nos trabalhos de Tanaka (2007), Rocha et al. (2014), Moraes (2014). Porém, Hernandez et al. (2005) observaram que após a secagem por pulverização, houve uma melhor retenção de vitamina C em suco de pêra em pó produzido com maltodrextrina10 DE do que o produzido com a de 20 DE. Os autores atribuíram esta maior retenção devido a uma melhor ligação da maltodextrina 10 DE que tem maior grau de polimerização e sua higroscopicidade é menor. Outros estudos, como o de Silva et al. (2013) analisaram a eficácia dos

5 agentes de microencapsulação pelo spray dryer na preservação de vitamina C e compostos fenólicos em suco de camu camu, e observaram que a goma arábica foi mais eficaz que a maltodextrina na retenção dos compostos bioativos. 4. CONCLUSÕES O pó de cajuína foi produzido através da secagem por pulverização utilizando como agente encapsulante a maltodextrina. O rendimento do pó recuperado foi de 81,03 % e houve uma perda significativa do teor de umidade, podendo aumentar a estabilidade do produto. Com isso, foi verificada a viabilidade da obtenção da cajuína em pó, tornando-se uma alternativa como ingrediente para agregar valor ao processamento de produtos alimentícios e farmacêuticos. No entanto, novos estudos precisam ser realizados para obtenção do pó da cajuína, reduzindo os efeitos negativos do processo de atomização, como a diminuição do teor de vitamina C. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Abreu, F. A. P.; Souza, A. C. R. S. (2004). Cajuína: como produzir com qualidade. Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical. Bhusari, S.N., Muzaffar, K., Kumar, P. (2014) Effect of carrier agents on physical and microstructural properties of spray dried tamarind pulp poder. Powder Technology, 266, Brasil, Ministério da Agricultura e do Abastecimento. (2000). Regulamento Técnico Geral para fixação dos Padrões de Identidade e Qualidade para Polpa de Fruta (Instrução Normativa nº 1, de 07 de janeiro de 2000). Diário Oficial da União. Caleffi, T. S. L (2014). Microencapsulação de polpa de amora-preta por coacervação e spraydrying (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Paraná, Curitiba. Carvalho, J. M.; Maia, G. A.; Brito, E. S.; Crisóstomo, L. A.; Rodrigues, S. (2006). Composição mineral de bebida mista a base de água-de-coco e suco de caju clarificado. Boletim do Centro de Pesquisa e Processamento de Alimentos, 24 (1), Instituto Adolfo Lutz - IAL. (2008). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. Versão eletrônica. São Paulo. Lima, E. S., Silva, E. G., Moita Neto, J. M., Moita, G. C. (2007). Redução de vitamina C em suco de caju (Anacardium occidentale L.) industrializado e cajuína. Revista Química Nova, 30 (5), Marques, L. F (2006). Processamento do pedúnculo do caju avançado em estádio de maturação: Desidratação osmótica e secagem para elaboração de passas de caju (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande. Moraes, F. P (2014). Polpa desidratada de caju amarelo (Anacardium occidentale L.) por atomização em spray dryer: caracterização físico-química, bioativa e estudo da vida de prateleira do produto (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal. Pio, R. H. V (2014). Obtenção de fibra alimentar por processo de liofilização do subproduto do pedúnculo de caju (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Ceará, Fortaleza. Rizzon, L. A, Miele, A. (1996). Extrato seco total de vinhos brasileiros: comparação de métodos analíticos. Ciência Rural, 26 (2), Rodríguez-Hernandez, G. R., González-García, R., Grajales-Lagunes, A., & Ruiz- Cabrera, M. A. (2005). Spray-drying of cactus pear juice (Opuntia streptacantha): Effect on the physicochemical properties of powder and reconstituted product. Drying Technology, 23(4), Rocha, E. M. F. F., Sousa, S. L., Costa, J. P., Rodrigues, S., Afonso, M. R. A., & Costa, J. M. C. (2014). Obtenção do suco de caju atomizado através do controle das condições de secagem. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18(6), Şahin N. H.; Torun, M.; Özdemir, F. (2011). Spray drying of the mountain tea (Sideritis stricta) water extract by using different hydrocolloid carriers. Food Science and Technology, 44,

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