EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO NAS PROPRIEDADES FÍSICO-QUIMICAS DO MEL DE MELATO DE BRACATINGA (Mimosa scabrella Bentham) DE URUBICI (SC) A.L. Nascimento, G.C. Ferreira, G.O. Rocha, M.S. Azavedo, R. Fett, A.C.O. Costa Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade Federal de Santa Catarina, CEP: 88034-001 Florianópolis SC Brasil, Telefone: 55(48)3721-5374 e-mail: a.luizanascimento02@gmail.com RESUMO - O mel de melato de bracatinga (Mimosa scabrella Bentham) é produzido por abelhas Apis mellifera L. a partir de exsudado produzidos por cochonilhas (Tachardiella sp.) ao infestarem estas plantas. Com o objetivo de avaliar a estabilidade físico-química deste mel frente a temperaturas distintas, o presente estudo avaliou o mel de melato produzido na região de Urubici-SC, no pré e pós tratamento quanto aos parâmetros umidade, frutose, glicose, sacarose, cinzas, acidez livre, condutividade elétrica, atividade diastásica e 5-HMF, segundo metodologias da AOAC. Como resultados as concentrações de 5-HMF mantiveram-se abaixo do limite de detecção após todos os binômios testados. O único parâmetro que diferiu estatisticamente foi a atividade diastásica, como esperado, a atividade das enzimas diminuiu com a elevação de temperatura. O estudo demonstrou que o processo térmico utilizado apresenta-se como uma opção segura durante o processamento do mel, mantendo sua qualidade quanto aos parâmetros analisados. ABSTRACT Honeydew honey bracatinga (Mimosa scabrella Bentham), is produced by Apis mellifera L bees from the exudate collection of plants infested by mealybugs (Tachardiella sp.). With the purpose of evaluating the physical and chemical stability of this honey facing exposure to different binomials of distinct time and temperature, the present study evaluated the honeydew honey produced in Urubici, SC area, before and after treatment and the physical properties considering the parameters of moisture, fructose, glucose, sucrose, ash, free acidity, electrical conductivity, diastase activity and 5-HMF, according to AOAC. As a result the 5-HMF concentrations remained below detection limit after all tested binomial. The only parameter that differed statistically diastase activity was, as expected, the enzyme activity decreased with the temperature increase. The study demonstrates that the thermal treatment used is presented as a secure option during the entire processing of honey, maintaining its quality with regard to the parameters analyzed. PALAVRAS-CHAVE: mel de melato; Mimosa scabrella Bentham; tratamento térmico KEYWORDS: honeydew; Mimosa scabrella Bentham; heat treatment 1. INTRODUÇÃO De acordo com a legislação brasileira, entende-se por mel o produto alimentício produzido pelas abelhas melíferas (Apis melliferas), a partir do néctar das flores e/ou das secreções procedentes de partes vivas das plantas ou de excreções de insetos sugadores de plantas que ficam sobre as partes vivas das mesmas, onde as abelhas recolhem e transformam, combinando com substâncias específicas próprias, armazenam e deixam maturar nos favos da colméia. A classificação respeita a sua origem, caracterizando, assim, o mel floral aquele obtido exclusivamente do néctar de flores e, mel de melato,
quando obtido, principalmente, das secreções das partes vivas das plantas ou de excreções de insetos sugadores de plantas (BRASIL, 2000). O mel de melato catarinense ocorre com maior frequência em bracatingais da região do planalto sul e alto vale do Itajaí, produzido em ciclos bianuais, correspondente ao ciclo de vida da cochonilha (Tachardiella sp.), comumente entre os meses de janeiro a maio (CAMPOS, 2003), estes insetos atacam a bracatinga sugando sua seiva (MAZUCHOWSKI et al., 2014). O mel de melato de bracatinga (Mimosa scabrella Bentham) foi considerado, por muito tempo, um problema na produção apícola, pois ocasionava um escurecimento indesejado ao mel floral, interferindo na aceitação deste no mercado interno. No entanto, no ano de 2000, foram encaminhadas ao exterior, com a finalidade de divulgação, amostras deste mel escuro, até então desvalorizados, obtendo rápida aprovação pelos europeus. Devido à cultura de consumo dos produtos da Floresta Negra (Alemanha), onde alguns insetos sugadores provocam a exsudação de melatos em espécies vegetais de árvores nativas, o mel de melato de bracatinga, além de alcançar rápida aprovação, foi considerado o melhor mel do mundo, em Congresso Internacional de Apicultura, na Ucrânia em 2013, onde concorreu com méis de 86 países (MAZUCHOWSKI et al., 2014). Os limites para os parâmetros de padrão de identidade e qualidade do mel de melato especificados em legislação brasileira são: mínimo de 60,0 g 100-1 de açúcares redutores, máximo de 20,0 g 100-1 de umidade, máximo de 15,0 g 100-1 de sacarose, máximo de 1,2 g 100-1 de cinzas, até 50,0 meq Kg -1 de acidez livre, a atividade diastásica deve apresentar valor mínimo de 8,0 unidades Göthe e o máximo de 60,0 mg Kg -1 de 5-HMF (BRASIL, 2000). O tratamento térmico do mel durante o processamento ocorre na fase de obtenção do mel prensado, onde poderá ser aquecido de maneira controlada, com a finalidade de auxiliar na extração do produto, aumentando desta forma o seu rendimento. O Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA), por meio da Portaria n 06, de 25 de Julho de 1985, que aprova as Normas Higiênico-Sanitárias e Tecnológicas para Mel, Cera de Abelhas e Derivados, em Regulamento de Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal (RIISPOA), estabelece os binômios (tempo/temperatura) que podem ser aplicados aos méis, independente da origem (BRASIL, 1985). Este trabalho tem como objetivo, caracterizar e avaliar, principalmente, parâmetros de deterioração (5-HMF e atividade diastásica), antes e após os tratamentos térmicos estabelecidos no RIISPOA, além das possíveis variações nos teores de açúcares redutores (glicose e frutose) e nãoredutores (sacarose) em mel de melato de bracatinga provenientes da cidade de Urubici (SC). 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Reagentes e Equipamentos Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico. O tetraborato de sódio (TBS), ácido sórbico, brometo de cetil-trimetil-amônio (CTBA), cafeína e o 5-hidroximetilfulfural (5-HMF), foram obtidos da Sigma Aldrich (CA, E.U.A) e dodecil-sulfato de sódio (SDS) da marca Bio Agency Biotecnologia, LTDA (SP, Brasil). Os reagentes, hidróxido de sódio, cloreto de sódio, acetato de sódio, amido solúvel, iodo, D-(+)-glicose mono-hidratada, D-frutose e sacarose, ácido sulfúrico e metanol foram obtidos da Vetec (RJ, Brasil). Os principais equipamentos utilizados foram: condutivímetro Tec-4MP (SP, Brasil), phmetro DM-20 (SP, Brasil), eletroforese capilar modelo 7100 (Califórnia, E.U.A.), ultrassom Cristófoli (SP, Brasil), centrífuga MiniSpin plus (Hamburgo, Alemanha), balança analítica AB204-S (Ohio, E.U.A.), purificador de água Simplicity UV (Massachusetts, E.U.A.), colorímetro portátil Minolta CR-400 Chroma (Chiyoda, Japão), banho-maria Fisaton (São Paulo, Brasil), mufla Marqlabor (São Paulo, Brasil). 2.2. Amostras
As amostras de mel foram obtidas na cidade de Urubibi - SC, tendo como principal vegetação Mimosa Scabrela Bentham. Foram coletados méis de três colméias aleatórias, das quais três quadros com favos totalmente alveolados foram transportados sob refrigeração (5 C ± 2) ao Laboratório de Química de Alimentos da Universidade Federal de Santa Catarina. A drenagem dos méis foi realizada por gravidade após desoperculação gravidade centrifugadas à 3000 rpm durante 5 minutos e armazenadas em tubos de polipropileno à -18 ºC até o momento das análises. 2.3. Metodologias As amostras foram analisadas de forma aleatória de acordo com a descrição a seguir, e preparadas em triplicatas independentes. O teor de umidade foi realizado com a utilização de refratômetro e segundo o método número 969,38 (AOAC, 1990). A condutividade elétrica foi determinada segundo Bogdanov et al. (BOGDANOV, 1999). A determinação de acidez foi realizada através do método número 962,19 (AOAC, 1990). O ph foi determinado por leitura direta segundo Bogdanov et al. (BOGDANOV, 1997). Os açúcares (frutose, glicose e sacarose) foram obtidos através do método indireto de eletroforese capilar, descrito por Rizélio et al. (2012a), O 5-HMF foi determinado utilizando cromatografia eletrocinética micelar através do método de MEKC, descrito por Rizélio et al. (2012b). A atividade diastásica foi determinada de acordo com o método número 958,09 (AOAC, 1990). A quantificação do resíduo mineral fixo foi realizada de acordo com o método número 900.02 (AOAC, 1996). 2.4. Tratamento Térmico As amostras foram expostas ao aquecimento em banho de água de acordo com os binômios tempo/temperatura estabelecidos pela Portaria do MAPA n 06 de 25 de julho de 1985. Após atingir o tempo e a temperatura apropriados o recipiente contendo a amostra foi submerso em um banho de gelo e posteriormente, analisadas. 2.5. Análise Estatística Os resultados obtidos foram expressos na forma de média ± desvio padrão. Análise de variância (ANOVA), complementada pelo teste de diferença de médias de Tukey, foi utilizada para estabelecer a significância das diferenças sobre a média dos binômios dos tratamentos. As amostras que apresentaram diferenças ao nível de significância (p<0,05) foram consideradas diferentes estatisticamente tendo sido avaliadas no programa STATISTICA 7.0 (StatSoft Inc., Tulsa, OK, EUA). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na tabela 1, são apresentadas as características físico-químicas para as amostras de mel de melato de bracatinga (Mimosa scabrella Bentham) analisadas no estudo.
Tabela 1 - Características físico-químicas determinadas na amostra de mel de melato de bracatinga (Mimosa scabrella Bentham). Parâmetros Valores Umidade (g 100g -1 ) 16,60 ± 0,01 Açúcares redutores (g 100g -1 ) 60,30 ± 4,91 Frutose (g 100g -1 ) 36,60 ± 3,41 Glicose (g 100g -1 ) 23,70 ± 2,50 Razão F/G 1,50 ± 0,07 Sacarose (g 100g -1 ) <LOQ Resíduo mineral fixo (g 100g -1 ) 1,27 ± 0,10 Condutividade elétrica (ms cm -1 ) 1,37 ± 0,01 5-HMF (mg kg -1 ) <LOD Atividade diastásica (unidades Göthe) 25,60 ± 1,95 Acidez livre (meq kg -1 ) 55,80 ± 5,45 Ph 4,70 ± 0,17 Cor L*: 27,60 ± 0,02 ; a*: 18,10 ± 0,05 ; b*: 19,50 ± 0,01 Valores expressos como média ± desvio padrão. F/G: razão entre as concentrações de frutose e glicose; LOD (limite de detecção) para 5-HMF: 3,37 mg kg- 1 ; LOQ (limite de quantificação) para sacarose: 0,07 mg L -1 na curva de calibração. As análises das propriedades físico-química das amostras de mel apontam teor de umidade 16,60 ± 0,01 g 100 g -1 situando-se dentro das especificações da legislação que indica máximo 20 g 100g -1 (BRASIL, 2000). O teor de umidade inferior a 17 g 100g -1 é adequada para o impedimento de processos fermentativos do mel, sendo que valores superiores a 20 g 100 g -1 podem favorecer o crescimento de leveduras osmofílicas, microrganismos com capacidade de multiplicar-se mesmo em amostras com baixa atividade de água, podendo levar ao comprometimento da qualidade do produto (GOMES et al., 2010). Os açúcares redutores analisados apresentaram valores médios de 60,30 ± 4,91g 100g -1 concordando com o mínimo estabelecido pela legislação brasileira vigente, 60 g 100g -1. Dos açúcares redutores avaliados tem-se a frutose com 36,60 ± 3,41 g 100g -1 e 23,70 ± 2,50 g 100g -1 de glicose. A sacarose apresentou-se abaixo do limite de quantificação estabelecido pelo método. A razão frutose e glicose apresentado pelo mel em estudo foi de 1,54 ± 0,07, mostrando que a frutose é o monossacarídeo principal, fazendo com que diminua a propensão do mel a cristalizar-se. A concentração de resíduo mineral fixo encontrada nas amostras estudadas está acima do limite estipulado pela legislação brasileira, a qual determina máximo de 1,20 g 100g -1 para méis de melato (BRASIL, 2000). A média obtida para a triplicata de preparo da amostra foi de 1,27 ± 0,10 g 100g -1. Celechovská e Vorlová (2001), encontraram valores de cinzas para méis de melato de origem não identificada na faixa de 0,40 a 0,80 g 100g -1, sendo que nos méis de melato de bracatinga, avaliados neste estudo, o resultado encontrado foi superior. Essa variação pode ser referente à origem geográfica, e, sobretudo a composição do solo, pois o teor de cinzas depende do tipo de solo utilizado pelas plantas a partir das quais o néctar ou o melato foi coletado (KARABAGIAS, 2014; SILVA, 2016). O parâmetro condutividade elétrica pode estar diretamente relacionado à concentração de minerais (cinzas) e ácidos orgânicos nos méis e o resultado obtido para a amostra analisada foi de 1,37 ± 0,01 ms cm -1. Este parâmetro não é exigido pela legislação brasileira, mas mostrou-se de acordo com o preconizado para o mel de melato de 0,80 ms cm -1. A acidez livre é um dos parâmetros responsável pelo sabor do mel e estabilidade com relação à proliferação microbiana, e pode variar de acordo com a fonte coletada e as enzimas fornecidas pelas abelhas (WHITE, 1975). O valor encontrado para acidez livre na amostra foi de 55,84 ± 5,45 meq kg - 1, demonstrando estar superior ao permitido pela legislação brasileira que preconiza no máximo 50,00 meq kg -1 (BRASIL,2000). A média para os valores de ph encontrado no mel de melato de bracatinga
foi de 4,75 ± 0,17, estando de acordo com valores encontrados na literatura para méis de melato, variando entre 4,40 a 4,93 (CHAKIR et al., 2011; FLORES et al., 2015). Como pode ser observado na Tabela 1 as amostras de mel de melato de bracatinga não acusaram a presença 5-HMF, (LOD 3,37 mg kg -1 ). A atividade diastásica encontrada para mel de melato de bracatinga foi de 25,60 ± 1,95 unidades Göthe. Flores et al., (2015), estudando as características dos méis de melato de (Quercus pyrenaica), obtiveram valores semelhantes, variando de 16,40 a 32,60 unidades Göthe. A tabela 1 demonstra que o valor de L* da amostra encontrou-se abaixo de 50, confirmando a cor escura aparente do mel, com média de 27,60 ± 0,02. Para a* e b* a amostra obteve valores positivos indicando componentes vermelhos e amarelos, com valores de 18,1 ± 0,05 e 19,5 ± 0,01, respectivamente. Na tabela 2 estão apresentados os resultados para 5-HMF, atividade diastásica e açúcares após o tratamento térmico. Tabela 2 - Atividade diastásica, 5-HMF e açúcares redutores (frutose e glicose) em amostras de mel de melato de bracatinga, antes e após o tratamento. Binômio (temperatura/tempo) 5-HMF Atividade diastásica Frutose Glicose Fru+Gli (mg/kg) (unidades Göthe) (g/100g) (g/100g) (g/100g) Sem tratamento < LOD 25,60 ± 1,95 e 36,60 ± 2,41 a 23,69 ± 2,50 a 60,30 ± 4,91 a 1,54 c 52,0 ºC/470,0 min < LOD 12,60 ± 0,04 a, d 42,51 ± 0,70 a 26,81 ± 1,33 a 69,32 ± 1,64 a 1,59 b 54,5 ºC/170,0 min < LOD 15,50 ± 0,70 d 43,54 ± 2,12 a 26,82 ± 1,60 a 70,36 ± 3,70 a 1,62ª 57,0 ºC/60,0 min < LOD 12,30 ± 2,48 a 44,16 ± 2,93 a 30,27 ± 2,09 a 74,43 ± 5,02 a 1,46 d 59,5 ºC/22,0 min < LOD 13,60 ± 0,96 a, d 42,86 ± 0,86 a 29,76± 0,31 a 72,63 ± 1,15 a 1,44 d 65,5 ºC/2,8min < LOD 11,70 ± 0,26 a, c 33,17 ± 1,21 a 25,52 ± 0,70 a 58,68 ± 1,90 a 1,30 g 65,5 ºC/7,5min < LOD 9,41 ± 0,50 b, c 38,77 ± 1,06 a 29,01 ± 0,54 a 67,78 ± 1,49 a 1,34 f 68,0 ºC/1,0 min < LOD 9,26 ± 0,82 b, c 38,39 ± 0,87 a 27,74 ± 0,37 a 66,13 ± 1,24 a 1,38 e 71,1 ºC/0,4 min < LOD 8,71 ± 0,51 b 40,06 ± 0,38 a 29,52 ± 0,04 a 69,58 ± 0,41 a 1,36 e,f Valores expressos como média ± desvio padrão. a-g Letras diferentes na mesma coluna indicam diferenças significativas de acordo com o teste de Tukey (p < 0,05). LOD: limite de detecção; Fru+Gli: soma de frutose e glicose; F/G: razão entre as concentrações de frutose e glicose; Fonte: o próprio autor. O valor de 5-HMF, para o mel de melato submetido ao tratamento térmico, ficou abaixo do limite de detecção (3,37 mg kg -1 ) para todos os binômios avaliados. Com relação aos parâmetros de atividade diastásica, todas as amostras submetidas ao tratamento térmico apresentaram diferenças significativas (p<0,05) em relação à amostra não tratada termicamente, o que pode ser observado na Tabela 2. As amostras que sofreram tratamento térmico variaram de 8,71 a 15,50 unidades Göthe quando o mel foi submetido aos binômios 71,1 ºC por 0,4 minutos e 54,5 ºC por 170,0 minutos, respectivamente, o que confirma a sensibilidade destas enzimas ao calor, no entanto, todos os valores estão em acordo com a legislação vigente. Os valores de açúcares encontrados não apresentaram diferença significativa (p<0,05) entre os binômios aplicados e a amostra sem tratamento térmico, mostrando que o aumento de temperatura durante o tratamento térmico não influenciou na concentração dos açúcares presentes. 4. CONCLUSÃO Após o tratamento térmico, a atividade diastásica foi o parâmetro que mais sofreu variações, com diferenças significativas (p<0,05) entre os tratamentos que sofreram tratamento térmico e a amostra que não foi tratada termicamente, no entanto, estes valores permaneceram acima do valor F/G
mínimo preconizado pelo MAPA de 8,0 unidades Göthe. Os tratamentos mostraram-se eficientes frente aos parâmetros analisados, principalmente com relação à formação do produto de degradação do mel, 5-HMF, assegurando que após o tratamento térmico, independente do binômio aplicado, as amostras de mel de melato de bracatinga avaliadas permaneceram de acordo com os parâmetros de qualidade e de frescor. É possível, portanto, utilizar os binômios sugeridos pelo RIISPOA com segurança durante o processo de extração dos méis dos favos, mantendo a qualidade do produto com relação aos parâmetros analisados. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AOAC. (2005). Official Methods of Analysis. In: W. HORWITZ (Ed) (18.ed.). Gaithersburg, MD, USA: Association of Official Analytical Chemists, Inc. Bogdanov, S.; Martin, P.; Lullmann, C. (1997). Harmonised methods of the international honey commission. Swiss Bee Research Centre, FAM, Liebefeld. Bogdanov, S., Lullmann, C., Mossel, Von der Ohe, B. (1999). Honey quality and internacional regulatory standards: Review by the Internacional Honey Comission. Bee World, v. 90, p. 61-69. BRASIL, 1985. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal (RIISPOA), aprovado pelo Decreto nº 30.691/52, resolve: Aprovar as Normas Higiênico-Sanitárias e Tecnológicas para Mel, Cera de Abelhas e Derivados, Portaria nº 6, de 25 de julho de 1985. Diário Oficial da República Federativa do Brasil. BRASIL (2000). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Aprova o Regulamento de Identidade e Qualidade do Mel, Instrução Normativa nº 11, de 20 de outubro de 2000. Diário Oficial da República Federativa do Brasil. Campos, G., Della-Modesta, R. C., Silva T. J. P., Baptista K. E., Gomides, M. F., Godoy, R. L. (2003). Classificação do mel floral ou mel de melato. Ciência tecnologia de alimentos, v.23, n.1, p. 1-5. Celechovská, O., Vorlová, L. (2001). Groups of honey - Physicochemical properties and heavy metals, ACTA VET. BRNO,v 70, p.91 95. Chakir, A., Romane, A., Barbagianni, N., Bartoli, D., Ferrazt, P. (2011). Major and trace elements in different types of Moroccan honeys. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, v.5, p.223 231. Flores, M. S. R., Escuredo, O., Seijo, M. C. (2015). Assessment of physicochemical and antioxidant characteristics of Quercus pyrenaica honeydew honeys, Food Chemistry, v. 166, p.101 106. Gomes, S., Dias, L. G., Moreira, L. L., Rodrigues, P., Estevinho L. (2010). Physicochemical, microbiological and antimicrobial properties of commercial honeys from Portugal. Food and Chemical Toxicology, v. 48, p. 544 548. Karabagias, I. K., Badeka, A., Kontakos, S. Karabournioti, S.; Kontominas, M. G. (2014). Characterisation and classification of Greek pine honeys according to their geographical origin based on volatiles, physicochemical parameters and chemometrics. Food Chemistry, v.146, p.548 557. Mazuchowski, Z. J., Rech, D.T., Torezan, L. (2014). Bracatinga (Mimosa scabrella Benthan), Cultivo, manejo e usos da espécie. Florianópolis: Epagri, 364p. Rizelio, V. M., Tenfen, L., Silveira, R., Gonzaga, L. V., Costa, A. C., Fett, R. (2012a). Development of a fast capillary electrophoresis method for determination of carbohydrates in honey samples. Talanta, v. 93, p. 62-66. Rizelio, V. M., Gonzaga, L. V., Borges, G. S. C., Micke, G. A., Fett, R., Costa, A. C. (2012b). Development of a fast MECK method for determination of 5-HMF in honey samples. Food Chemistry, v, 133, p. 1640-1645. Silva, M. P., Gauche, C., Gonzaga, V. L., Costa, O. C. A., Fett, R. (2016). Honey: Chemical composition, stability and authenticity. Food Chemistry, v.196, p. 309 323. White, J. W. Jr. (1975). Composition of honey. In E. Crane (Ed.), Honey: A comprehensive survey (p. 157 206). London: Ed. Heinemann.