Efeito da adição de solutos e ácidos em poupa de goiaba 1 Renata TORREZAN 2,*, José Gilberto JARDINE 3, Alfredo de A. VITALI 4 RESUMO Neste trabalho foram comparados os efeitos da adição dos solutos sacarose, glicose, glicerol e açúcar invertido com relação à capacidade de reduzir a atividade de água (Aa) da polpa de goiaba 15ºBrix e dos ácidos fosfórico, cítrico e láctico (percentuais de 0 a 10% em relação à polpa) com relação à capacidade de reduzir o ph e aumentar a acidez desta polpa. Foram comparados os valores de Aa experimentais, teóricos e calculados da polpa de goiaba em função da adição dos solutos. Para o cálculo da Aa teórica utilizou-se o modelo de Norrish e para a determinação da Aa calculada utilizou-se a equação de Ross, conhecendo-se experimentalmente a Aa da polpa original. A acidez total foi determinada pelo método acidimétrico e o ph pelo método potenciométrico. Foram levantadas as curvas de acidez. Observou-se que o glicerol é o maior depressor de Aa do produto, seguido pela glicose, sacarose e açúcar invertido. Para as concentrações de até 1%, os ácidos testados apresentaram comportamento semelhante em relação à redução de ph e aumento da acidez.
Palavras-chave: polpa de goiaba, atividade de água, acidez total, ph. SUMMARY EFFECTS OF SOLUTES AND ACID ADDITION TO GUAVA PULP. The capacities of added sucrose, glucose, invert sugar and glycerol to decrease water activity (a w ) of guava pulp (15 Brix) were compared. Added fosforic, citric and lactic acids were also assessed for their effects in ph reduction as well as in increasing titritable acidity in pulp. Theoretical, experimental and calculated a w values were compared as a function of solute addition. Norrish model was used to determine theoretical a w values and Ross equation to generate calculated a w values using experimental ones. Acidity and ph curves were determined according to titrimetric and potentiometric assays, respectively. Glycerol exhibited the strongest capacity regarding a w reduction, followed by glucose, sucrose and invert sugar. In concentrations up to 1% w/w, all tested acids showed similar effects in decreasing ph and increasing titritable acidity of guava pulp. Keywords: guava pulp; water activity; titritable acidity, ph. 1 INTRODUÇÃO O Brasil situa-se entre os principais produtores mundiais de goiaba, sendo que a maior parte da produção destina-se à industrialização, geralmente na forma de polpa ou purê e doces [5]. No processo de fabricação de polpas é permitida a adição de sacarose e ácido cítrico [1]. Dos acidulantes os ácidos cítrico, fosfórico e láctico são os mais
utilizados em alimentos. O primeiro, devido à alta solubilidade e ao efeito tamponante, favorece a estabilidade dos produtos finais, sendo assim, bastante utilizado em geléias, doces em massa e frutas em calda. O ph e a atividade de água (Aa) são fatores importantes que determinam o crescimento e a sobrevivência dos microrganismos durante o processamento, estocagem e distribuição de alimentos. A Aa quantifica o grau de ligação da água contida no alimento e conseqüentemente sua disponibilidade para agir como solvente e participar das transformações químicas, bioquímicas e microbiológicas [7]. O primeiro passo para predizer a Aa de um alimento fresco ou processado consiste em conhecer quais são os seus principais constituintes e suas proporções relativas com respeito à água contida nestes alimentos [2]. Vários trabalhos têm sido desenvolvidos no sentido de estimar a Aa de soluções simples ou mistura de multicomponentes por modelos matemáticos teóricos ou semi-empíricos. Os modelos propostos por NORRISH [8] e ROSS [9] descrevem as soluções binárias de nãoeletrólitos e a de multicomponentes. A possibilidade de ajustar a Aa dentro das faixas desejadas muitas vezes é limitada pela necessidade de se utilizar altas quantidades de solutos que podem conferir sabores indesejáveis ao produto (amargor, doçura, etc.) ou podem afetar adversamente suas propriedades físicas. A utilização de depressores de Aa constitui o princípio básico dos alimentos que utilizam a Aa como obstáculo principal ou como um dos obstáculos para a sua preservação. Três classes gerais de compostos químicos têm sido comumente utilizados como depressores de Aa na produção de alimentos: polióis (propileno glicol, glicerol, sorbitol), açúcares (sacarose, glicose e frutose) e os sais minerais (cloreto de sódio, cloreto de potássio e lactato de sódio). O objetivo deste trabalho foi comparar os efeitos da adição dos ácidos mais utilizados e permitidos para a indústria de doces de goiaba e de sacarose, glicose, glicerol e açúcar invertido, com relação, respectivamente, a capacidade de reduzir o ph e aumentar a acidez e de reduzir a Aa desta polpa.
2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material Utilizou-se polpa de goiaba, variedade IAC-4 e 15 Brix, obtida pelo processo de enchimento a quente. Os produtos utilizados foram os solutos sacarose comercial, açúcar invertido comercial, glicose P.A. e glicerol P.A. e os ácidos cítrico monohidratado, láctico (85%) e ortofosfórico (85%), todos P.A. Os ácidos foram adicionados na proporção de 0 a 10% em relação à polpa. 2.2 Metodologia experimental Os solutos foram adicionados em quantidade suficiente para reduzir a Aa até cerca de 0,9. Os ingredientes testados e as quantidades de polpa correspondentes foram devidamente pesados em balança semi-analítica e homogeneizados através de batedeira Walita, por cerca de 2 minutos, em velocidade média. A acidez total titulável foi determinada pelo método acidimétrico da A.O.A.C. [3], utilizando-se NaOH 0,2N. A curva de acidez foi levantada para se determinar a quantidade exata de ácido que deve ser adicionada ao produto para o mesmo atingir a acidez ou o ph desejado. O ph foi determinado pelo método potenciométrico [4]. No cálculo das Aa teóricas das soluções de sacarose, glicose e glicerol (não-eletrólitos) utilizou-se o Modelo de Norrish. No caso específico do açúcar invertido, o cálculo de Aa teórica foi feito com base na composição do açúcar invertido fornecida pelo fabricante, ou seja, 30% de glicose, 30% de frutose, 40% de sacarose e 76,8 Brix, utilizando-se o Modelo de Ross. A Aa calculada foi obtida pela aplicação do Modelo de Ross, utilizando-se os valores da Aa teórica e da Aa experimental da polpa original. A medida experimental da Aa das amostras foi feita no higrômetro AQUA-LAB, digital, modelo CX-2, fabricado pela Decagon Devices Inc., EUA. Foram retiradas 3 amostras de cada produto, sendo feitas 3 leituras de cada amostra em seqüências alternadas. A temperatura para leitura da Aa foi controlada a 25,0 ± 0,3 C. O Aqua-lab foi periodicamente limpo sendo aferida a sua precisão. Construíram-se as curvas de calibração à mesma temperatura utilizada
nas leituras das amostras, com soluções salinas saturadas, padrões de referência [6]. Essas leituras foram feitas em quadruplicatas de seis soluções salinas saturadas diferentes (NaCl, (NH 4 ) 2 SO 4, KCl, BaCl 2, KNO 3 e K 2 SO 4 ) na faixa de Aa de 0,75-1,00, utilizada neste trabalho. Foi feita uma análise de regressão linear e traçadas as respectivas curvas de calibração. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Nas concentrações muito baixas (até cerca de 0,5%) os ácidos testados apresentaram comportamento semelhante na redução do ph (Figura 1), para as demais o ácido fosfórico abaixou mais o ph seguido pelos ácidos cítrico e láctico, nas mesmas concentrações. FIGURA 1. Efeito da adição de ácidos no ph da polpa de goiaba. O ácido fosfórico aumentou mais a acidez da polpa de goiaba seguido pelo ácido cítrico e láctico (Figura 2). Em baixas concentrações (até cerca de 1%) os ácidos testados apresentaram comportamentos semelhantes.
FIGURA 2. Efeito da adição de ácidos na acidez da polpa de goiaba. Os valores de Aa calculados e experimentais mostraram-se bastante próximos para os solutos testados. Para a sacarose e glicose houve uma diferença maior entre esses valores nas concentrações acima de 30%, para o glicerol acima de 20% e para o açúcar invertido apenas para os valores acima de 45%. Assim seria possível predizer os valores de Aa após a adição destes solutos nos casos em que a polpa de goiaba apresentasse Aa inicial diferente (Figuras 3, 4, 5 e 6). FIGURA 3. Efeito da adição de sacarose na Aa teórica, experimental e calculada da polpa de goiaba.
FIGURA 4. Efeito da adição de glicose na Aa teórica, experimental e calculada da polpa de goiaba. FIGURA 5. Efeito da adição de glicerol na Aa teórica, experimental e calculada da polpa de goiaba.
FIGURA 6. Efeito da adição de açúcar invertido na Aa teórica, experimental e calculada da polpa de goiaba. Em geral, os valores de Aa experimentais apresentaram-se ligeiramente menores do que os calculados ou bastante próximos, indicando que em termos práticos pode-se alcançar valores de Aa ainda menores que os preditos pelas equações, conferindo, assim, uma melhor estabilidade microbiológica ao produto. A Figura 7 retrata uma comparação da capacidade de redução de Aa provocada pela adição de solutos na polpa de goiaba. Observa-se que o glicerol é o maior depressor de Aa do produto, seguido pela glicose, sacarose e açúcar invertido. Esse fato está relacionado com a massa molar desses solutos. Até cerca de 20% de concentração, o açúcar invertido reduz ligeiramente mais a Aa do que a sacarose, porém, acima desta concentração, a sacarose apresenta maior eficiência na redução de Aa. Apesar do açúcar invertido ser uma mistura de glicose e frutose de menor massa molar que a sacarose, o açúcar invertido também apresenta na sua composição sacarose e água que contribuem para a menor eficiência deste soluto na redução de Aa nas mesmas concentrações.
FIGURA 7. Efeito da adição de solutos na Aa da polpa de goiaba. 4 CONCLUSÕES Os ácidos testados apresentaram comportamento semelhante na redução do ph e aumento da acidez para os níveis de concentrações mais baixas (até 1%). Para as demais concentrações (acima de 1%) o ácido fosfórico abaixou mais o ph e aumentou mais a acidez seguido pelo cítrico e láctico, nas mesmas concentrações. Para todos os solutos testados, a comparação das curvas experimentais, teóricas e calculadas, revela que há uma concordância razoável entre valores experimentais e preditos por equações. O glicerol mostrou maior capacidade de reduzir a Aa da polpa de goiaba, seguido pela glicose, sacarose e açúcar invertido. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS INDÚSTRIAS DA ALIMENTAÇÃO. Compêndio da legislação brasileira de alimentos. São Paulo, 1992. [2] CHIRIFE J. Prediccion de la actividad de agua en alimentos. In: JARDIM, D. C. P. (coord). I Seminário sobre atividade de água em alimentos. Campinas, Instituto de Tecnologia de Alimentos. 1987. p. 1-
40. [3] HELRICH, K. (ed).official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists.15 th ed., Arlington, A.O.A.C., 1990. 1298 p. [4] INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz. Métodos químicos e físicos para análise de alimentos. 3 a ed., v. 1. São Paulo, 1985. 533 p. [5] JAGLIANI, J. ; CHAN Jr., H. T. ; SAKA, W. S. Tropical Fruit Processing.Londres, Academic Press Inc. Ltd., 1988. p. 9-43. [6] KITIC, D. ; JARDIM, D. C. P. ; FAVETTO, G. J. ; RESNIK, S. L. ; CHIRIFE, J. Theoretical prediction of water activity of standard satureted salt solutions at various temperatures. Journal of Food Science, Chicago, v. 51, n. 4, p. 1037-1041, 1986. [7] LABUZA, T. P. The properties of water in relationship to water binging in food: a review. Journal of Food Processing and Preservation, Westport, v. 1, n. 2, p. 167-1, 190, 1977. [8] NORRISH, R. S. An equation for the activity coefficients and equilibrium relative humidities of water in confectionery syrups. Journal of Food Technology, Oxford, v. 1, n. 1, p. 25-39, 1966. [9] ROSS, K. D. Estimation of water activity in intermediate moisture foods. Food Technology, Chicago, v. 29, n. 3, p. 26-34, 1975. 1 Recebido para publicação em 26/06/98. Aceito para publicação em 18/01/99. 2 EMBRAPA-CTAA- Av. das Américas, 29.501 - Guaratiba - CEP 23020-470 - Rio de Janeiro - RJ. 3 EMBRAPA-CNPTIA. Caixa Postal 6041. CEP 13083-970 - Campinas - SP. 4 ITAL. Caixa Postal 139. CEP 13073-001 - Campinas - SP. * A quem a correspondência deve ser enviada.