AVALIAÇÃO DO TEOR DE COMPOSTOS BIOATIVOS DO RESÍDUO DE ACEROLA (Malpighia emarginata D.C.) APÓS SECAGEM EM LEITO FIXO 1 Grégori Ullmann, 2 Paolla Marlene C. da Cunha, 3 Mariana de Deus Silva 4 Diogo Italo S. da Silva e 5 Gláucia de Fátima M. Vieira e Souza e 6 Marcos Antonio de Souza Barrozo 1 Bolsista do Programa de Educação Tutorial, PET/MEC/UFU, discente do curso de Engenharia Química 2 Discente do curso de Engenharia Química/UFU 3 Bolsista de Iniciação Tecnológica PIBIT/CNPq/UFU, discente do curso de Engenharia Química 4 Doutorando do curso de Engenharia Química/UFU, Professor do Instituto Federal do Mato Grosso IFMT 5 Pós-Doutoranda PNPD/Institucional /Capes/UFU do curso de Engenharia Química 6 Professor da Faculdade de Engenharia Química da UFU/MG 1,2,3,4,5,6 Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia. Av João Naves de Ávila, 2121, Bloco 1K, Campus Santa Mônica, Uberlândia - MG, CEP 38408-100. e-mail: masbarrozo@ufu.br RESUMO - O Brasil está entre os três maiores produtores mundiais de frutas, sendo esse tipo de alimento industrializado e comercializado de diferentes formas. Do material utilizado para produção de polpas, 40% se torna resíduo, que em sua maioria é descartado. Pesquisas realizadas concluíram que existem teores consideráveis de compostos bioativos para a alimentação humana e animal nesses resíduos de frutas. Dessa forma, o aproveitamento desse material proveniente de processos industriais é de fundamental importância. A secagem é uma alternativa para aumentar a vida útil, diminuir a atividade microbiana e facilitar o transporte e armazenamento desse produto. Sendo assim, avaliou-se neste trabalho a influência que a temperatura, a velocidade do ar e o tempo de secagem exercem nos teores de ácido ascórbico, fenólicos totais e flavonoides totais presentes no resíduo de acerola (Malpighia emarginata D.C.) após a secagem. Foram analisados resíduos secos em temperaturas entre 31,7 e 88,3 C, em velocidades entre 0,12 e 0,68 m/s e com tempos variáveis entre 159,3 e 300,7 min. Através da análise dos resultados observou-se a viabilidade do aproveitamento do resíduo, pois valores significativos desses compostos bioativos foram obtidos após a secagem nas condições estudadas quando comparados com os valores obtidos para o resíduo in natura. Palavras-Chave: resíduo de acerola, secagem, compostos bioativos INTRODUÇÃO Atualmente as frutas são ricas fontes de água, carboidratos, proteínas e vitaminas, o que lhes caracteriza como ótima opção para a composição da alimentação humana e animal. Segundo dados da FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2014), a produção e comércio de frutas tropicais cresceu nos últimos anos e pode chegar a alcançar 82 milhões de toneladas em 2014. Do total de frutas processadas industrialmente, como manga, acerola, maracujá e caju, são gerados em média 40% de resíduos (Lousada Júnior et al., 2006), dessa forma, faz-se necessário o aproveitamento desse material, seja ele como adubo natural ou como nova fonte de alimentos em farinhas ou rações animais. A armazenagem desses resíduos, seu transporte e sua utilização em outros tipos de alimentos é dificultado devido ao seu alto teor de umidade, o qual torna propício o crescimento microbiano e consequentemente à degradação do material. Deste modo, um procedimento que minimizaria essa dificuldade seria a realização da secagem, que retira os teores de água tornando o resíduo passível de armazenagem e posterior utilização. Além disso, esse procedimento possui menor custo e simples operação (Almeida, 2006). No entanto, este processo pode provocar variações em substâncias como os compostos bioativos, que estão suscetíveis às possíveis reações de oxidações ocorridas durante o processamento e estocagem dos alimentos, uma vez que alguns destes compostos são instáveis
em condições de luz e calor (Macheix et al., 1990). Os compostos bioativos, também chamados de antioxidantes, são em sua marioria responsáveis por tornar as frutas excelentes alimentos para a saúde da população (Rice-Evans et al.,1996). Sua formação química, algumas vezes com aneis aromáticos com uma ou mais hidroxilas, é responsável por neutralizar radicais livres, estabilizando termodinamicamente esses compostos de natureza instável (Sousa et al., 2007). Os frutos provenientes da aceroleira (Malpighia emarginata D.C.), espécie proveniente das regiões das Antilhas e América Central, apresentam elevadas taxas de acidez e ácido ascórbico, bem como de compostos fenólicos, o que torna o resíduo dessa fruta interessante para ser utilizado na alimentação. Dessa forma, o presente trabalho avaliou o teor de compostos bioativos (fenólicos, flavonoides, ácido ascórbico e ácido cítrico) presentes no resíduo dos frutos de acerola após o procedimento de secagem. Materiais MATERIAIS E MÉTODOS O resíduo de acerola utilizado foi doado pela empresa Fruit Press e transportado sob condições de resfriamento. Em seguida o material foi armazenado em sacos plásticos dentro de um freezer a baixas temperaturas. Métodos Secagem: Foram realizadas operações de secagem com o resíduo seguindo as condições de operação determinadas por um prévio planejamento (Tabela 1), em que variou-se a temperatura da corrente de ar em uma faixa de 31,7 a 88,3 C, a velocidade do ar em uma faixa de 0,12 a 0,68 m/s e o tempo de processo entre 159,3 e 300,7 min. Após o final de cada processo foram retiradas amostras do resíduo nas posições axiais de 0,05, 0,15 e 0,25 m para as posteriores análises. Umidade: A umidade das amostras antes e após a secagem foi determinada pelo método gravimétrico em estufa a 105±3 C por 24 horas. Após esse período, as amostras foram retiradas da estufa, colocadas em um dessecador e, posteriormente, pesadas em balança analítica. Teor de acidez total titulável e ácido ascórbico: A acidez titulável total das amostras foi realizada de acordo com os métodos da Association of Official Analytical Chemists. O conteúdo de ácido ascórbico, por sua vez, foi determinado por titulometria, método que se baseia na redução do 2,6-diclorofenol-indofenol pelo ácido ascórbico, e os resultados expressos em mg de ácido ascórbico em 100 g de amostra (AOAC, 1995). Tabela 1 Níveis do planejamento composto central Tempo de Temperatura Velocidade secagem ( C) (m/s) (min) 40,0 0,20 180,0 40,0 0,20 280,0 40,0 0,60 180,0 40,0 0,60 280,0 80,0 0,20 180,0 80,0 0,20 280,0 80,0 0,60 180,0 80,0 0,60 280,0 31,7 0,40 230,0 88,3 0,40 230,0 60,0 0,12 230,0 60,0 0,68 230,0 60,0 0,40 159,3 60,0 0,40 300,7 Teor de fenólicos totais e flavonóides totais: O teor de fenólicos totais foi determinado pelo método espectrofotômetro desenvolvido por Folin Ciocalteu (Singleton e Rossi, 1965). Preparou-se uma curva padrão com ácido gálico em concentração variando de 0,2 a 2,0 mg/ml, e os resultados foram expressos em mg equivalente de ácido gálico em 100 g de amostra. O solvente utilizado para a extração dos flavonóides foi o metanol. O conteúdo de flavonoides totais foi determinado pelo método colorimétrico segundo Zhishen et al., (1999). A rutina foi utilizada como padrão para a obtenção da curva de calibração. Os resultados foram expressos em µg equivalente de rutina em 100 g de amostra. Estatística: Todas as análises dos compostos antioxidantes foram realizadas em triplicata e os resultados expressos em média ± desvio padrão (SD). Com o objetivo de analisar os efeitos isolados da temperatura, velocidade e do tempo de secagem, bem como de interações das três variáveis do processo na qualidade do resíduo de acerola, optou-se pela metodologia estatística (software STATISTICA) utilizando a técnica de superfície de resposta.
RESULTADOS E DISCUSSÃO Após as análises foi realizado um tratamento estatísitico com os valores obtidos e constatou-se que os teores de cada composto no resíduo seco variaram com a posição axial da amostra no leito onde foi realizada a secagem. O teor de ácido ascórbico do resíduo, obtido antes da secagem foi de 21,47 ± 1,91 mg de ácido ascórbico / 100g de resíduo. Observouse que, após a secagem, os maiores valores obtidos foram para as amostragens nas posições axiais de cota 0,05 m e 0,15 m, com 639,17 ± 40,24 mg de ácido ascórbico/100 g e 674,70 ± 35,11 mg ácido ascórbico/100 g, respectivamente. Observou-se então um aumento no teor de ácido ascórbico de amostras na altura de 0,05 m, para valores intermediários e altos de temperatura e velocidade de ar, comparado à amostra úmida. Esse aumento pode ser explicado pela inativação de enzimas responsáveis pela degradação dos compostos antioxidantes (DORTA, LOBO e GONZALEZ, 2012). A vitamina C é considerada um indicador de qualidade de alimentos processados devido a sua instabilidade térmica (PODSEDEK, 2007), desse modo pode se afirmar que a secagem realizada foi eficiente, pois aumentou o teor no residuo seco em comparação ao úmido. As Figuras 1, 2 e 3 apresentam as superfícies de resposta do teor de ácido ascórbico em função das variáveis estudadas na posição axial do leito de 0,05 m. Figura 1: Variação da concentração de ácido ascórbico em função de temperatura e Figura 2: Variação da concentração de ácido ascórbico em função do tempo de secagem e da velocidade da corrente de ar do secador. Figura 3: Variação da concentração de ácido ascórbico em função do tempo de secagem e da temperatura da corrente de ar do secador. Com relação aos teores de fenólicos, o maior valor obtido no resíduo seco foi encontrado na altura de 0,15 m e nas condições de secagem de 60 C, velocidade de 0,4 m/s do ar durante 159,3 min de processo. Observou-se que a velocidade do ar teve pouca influência, sendo os fatores contribuintes para maiores teores de fenólicos os baixos níveis de temperatura e de tempo de secagem. Comparado ao teor obtido no resíduo in natura, 1425,27 ± 135,16 mg ácido gálico/100 g, o maior teor no resíduo seco teve um aumento considerável atingindo 2845,93 mg ácido gálico/100 g. Esse comportamento pode ser explicado devido ao rompimento dos vacúolos das células durante a secagem, causando a liberação de compostos fenólicos antes armazenados (CHISM E HAARD, 1996). As Figuras 4, 5 e 6 apresentam as superfícies de resposta do teor de compostos
fenólicos em função das variáveis estudadas na posição axial do leito de 0,15 m. Figura 4: Variação da concentração de fenólicos em função de temperatura e Os maiores teores de flavonoides totais foram obtidos em temperaturas e velocidades medianas e em curtos tempos de secagem, sendo que o maior teor encontrado foi na posição de altura 0,15 m. Comparado ao teor de flavonoides no resíduo in natura (885,00 ± 32,46 µg rutina/100 g), o resíduo seco apresentou um aumento considerável nos valores, atingindo o maior teor de 3097,21 ± 174,97 µg rutina/100 g para as condições de 60 C, velocidade do ar de 0,4 m/s e tempo de processo de 159,3, sendo estas as mesmas condições em que foi encontrado o maior teor de fenólicos. Este comportamento também pode ser observado por Silva et al. (2013), em que o residuo seco de abacaxi apresentou teores de fenólicos e flavonoides totais maiores que para o in natura. As Figuras 7, 8 e 9 apresentam as superfícies de resposta do teor de flavonóides em função das variáveis estudadas na posição axial do leito de 0,15 m. Figura 5: Variação da concentração de fenólicos em função do tempo de secagem e da Figura 7: Variação da concentração de flavonoides em função de temperatura e Figura 6: Variação da concentração de fenólicos em função do tempo de secagem e da temperatura da corrente de ar do secador. Figura 8: Variação da concentração de flavonoides em função do tempo de secagem e da
Figura 9: Variação da concentração de flavonoides em função do tempo de secagem e da temperatura da corrente de ar do secador CONCLUSÕES Observou-se que as variáveis: temperatura, velocidade e tempo agiram diretamente no processo de secagem. Assim, analisando e considerando o produto final, verificou-se que para fenólicos e flavonoides totais os melhores resultados foram obtidos a temperaturas e velocidades intermediárias (60 C e 0,4 m/s) e em curtos tempos de secagem (159,3 min). Já para o ácido ascórbico, os melhores teores resultaram de temperaturas, velocidades e tempos intermediários (60 C, 0,4 m/s, 180 min) e elevados (80 C, 0,6 m/s, 230 min). Portanto, o processo de secagem se mostra como uma alternativa viável para o resíduo de acerola como forma de favorecer seu transporte e armazenamento através da retirada de água do resíduo, além de proporcionar a obtenção de altos teores dos compostos bioativos estudados, proporcionando sua possível utilização para diversos fins, inclusive no combate a doenças diversas e na desnutrição. NOMENCLATURA m/s metros por segundo mg miligrama ml mililitros µg micrograma g grama min minuto REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS acerola. Revista de Biologia e Ciêcias da Terra. v 06 (1) 1 semestre 2006. AOAC. Official methods of analysis. Association of Official Analytical Chemists, Gaithersburg, MD., 1995. CHISM, G.W. & HAARD, N.F. Characteristics of edible plant tissues. Food Chemistry. p. 943 1011. New York: Marcel Dekker, Inc, 1996. DORTA,E., LOBO,M.G. & GONZALEZ,M. Using drying treatments to stabilise mango peel and seed: effect on antioxidant activity. LWT, v. 45, p.261 268, 2012. FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations. Statistical Yearbook 2014. Disponível em http://www.fao.org/docrep/019/i3592e/i3592 e.pdf JÚNIOR, J. E. L, COSTA, J. M. C., NEIVA, J. N. M., & RODRIGUEZ, N. M. Caracterização físico-química de subprodutos obtidos do processamento de frutas tropicais visando seu aproveitamento na alimentação animal. Revista Ciência Agronômica, v. 37(1), p. 70-76, 2006. MACHEIX, J- J.; FLEURIET, A.; BILLOT, J. Fruit Phenolics. Boca Raton: CRC, 1990. p.192-221. PODSEDEK, A. Natural antioxidant and antioxidant capacity of Brassica vegetables: a review. LWT: Food Science and Technology, v. 40 (1), p.1 11, 2007. RICE-EVANS, C.A.; MILLER, N.J.; PAGANGA, G. Structure antioxidant activity relationship of flavonoids and phenolic acid. Free Rad. Bio. Med., v.20, n.7, p.933-956, 1996. SILVA, D. I. S.; NOGUEIRA, G. D. R.; DUZZIONI, A. G. Changes of antioxidante constituents in pineapple (Ananas comosus) residue during process. Industrial Crops and Products SD. p. 557-562, 2013. SINGLETON, V.L., ROSSI, J.A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolibidic phosphotungistic acid reagents. American Journal of Enology and Viticu, v.16, p, 144 158, 1965. SOUSA et al., 2007. Fenóis totais e atividade antioxidante de cinco plantas medicinais. Quim. Nova, v. 30, n. 2, 351-355. ZHISHEN, J., MENGCHENG, T., JIANMING, W. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food Chemistry, v.64, p.555 559, 1999. ALMEIDA, C. A., GOUVEIA, J. P. G., ALMEIDA, F. A. C., SILVA, F. L. H. Avaliação da Cinética de secagem em frutos de