antocianinas de jambolÃo (syzygium cumini comparaÇÃo de
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE NUTRIÇÃO
ANTOCIANINAS DE JAMBOLÃO (SYZYGIUM CUMINI):
COMPARAÇÃO DE DIFERENTES MÉTODOS DE
EXTRAÇÃO E AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE
FRENTE A pH, TEMPO E TEMPERATURA
SARA SAYONARA DA CRUZ NASCIMENTO
NATAL-RN
2017
SARA SAYONARA DA CRUZ NASCIMENTO
ANTOCIANINAS DE JAMBOLÃO (SYZYGIUM CUMINI):
COMPARAÇÃO DE DIFERENTES MÉTODOS DE
EXTRAÇÃO E AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE
FRENTE A pH, TEMPO E TEMPERATURA
Orientadora: Profª. Drª. Thaís Souza Passos
NATAL-RN
2017
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Curso de Graduação em
Nutrição da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte como requisito final
para obtenção do grau de Nutricionista.
SARA SAYONARA DA CRUZ NASCIMENTO
ANTOCIANINAS DE JAMBOLÃO (SYZYGIUM CUMINI):
COMPARAÇÃO DE DIFERENTES MÉTODOS DE
EXTRAÇÃO E AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE
FRENTE A pH, TEMPO E TEMPERATURA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Nutrição da
Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito final para obtenção do grau de
Nutricionista.
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________________
Profª. Drª. Thaís Souza Passos
__________________________________________________________
Profª. Drª. Renata Alexandra Moreira das Neves
_____________________________________________________________
Profª. Drª. Liana Galvão Bacurau Pinheiro
Natal, _____ de ________________ de 2017.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, agradeço a Deus pelo dom da vida, por me dar saúde, força,
sabedoria, por me proporcionar a oportunidade de estar concluindo uma etapa tão importante
da vida, e estar comigo em todos os momentos.
À minha orientadora Thaís Souza Passos, pela confiança, por todo empenho,
dedicação, paciência, ensinamentos, amizade, por não medir esforços e estar disponível em
todos os momentos, me incentivando e ajudando a superar os desafios encontrados.
Aos meus pais e a toda minha família, pelo amor, carinho, apoio, incentivo, por
estarem comigo em todos os momentos, me ajudando a seguir mesmo em meio as
dificuldades e me dando suporte para o alcance dos meus objetivos.
Aos meus amigos e colegas, pelas palavras amigas, compreensão, carinho,
momentos compartilhados, por sempre estarem ao meu lado, apoiando, aconselhando e me
dando força em todos os momentos. Em especial a Thainá e Renata, por não medirem
esforços em me disponibilizarem os Jambolões para a realização deste trabalho.
Agradeço também a todos os departamentos, professores, doutorandos e
mestrandos que disponibilizaram seus laboratórios e equipamentos para a realização das
análises, em especial ao laboratório de Análises dos alimentos.
À equipe do Laboratório de Técnica Dietética pela força, incentivo, alegrias e
momentos compartilhados.
E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte da minha formação, o meu
muito obrigado.
“Porque dEle e por Ele, e para Ele, são todas as
coisas; glória, pois, a Ele eternamente.”
(Romanos 11:36)
NASCIMENTO, S. S. C. Antocianinas de jambolão (Syzygium cumini): Comparação de
diferentes métodos de extração e avaliação da estabilidade frente a pH, tempo e
temperatura. 2017. 30 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Nutrição) – Curso
de Nutrição, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
A cor é um atributo sensorial de grande importância para os alimentos, pois desempenha um
papel importante no sucesso de um produto no mercado consumidor. Desta forma, a indústria
alimentícia utiliza corantes sintéticos devido ao baixo custo, estabilidade e brilho. Entretanto,
no último século, os corantes artificiais tem sido citados como responsáveis por acarretar
inúmeros riscos toxicológicos à saúde humana. Com isso, vêm crescendo as pesquisas para a
utilização de substâncias de origem natural. As antocianinas são pigmentos empregados como
corante alimentício natural, sendo estudadas também pelas inúmeras atividades biológicas.
Syzygium cumini, conhecida como jambolão, é uma arvore com frutos de coloração roxa
intensa, em forma de baga, rico em antocianinas. Apesar da grande variedade de pigmentos de
origem natural, existem limitações quanto à aplicação, por apresentarem uma menor
estabilidade e maior custo. O presente estudo teve como objetivos determinar a melhor forma
de extração das antocianinas do jambolão, combinando tipo de amostra e solvente, e
determinar a estabilidade desses pigmentos em diferentes condições de pH, temperatura e
tempo. Foram avaliados cinco tratamentos diferentes de extração (fruta in natura sem caroço;
fruta in natura sem caroço triturada no liquidificador; fruta in natura sem caroço triturada no
liquidificador e concentrada no desidratador (50ºC/10h); fruta in natura sem caroço triturada
no liquidificador e liofilizada; e fruta in natura sem caroço seca em estufa ventilada (55ºC/
20h) e moída em liquidificador), combinadas a diferentes solventes (água destilada, água
contendo ácido cítrico a 1 e 2 %, e água contendo ácido acético a 1 e 2%). A extração ocorreu
por maceração (1:6 p/v). As antocianinas foram quantificadas por espectrofotometria UV-
visível. No estudo de estabilidade, o extrato de antocianinas foi submetido a diferentes
condições de pH (2,5; 3,5 e 4,5), temperatura (55; 65 e 75°C) e tempo (1; 5 e 10 minutos). A
análise estatística foi realizada utilizando o software GraphPad Prism 5.03, por meio de
ANOVA com pós-teste de Tukey (p<0,05). Os resultados mostraram que a melhor forma de
extração foi utilizando amostra seca em estufa ventilada e água contendo ácido acético (1% -
27,75 e, 2% - 28,79 mg/100g de jambolão, p>0,05). O teste de estabilidade apontou que as
antocianinas possuem maior estabilidade em pH na faixa de 2,5 a 3,5, resistindo a altas
temperaturas e, a degradação ocorreu de forma mais acentuada em pH 4,5. Desta forma, foi
possível observar o melhor método de extração das antocianinas, e comprovar a estabilidade
das antocianinas em pH ácido, sendo necessários mais estudos utilizando técnicas que possam
viabilizar a utilização desses pigmentos em alimentos com pH maior que 3,5.
Descritores: Corante natural. Obtenção. Espectrofotometria UV-visível.
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO .............................................................................................................. 8
ARTIGO CIENTÍFICO ...................................................................................................... 9
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 12
2. MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................................. 13
2.1 Processamento da polpa de jambolão e obtenção do extrato contendo as antocianinas
............................................................................................................................................ 13
2.2 Avaliação da estabilidade do extrato de antocianinas de jambolão ........................... 15
2.3 Análise estatística ......................................................................................................... 16
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................... 16
3.1 Obtenção e caracterização do extrato de antocianinas do jambolão .......................... 16
3.2 Avaliação da estabilidade do extrato rico em antocianinas de jambolão ................... 19
4. CONCLUSÕES ............................................................................................................... 23
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 23
ANEXOS ............................................................................................................................ 25
ANEXO 1 – NORMAS DA REVISTA ................................................................................ 25
APRESENTAÇÃO
O projeto da Profª Drª Thaís Souza Passos desenvolvido a partir da ideia de
utilizar o Jambolão (Syzygium cumini) como fonte de pigmentos naturais, deu origem ao
projeto de iniciação cientifica intitulado: “Obtenção e avaliação da estabilidade de
antocianinas oriundas de jambolão (Syzygium cumini)”. O objetivo foi avaliar a melhor
condição de extração de antocianinas do jambolão, bem como analisar a estabilidade do
extrato frente a diferentes condições envolvidas no processamento e armazenamento de
alimentos.
A pesquisa foi realizada em laboratório utilizando a fruta em cinco condições
de processamento diferentes, combinadas a cinco solventes, para a avaliação do melhor
método de extração das antocianinas. Foi avaliada também a estabilidade do extrato rico em
antocianinas de jambolão, submetendo-o a condições de pH, temperatura e tempo, geralmente
utilizadas no processamento de alimentos na indústria.
Este trabalho foi de grande relevância, visto a necessidade de aprofundar os
conhecimentos e pesquisas em corantes de origem natural. Abrindo também um leque de
novas pesquisas buscando o aperfeiçoamento de técnicas que possibilitem a utilização do
extrato de Jambolão como corante natural, sendo útil para projetos de iniciação científica,
trabalhos de conclusão de curso e, instrumento de estudo para estudantes e profissionais das
áreas de Saúde e Ciência de Alimentos.
Minha participação se deu por meio da execução das análises, submetendo a
fruta a diferentes condições de processamentos, realizando a extração das antocianinas com os
diversos solventes, a quantificação das antocianinas, e a avaliação da estabilidade do extrato
frente às diferentes condições propostas.
Os dados obtidos foram utilizados para elaboração do corrente trabalho de
conclusão de curso da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, sendo formatado como
artigo, escrito para ser submetido à Revista Food Science and Technology (Campinas).
ARTIGO CIENTÍFICO
Relevância do trabalho
Em virtude da escassez de dados publicados na literatura a cerca das antocianinas oriundas de
Jambolão (Syzygium cumini), o presente estudo buscou mostrar o melhor método de extração
desses pigmentos comparando diferentes formas da fruta (processada e não processada) e
solventes empregados. Além de avaliar a estabilidade do extrato frente a diferentes condições
envolvidas no processamento de alimentos, dentre elas pH, tempo e temperatura.
Título em inglês: Anthocyanins from jambolon (Syzygium cumini): Comparison of different
methods of extraction and evaluation of stability against pH, time and temperature.
Título para cabeçalho: Antocianinas de jambolão: extração e estabilidade.
Nome: *Thais Souza Passos (Passos, T. S.)
E-mail: [email protected]
Nome: Sara Sayonara da Cruz Nascimento (Nascimento, S. S. C.)
E-mail: [email protected]
*Corresponding author: Departamento de Nutrição da Universidade Federal do Rio Grande do
Norte. Tel e FAX: 3342-2291. Avenida Senador Salgado Filho, Lagoa Nova, Natal, Rio
Grande do Norte, Brasil. CEP: 59078-970
Abstract
Anthocyanins are pigments used as natural food coloring. Syzygium cumini, known as
jambolan, is a tree with fruits rich in anthocyanins. The objective of this study was to
determine the best way to extract the anthocyanins by combining sample type and solvent,
and to determine the stability of these pigments under different conditions of pH, time and
temperature. Five types of jambolan samples (fresh fruit, processed fruit, processed and
concentrated fruit (50ºC/10h), processed and lyophilized fruit, and dried fruit (ventilated
oven) were evaluated, combined with different solvents (water, 1 and 2% of citric acid and
acetic acid). The extraction occurred by maceration (1:6 p/v). Anthocyanins were quantified
by UV-visible spectrophotometry. In the stability study, the anthocyanins extract was
submitted to different conditions of pH, time and temperature. Statistical analysis was
performed by ANOVA with Tukey post-test (p <0.05). The results showed that the best form
of extraction was using dried sample in a ventilated oven and water containing acetic acid
(1% - 27,75 and 2% - 28,79 mg/100g of jambolan, p>0,05). The stability test showed that the
anthocyanins have a higher pH stability in the range of 2.5 to 3.5, resisting high temperatures
and, the degradation occurred from pH 4,5.
Practical application: Use of jambolan anthocyanins for application as a natural food coloring.
Keywords: Natural dye. Obtaning. UV-visible Spectrophotometry.
Palavras-chave: Pigmento natural. Obtenção. Espectrofotometria UV-visível.
12
1. INTRODUÇÃO 1
A cor é um atributo sensorial de extrema importância para os alimentos, por exercer grande 2
influência na qualidade dos produtos e, consequentemente na escolha do consumidor no 3
momento da compra. Por meio dela, o consumidor avalia sabor, segurança, entre outros 4
critérios importantes (Burrows, 2009). 5
A indústria alimentícia utiliza corantes sintéticos em diversos alimentos industrializados, para 6
repor e intensificar a coloração perdida ao longo das etapas de processamento e 7
armazenamento. Tais substâncias são muito utilizadas devido ao baixo custo, estabilidade e 8
brilho comparadas aos corantes naturais. Entretanto, no ultimo século, verificou-se que essa 9
classe de aditivo é responsável por gerar riscos toxicológicos à saúde humana, sendo umas das 10
principais causas de reações de intolerância observadas na população mundial (Hayder et al, 11
2011). Com isso, diversos corantes sintéticos, com base em comprovação científica de 12
potencial cancerígeno, já foram banidos em alguns países (Kobylewski & Jacobson, 2012). 13
As crianças são os principais consumidores de alimentos coloridos, mas existe um índice de 14
ingestão diária recomendado para cada substância, que não deve ser ultrapassado. Esses 15
índices são calculados de acordo com o peso do indivíduo, sendo estabelecido em miligramas 16
por quilo. Sendo assim, visto que as crianças possuem um peso menor, a quantidade diária 17
permitida é alcançada e ultrapassada, em decorrência do grande consumo de alimentos 18
coloridos por esse grupo (Moreira et al, 2012). 19
Os corantes obtidos a partir de fontes naturais têm importantes atividades biológicas e efeitos 20
benéficos à saúde, despertando cada vez mais o interesse dos consumidores (Valls et 21
al., 2009; Paik et al., 2012). Apesar de existir inúmeros tipos de pigmentos derivados de 22
fontes naturais, estes possuem mais limitações quanto à aplicação comparado aos corantes 23
artificiais. Em geral, são mais caros e apresentam uma menor estabilidade (Rodriguez-Amaya, 24
2016; Wrolstad & Culver, 2012). 25
13
As antocianinas podem desempenhar inúmeras atividades biológicas, tais como: antioxidante, 26
anti-inflamatória, antimicrobiana e anticarcinogênica. Além de induzir apoptose, proteger o 27
sistema nervoso, e apresentar efeitos benéficos nos vasos sanguíneos e plaquetas, que podem 28
levar à redução do risco de doenças coronárias (Castañeda-Ovando, 2009). 29
Segundo Jing & Giust (2005), elas possuem colorações rosa, vermelha, roxa, violeta e azul, 30
que estão presentes em frutas, vegetais e flores. Devido aos inúmeros benefícios à saúde, 31
pesquisadores chamam a atenção para o uso das antocianinas como corante natural em 32
alimentos (Shipp & Abdel-Aal, 2010). 33
Syzygium cumini (L.), conhecida como jambolão, é uma árvore que apresenta frutos roxos 34
escuros do tipo baga, assemelhando-se às azeitonas (Migliato et al., 2006). A semente fica 35
envolvida por uma polpa carnosa e comestível, doce, mas adstringente, sendo agradável ao 36
paladar. No Brasil, o fruto é geralmente consumido in natura, porém esta fruta pode ser 37
processada na forma de compotas, geleias, tortas, doces, entre outras formas (Vizzoto & 38
Fetter, 2009). 39
A casca, polpa, as sementes e folhas desta planta são frequentemente utilizadas na medicina 40
popular para o tratamento de Diabetes Mellitus. Atividades digestiva, diurética, anti-41
inflamatória, antifúngica, entre outras relacionadas às diferentes partes da planta, também têm 42
sido relatados na literatura (Ayyanar & Subash-Babu, 2012; Saravanan & Pari, 2008). 43
O presente estudo visa determinar a melhor forma de extração das antocianinas do jambolão 44
(Syzygium cumini), combinando diferentes tratamentos (amostra e solvente), e avaliar a 45
estabilidade frente a diferentes condições envolvidas no processamento de alimentos. 46
2. MATERIAL E MÉTODOS 47
2.1 Determinação do melhor método de extração das antocianinas do jambolão 48
Os jambolões maduros foram colhidos na cidade de Macaíba (RN), no período de novembro 49
de 2016 a janeiro de 2017, sendo selecionados pela coloração roxa intensa presente na casca, 50
14
e transportados para o laboratório em embalagens plásticas fechadas. Posteriormente, foram 51
lavados em água corrente, para remoção de sujidades e, higienizados com solução de 52
hipoclorito de sódio (200 ppm) por 15 minutos e, lavados novamente em água corrente para 53
retirar a solução de hipoclorito. Por fim, foram armazenados em freezer a -18C até a 54
realização dos experimentos. Esses procedimentos foram realizados no Laboratório de 55
Técnica Dietética do Departamento de Nutrição da Universidade Federal do Rio Grande do 56
Norte. 57
Para determinar o melhor método de extração, foi realizado um estudo combinando diferentes 58
condições, envolvendo amostras de jambolão e solventes. Foram avaliados cinco tratamentos 59
de extração, sendo eles: fruta in natura sem caroço; fruta in natura sem caroço triturada no 60
liquidificador; fruta in natura sem caroço triturada no liquidificador e concentrada no 61
desidratador (50ºC/10h); fruta in natura sem caroço triturada no liquidificador e liofilizada; e 62
fruta in natura sem caroço seca em estufa ventilada (55ºC/ 20h) e, posteriormente moída em 63
liquidificador. 64
Para cada tipo de amostra foi realizada a extração por meio de maceração (1:6 p/v), utilizando 65
cinco condições: água destilada, água contendo ácido cítrico (1 e 2%), e água contendo ácido 66
acético (1 e 2%). Todas as amostras foram protegidas da luz e levadas ao shaker por 15 67
minutos a 90 rpm. Posteriormente, as soluções foram filtradas em filtro de papel qualitativo e 68
o volume ajustado com água destilada para 30 mL. 69
Para a quantificação das antocianinas foi utilizada a metodologia de pH diferencial proposta 70
por Giusti & Wrolstad (2001). O extrato foi analisado em espectrofotômetro (BEL-1105), e as 71
absorbâncias foram mensuradas em 520 e 700 nm. A concentração de antocianinas 72
monoméricas totais (mg/mL) foi determinada utilizando as equações cromáticas, propostas 73
por Giusti & Wrolstad (2001). Sendo elas: Equação 1: A = (A520 – A700)pH 1,0 – (A520 - 74
A700)pH 4,5; Equação 2: Antocianinas monoméricas totais (mg/100g de jambolão) = (A x 75
15
PM x FD x 100)/Ԑ x 1, nas quais A é a absorbância da amostra, PM é o peso molecular da 76
antocianina predominante na amostra, FD é o fator de diluição, e Ԑ é a absortividade molar. 77
As antocianinas foram calculadas como cianidina-3-glucosídeo (previamente caracterizadas 78
por espectrofotometria de varredura UV-visível), utilizando o coeficiente de extração molar 79
de 26.900 e peso molecular de 449,2. Para a maioria das condições, empregou-se o fator de 80
diluição igual a 15, com exceção do extrato obtido da amostra in natura seca em estufa, que 81
foi igual a 20. 82
Cabe ressaltar que, ao avaliar o melhor método de extração foram também realizados testes 83
para determinar o tempo de extração mais eficaz, para isso foram estabelecidos tempos de 15 84
minutos, 1 e 2 horas. 85
2.2 Avaliação da estabilidade do extrato de antocianinas de jambolão 86
Após a determinação da melhor condição de extração, 5 Kg de frutas sem caroço foram 87
submetidos à secagem em estufa ventilada a 55°C por 20 horas. Ao final desse processo, os 88
materiais foram submetidos à moagem em liquidificador. 89
Para extração das antocianinas, o material moído recebeu adição de água destilada com ácido 90
acético a 1%, e foram realizadas extrações a cada 2h (totalizando três), sendo a primeira com 91
a proporção amostra solvente 1:3 (p/v), e as duas últimas 1:2 (p/v). A cada 2h as amostras 92
foram filtradas em filtro de papel, com auxílio de uma bomba a vácuo para recuperação do 93
extrato rico em antocianinas. 94
Os extratos ricos em antocianinas obtidos foram armazenados sob congelamento e proteção 95
da luz. Foi realizado o processo de concentração do extrato utilizando rotaevaporador (Buchi 96
Rotavapor R-3) a 25°C. Em seguida, o extrato concentrado foi liofilizado (LIOTOP - L101) a 97
-57°C por 48 horas. O material liofilizado foi armazenado em frascos de vidro sob 98
congelamento (-18ºC) e sob proteção da luz. 99
16
O estudo foi realizado para estabelecer o efeito do aquecimento em diferentes valores de pH e 100
tempo, sobre a estabilidade do extrato rico em antocianinas do jambolão. Sendo assim, o 101
mesmo foi submetido a diferentes condições de pH (2,5; 3,5 e 4,5), temperatura (55; 65 e 102
75°C) e tempo (1; 5 e 10 min) combinadas entre si, totalizando 27 tratamentos. 103
O extrato de antocianinas do jambolão foi diluído utilizando a proporção de 300 mg de extrato 104
liofilizado/mL de água destilada, de forma a obter absorbância inicial em torno de 0,9 (520 105
nm). O pH foi ajustado utilizando ácido clorídrico (PA) e/ou hidróxido de sódio (40%). As 106
análises foram realizadas em triplicata e as amostras submetidas a banho-maria (TECNAL), 107
de acordo com cada tempo e temperatura utilizados. As concentrações de antocianinas 108
monoméricas totais (mg/100g de jambolão) foram determinadas, seguindo as equações 109
cromáticas propostas por Giusti & Wrolstad (2001). 110
2.3 Análise estatística 111
A análise estatística foi realizada utilizando o software GraphPad Prism 5.03. Os resultados 112
foram comparados entre si por meio de Análise de Variância, ocorrendo diferença 113
significativa (p<0,05), as médias foram analisadas pelo pós-teste de Tukey. Foi considerado o 114
valor de p<0,05 para determinação de diferença significativa entre as médias. 115
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 116
3.1 Obtenção e caracterização do extrato de antocianinas do jambolão 117
A Tabela 1 mostra os resultados obtidos no estudo realizado para determinar a melhor forma 118
de extração das antocianinas do jambolão. Foi observado que, a água contendo ácido acético 119
foi o solvente que promoveu a maior extração (p<0,05) em praticamente todas as condições, 120
exceto na fruta in natura sem caroço (A1) e fruta sem caroço triturada no liquidificador (A2), 121
nas quais a água pura e/ou a água contendo ácido cítrico mostraram melhores resultados. 122
17
Tabela 1 - Concentração de antocianinas monoméricas totais obtidas utilizando tratamentos diferentes
de extração.
Amostra
Concentração de antocianinas monoméricas totais (mg/100g de jambolão)
Água
destilada
Ác. Cítrico
1%
Ác. Cítrico
2%
Ác. Acético
1%
Ác. Acético
2%
A1 16,28 (0,02)Aa
14,99 (0,53)Aab
16,43 (0,20)Aa
14,68 (0,24)Ab
8,24 (0,92)Ac
A2 12,84 (0,38)Ba
9,31 (0,23)Bb
7,01 (0,44)Bc
9,82 (0,15)Bb
4,22 (0,49)Bd
A3 6,76 (0,28)Ca
4,30 (0,20)Cb
3,62 (0,30)Cb
5,77 (0,14)Cc
6,42 (0,36)ABac
A3 23,51 (0,32)Da
23,07 (0,30)Da
21,37 (2,03)Da
27,75 (0,05)Db
28,79 (0,08)Cb
A4 19,18 (0,19)Ea
13,15 (0,58)Eb
8,18 (0,09)Bc
16,67 (0,49)Ed
16,77 (1,85)Dad
*A1 - fruta in natura sem caroço; A2 - fruta in natura sem caroço triturada no liquidificador; A3 - fruta in
natura sem caroço triturada no liquidificador e concentrada no desidratador (50ºC/10h); A4 - fruta in natura sem caroço seca em estufa ventilada (55ºC/ 20h) e, posteriormente moída em liquidificador e; A5 - fruta in
natura sem caroço triturada no liquidificador e liofilizada *Médias de três repetições (desvio padrão). *Letras maiúsculas iguais, na mesma coluna, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey (p>0,05). *Letras minúsculas iguais, em linhas iguais, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey (p>0,05).
A amostra de fruta seca em estufa ventilada (A4) apresentou um maior teor de antocianinas 123
para todos os solvente testados, sendo as maiores concentrações obtidas utilizando ácido 124
acético, não existindo diferença significativa (p>0,05) entre as concentrações de 1 e 2% 125
(27,75 e 28,79 mg/100g de jambolão). As condições que obtiveram menor teor de 126
antocianinas (p<0,05) foram utilizando fruta sem caroço concentrada no desidratador (A3) e 127
água contendo ácido cítrico a 1 e 2% (p>0,05) (4,30 e 3,62 mg/100g, respectivamente). Cabe 128
ressaltar que, a fruta concentrada (A3) foi a que apresentou o teor de antocianinas mais baixo 129
em todos os solventes utilizados. 130
Os resultados obtidos mostraram claramente a influência do tipo de amostra na extração das 131
antocianinas. Como é possível observar, a extração mais eficiente foi obtida utilizando a fruta 132
seca em estufa ventilada e moída em liquidificador (A4). Nessa condição, ao submeter o 133
jambolão à secagem em estufa, por mais que envolva o aquecimento, a matriz vegetal mais 134
preservada (sem processamento) evita a exposição e perda das antocianinas ocluídas no tecido 135
18
vegetal, por ação do calor. Ao moer essa amostra, a superfície de contato com o solvente 136
aumenta, promovendo uma melhor extração dos pigmentos. 137
Na fruta in natura (A1), pode-se observar que existe uma boa extração, mas o solvente 138
penetra com mais dificuldade e, os pigmentos estão preservados no interior da matriz vegetal. 139
Então, a extração é mais lenta quando comparada a fruta seca em estufa e triturada (A4). 140
Também é possível analisar que, nas condições que a fruta sem caroço triturada em 141
liquidificador (A2) foi utilizada obteve-se um menor teor de antocianinas, principalmente, 142
quando submetida à concentração em desidratador (A3). Isso mostra mais uma vez a ideia de 143
que o processamento do jambolão afeta o conteúdo de antocianinas. Visto que, os pigmentos 144
estão mais expostos à ação do calor, com isso a degradação ocorre de forma mais intensa. 145
A amostra liofilizada (A5), por passar por uma secagem a frio por sublimação, seria 146
teoricamente a melhor condição, mas observou-se que a fruta seca em estufa (A4) conseguiu 147
superar sua eficácia de extração, mostrando que o calor ajuda a liberar os pigmentos presentes 148
no interior da célula vegetal. E a fruta preservada ajuda a proteger os pigmentos da ação do 149
calor. 150
A adição de uma pequena quantidade de ácido ao meio de extração é uma prática relatada em 151
diversos estudos, que avaliam a extração de antocianinas. A literatura mostra que, isso 152
influencia diretamente no rendimento de extrato obtido, pois o pH ácido proporciona maior 153
estabilidade às antocianinas, além de simular o ambiente vegetal no qual estão presentes as 154
antocianinas. Por outro lado, uma concentração muito elevada de ácido conduz à hidrólise das 155
antocianinas aciladas. Portanto, o pH em torno de 3,0 proporciona condições favoráveis à 156
extração, visto que, neste pH as antocianinas estão sob a forma de cátion flavilium (Li et al, 157
2013). 158
Chaudhary & Mukhopadhyay (2012) avaliaram a otimização de solvente para a extração de 159
antocianinas de jambolão (Syzygium cumini). Os resultados sugeriram que o melhor 160
19
rendimento foi obtido ao utilizar 20% de etanol em combinação com 1% de ácido acético. A 161
metodologia é semelhante à utilizada no presente trabalho, por usar um solvente polar 162
associado a 1% de ácido acético, resultando em maior extração das antocianinas. 163
Hosseini et al (2016) avaliaram a extração de antocianinas de casca de berinjela e repolho 164
vermelho, utilizando diferentes solventes orgânicos (água, etanol absoluto, água/etanol 50:50 165
(v/v), água/etanol/ácido cítrico, água/etanol/ácido acético e água/etanol/ácido clorídrico a 166
50:48:2 v/v/v). Foram utilizadas 15g de cada amostra in natura trituradas 100 mL de solvente, 167
mantidos por 60 minutos no escuro, realizando apenas uma extração. Verificou-se que a 168
solução de ácido cítrico foi um dos melhores solventes para extração de antocianinas, sendo 169
semelhante ao encontrado no presente trabalho, pois a água contendo ácido cítrico foi mais 170
eficiente na extração das antocianinas do jambolão in natura (A1 e A2). 171
No teste realizado para avaliar o melhor tempo de extração, foi possível observar que os 172
valores encontrados nas condições avaliadas foram próximos (p>0,05). Desta forma, foi 173
escolhido o tempo de 2h para realizar a obtenção do extrato para os demais estudos 174
realizados. Tendo em vista que, foram realizadas análises até a exaustão do extrato, e nesta 175
condição foi observado que no tempo de 2 horas foi obtido um menor volume de extrato, o 176
que acelerou o tempo de liofilização. 177
3.2 Avaliação da estabilidade do extrato rico em antocianinas de jambolão 178
Após a avaliação do melhor método de extração, foi realizada a caracterização do extrato, na 179
qual foram utilizados 5 Kg de frutas in natura sem caroço, que renderam 702 g de fruta seca 180
em estufa, que ao submeter à extração das antocianinas e, à liofilização deste extrato, 181
renderam 221 g de extrato em pó rico em antocianinas. O pH da amostra foi de 3,5, e com 182
isso foi realizada a espectrofotometria e quantificação de antocianinas, obtendo uma média 183
de 22,43 mg (0,87) de antocianinas monoméricas/100g de jambolão. 184
20
Para que haja viabilidade na aplicação de pigmentos naturais em alimentos industrializados, 185
estas substâncias devem apresentar estabilidade frente aos fatores importantes envolvidos no 186
processamento e armazenamento dos alimentos. Dentre tais fatores, os mais relevantes são o 187
pH do produto, a temperatura utilizada em processos de estabilização microbiológica, como a 188
pasteurização, além do tempo e condições de armazenamento (temperatura, luz e presença de 189
oxigênio) (Castañeda-Ovando, 2009). 190
A Tabela 2 mostra os resultados obtidos para as amostras submetidas à condição de pH igual 191
a 2,5, nas diferentes temperaturas e tempos avaliados. 192
Tabela 2. Conteúdo de antocianinas na condição de pH 2,5.
Temperatura (C)
/ Tempo (min)
Concentração de antocianinas monoméricas totais (mg/100g jambolão)
0 min 1 min 5 min 10 min
55ºC 22,43 (0,87)Aa
21,42 (0,38)Aa
21,32 (1,09)Aa
20,63 (1,66)Aa
65ºC 22,43 (0,87)Aa
22,52 (0,87)Aa
21,60 (1,63)Aa
21,40 (2,05)Aa
75ºC 22,43 (0,87)Aa
21,10 (1,69)Aa
19,94 (0,66)Aa
20,18 (1,35)Aa
*Médias de três repetições (desvio padrão). *Letras maiúsculas iguais, na mesma coluna, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey (p>0,05). *Letras minúsculas iguais, em linhas iguais, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey
(p>0,05).
É possível observar que, nesta condição não houve degradação significativa (p>0,05) das 193
antocianinas, mesmo quando expostas a temperatura de 75ºC por 10 minutos. Isso comprova 194
que, neste pH as antocianinas estão na forma mais estável, se apresentando 195
predominantemente como cátion flavilium. Isso refletiu na maior resistência ao calor, 196
observada nos diferentes tempos de exposição avaliados. 197
No pH 3,5, observou-se que as antocianinas, mantiveram boa estabilidade, apresentando 198
diferença significativa (p>0,05) apenas quando submetida a temperatura de 75ºC, entre os 199
tempos 0 e 5 minutos e, 5 e 10 minutos. Entretanto, não houve diferença significativa entre 0 200
e 10 minutos, mostrando que a partir desse pH as antocianinas tendem a apresentar 201
instabilidade quando submetidas a altas temperaturas (>75°C) (Tabela 3). 202
21
Em pH 4,5, é possível verificar que as antocianinas apresentaram maior instabilidade. Quando 203
comparados os tempos de exposição e as temperaturas, foi observado que existiu diferença 204
significativa (p<0,05) entre todos os tempos, aumentando gradativamente de acordo com a 205
temperatura. Sendo que em temperaturas mais altas a degradação já inicia em menores tempos 206
de exposição, comprovando que neste pH as antocianinas se apresentam instáveis, não 207
resistindo a exposição em altas temperaturas, independente do tempo (Tabela 4). 208
Resultados semelhantes são relatados na literatura. Peron et al (2017) avaliaram a cinética de 209
degradação térmica das antocianinas extraídas das uvas de juçara (Euterpe edulis M.) e 210
"Itália" (Vitis vinifera L.). No estudo de estabilidade, os extratos contendo antocianinas foram 211
submetidos a tratamentos de aquecimento em diferentes temperaturas (50, 60, 70, 80 e 90ºC). 212
Tabela 3. Conteúdo de antocianinas na condição de pH 3,5,
Temperatura (C)
/ Tempo (min)
Concentração de antocianinas monoméricas totais (mg/100g jambolão)
0 min 1 min 5 min 10 min
55ºC 22,43 (0,87)Aa
21,87 (0,17)Aa
21,00 (0,77)Aa
20,56 (1,05)Aa
65ºC 22,43 (0,87)Aa
22,00 (0,58)Aa
21,27 (1,01)Aa
20,78 (0,90)Aa
75ºC 22,43 (0,87)Aa
20,46 (0,87)Aab
19,60 (1,63)Ab
22,36 (0,24)Aa
*Médias de três repetições (desvio padrão). *Letras maiúsculas iguais, na mesma coluna, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey
(p>0,05). *Letras minúsculas iguais, em linhas iguais, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey
(p>0,05).
Tabela 4. Conteúdo de antocianinas na condição de pH 4,5.
Temperatura (C)
/ Tempo (min)
Concentração de antocianinas monoméricas totais (mg/100g jambolão)
0 min 1 min 5 min 10 min
55ºC 22,43 (0,87)Aa
19,92 (1,53)Aab
20,48 (0,94)Aab
18,45 (1,64)Ab
65ºC 22,43 (0,87)Aa
20,43 (0,93)Aabc
18,53 (1,96)Abc
18,32 (1,20)Ac
75ºC 22,43 (0,87)Aa
13,26 (0,64)Bb
19,07 (1,39)Ac
19,12 (1,16)Ac
*Médias de três repetições (desvio padrão). *Letras maiúsculas iguais, na mesma coluna, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey
(p>0,05). *Letras minúsculas iguais, em linhas iguais, não diferem significativamente segundo o teste de Tukey (p>0,05).
22
Os resultados mostraram que a taxa de degradação das antocianinas foi aumentada de acordo 213
com o aumento da temperatura. Resultado semelhante ao encontrado no presente estudo, onde 214
o aumento da temperatura foi um agravante da degradação de antocianinas, principalmente 215
em pH 4,5, no qual as antocianinas apresentaram maior instabilidade (22,43 (0,87) a 19,12 216
(1,16) mg/100g de jambolão). 217
Sipahli et al (2017) avaliaram a cinética de estabilidade e degradação de extratos brutos de 218
antocianina de Hibiscus (H. sabdariffa). A amostra foi submetida à secagem em estufa, e as 219
antocianinas extraídas com quatro solventes (ácido clorídrico (37%): etanol (1:99, v: v); ácido 220
fórmico (85%): metanol (3:97, v: v); Ácido cítrico (1 M): metanol (3:97, v: v) e metanol: 221
ácido acético: água (25: 1: 24 v: v: v)). O teste de estabilidade foi realizado utilizando 222
temperaturas de 50 a 80ºC por 6 horas e valores de pH que variavam de 1 a 9, com as 223
absorbâncias verificadas nos tempos de 0 e 48h, 7 dias e 14 dias. Os resultados mostraram que 224
houve um declínio no conteúdo total de antocianinas nas amostras, de acordo com o aumento 225
da temperatura. Quando avaliados a estabilidade ao pH, as antocianinas apresentaram uma 226
maior estabilidade em torno do pH 2, e a degradação foi crescente de acordo com o aumento 227
dos valores. Esses resultados corroboram com os obtidos no presente estudo, visto que em pH 228
ácido as antocianinas se mostraram estáveis (20,18 (1,35) mg/100g de jambolão), e quando 229
comparados a pH mais altos (4,5) sua instabilidade foi maior, mesmo nas mais baixas 230
temperaturas (13,26 (0,64) mg/100g de jambolão). Cabe reforçar que, as antocianinas do 231
jambolão conseguiram resistir até pH 3,5 nas diferentes condições de tempos e temperaturas 232
avaliados (22,36 (0,24) mg/100g de extrato). 233
Com base nesses resultados, pode-se perceber que as antocianinas de jambolão, apresentaram 234
maior estabilidade em pH 2,5 e, 3,5. E a temperatura mostrou ser um agravante da degradação 235
desses compostos, sendo maior em valores de pH de 4,5. Desta forma, nota-se a necessidade 236
de aumentar o potencial de utilização das antocianinas do jambolão em alimentos, por 237
23
exemplo, por meio da técnica de encapsulação, visando dar maior proteção a essas substâncias 238
frente aos fatores envolvidos no processamento e armazenamento de alimentos. 239
4. CONCLUSÕES 240
Por meio desse estudo foi possível determinar o melhor método de extração das antocianinas 241
do jambolão (Syzygium cumini), dentre os avaliados, sendo este utilizando a fruta seca em 242
estufa ventilada, moída em liquidificador e extraída com água contendo ácido acético a 1% e 243
2%. Os resultados obtidos mostram o quanto o processamento da fruta influencia diretamente 244
na extração das antocianinas. Quanto à estabilidade do extrato em diferentes condições de pH, 245
tempo e temperatura, foi possível comprovar a estabilidade das antocianinas em pH ácido, 246
mesmo em altas temperaturas. Entretanto, são necessários mais estudos para aumentar o 247
potencial de aplicação em alimentos com valores de pH acima de 3,5, e submetidos ao calor. 248
Com isso, observa-se a necessidade de utilizar técnicas que promovam o aumento da 249
estabilidade. 250
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ANEXOS 310
ANEXO 1 – NORMAS DA REVISTA 311
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