dissertaÇÃo de mestrado - repositorio.ufrn.br · obtenção do grau de mestre em engenharia...

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Centro de Tecnologia

Departamento de Engenharia Química

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

POLPA DE JAMBOLÃO (Syzygium cumini) DESIDRATADA

POR LIOFILIZAÇÃO E SECAGEM EM LEITO DE JORRO:

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUIMICA E FUNCIONAL E

IMPACTO DA SECAGEM

Ana Luiza Macedo de Araújo

Orientadora: Profª. Drª. Roberta Targino Pinto Correia

Natal / RN

Julho / 2014

Ana Luiza Macedo de Araújo

POLPA DE JAMBOLÃO (Syzygium cumini) DESIDRATADA POR

LIOFILIZAÇÃO E SECAGEM EM LEITO DE JORRO:

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUIMICA E FUNCIONAL E

IMPACTO DA SECAGEM

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa

de Pós-Graduação em Engenharia Química –

PPGEQ, da Universidade Federal do Rio Grande

do Norte – UFRN, como parte dos requisitos para

obtenção do grau de Mestre em Engenharia

Química, sob a orientação da Profª. Drª. Roberta

Targino Pinto Correia.

Natal / RN

Julho / 2014

Catalogação da Publicação na Fonte.

UFRN / CT / DEQ

Biblioteca Setorial “Professor Horácio Nícolás Sólimo”.

Araújo, Ana Luiza Macedo de.

Polpa de jambolão (Syzygium cumini) desidratada por liofilização e secagem em

leito de jorro: caracterização físico-quimica e funcional e impacto da secagem / Ana

Luiza Macedo de Araújo. - Natal, 2014.

92 f.: il.

Orientador: Roberta Targino Pinto Correia.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro

de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Programa de Pós-graduação

em Engenharia Química.

1. Desidratação - Frutas tropicais - Dissertação. 2. Alimentos funcionais -

Compostos bioativos - Dissertação. 3. Alimentos - Secagem - Dissertação. I.

Correia, Roberta Targino Pinto. II. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

III. Título.

RN/UF CDU 66.093.48: 634.6(043.3)

ARAÚJO, Ana Luiza Macedo. Polpa de jambolão (Syzygium cumini) desidratada por

liofilização e secagem em leito de jorro: caracterização físico-quimica e funcional e

impacto da secagem. Dissertação de Mestrado, UFRN, Programa de Pós-Graduação em

Engenharia Química. Área de concentração: Engenharia Química. Linha de pesquisa:

Engenharia e Tecnologia de Alimentos. Natal/RN, Brasil.

Orientadora: Profª. Drª. Roberta Targino Pinto Correia.

______________________________________________________________________

Resumo: As frutas tropicais têm sido extensivamente estudadas devido a seu potencial

funcional atribuído à presença de compostos naturais bioativos. A fruta exótica

jambolão (Syzygium cumini) é reportada por sua apreciável quantidade de compostos

fenólicos, sobretudo antocianinas, além de significativa capacidade antioxidante. Apesar

disso, praticamente não existem produtos derivados de jambolão no mercado brasileiro

e volumes consideráveis da fruta são perdidos devido a sua elevada perecibilidade.

Sabe-se também que as frutas desidratadas são um importante segmento do mercado de

frutas processadas, justificada pela praticidade de comercialização, redução de peso e

volume e diminuição dos custos com transporte e armazenamento do produto final.

Dessa forma, o presente estudo produziu e avaliou a polpa de jambolão desidratada por

secagem em leito de jorro (JLJ) e liofilização (JLI), além de verificar o impacto dos dois

processos de secagem sobre o produto final. Para isso, os rendimentos dos processos

foram calculados e comparados, além das características físico-químicas (umidade,

atividade de água (aw), solubilidade, higroscopicidade, densidade e cor, estrutura

através de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV)),

concentração de bioativos (compostos fenólicos totais (CFT), antocianinas,

proantocianidinas e ácido ascórbico) e atividade antioxidante. Os resultados

demonstraram que os dois produtos alcançaram rendimento de secagem superior a 60%

e que o JLJ apresentou maior umidade e atividade de água quando comparado ao grupo

JLI (p<0,05). Os dois tipos de secagem foram capazes de produzir produto final estável

sob o ponto de vista microbiológico, tendo em vista que ambos apresentaram aw < 0,6.

Os produtos finais apresentaram elevada solubilidade (73,7 a 81,6%) e baixa

higroscopicidade (9,8 a 11,6%), características desejáveis para alimentos desidratados.

Apesar das perdas ocasionadas pela secagem, a polpa de jambolão desidratada pelos

dois métodos investigados apresentou elevados teores de CFT (468,6 a 534,0 mg

GAE/100g bs), antocianinas (491,9 a 673,4 mg. eq. cianidina-3-glicosídio/100g bs),

proantocianidinas (66,9 a 76,6 mg QTE/ g bs) e ácido ascórbico (156,4 a 186,8 mg/100g

bs). Tomados em conjunto, os resultados do presente trabalho apresentam a polpa de

jambolão liofilizada e seca em leito de jorro como produtos naturais com elevada

concentração de bioativos e características físico-químicas e funcionais apropriadas para

seu uso como ingrediente alimentar. Os dados aqui apresentados também demonstram a

secagem como estratégia racional de aproveitamento para a fruta exótica jambolão.

Palavras-chave: jambolão, secagem, bioativos, alimentos funcionais.

ARAÚJO, Ana Luiza Macedo. Pulp jambolan (Syzygium cumini) dried by

liophilization and drying in spouted bed: characterization physico-chemical and

functional and impact of drying. Masters Dissertation. UFRN, Graduate Program in

Chemical Engineering, Area of concentration: Chemical Engineering. Line of research:

Engineering and Food Technology. Natal / RN, Brazil.

Orientadora: Profª. Drª. Roberta Targino Pinto Correia.

______________________________________________________________________

Abstract: Tropical fruits have been extensively studied due to their functional potential

attributed to the presence of natural bioactive compounds. The exotic fruit jambolan

(Syzygium cumini) has been reported for its appreciable amount of phenolic compounds,

especially anthocyanins and antioxidant capacity. Nevertheless, there are hardly any

derived jambolan products in the Brazilian market. In addition to that, considerable

volumes of fruit are lost due to their high perishability. Dried fruits have become an

important fruit market segment due to its weight and volume reduction and decreased

transportation and storage costs. Thus, this study evaluated the jambolan pulp submitted

to spouted bed drying (JLJ) and lyophilization (JLI), besides assessing the drying

impact on the final product. In order to achieve this, the process performance was

calculated and compared, as well the physicochemical and bioactive characteristics

(moisture, water activity (aw), solubility, hygroscopicity, density, color, structure

through images obtained by scanning electron microscopy (SEM), concentration of

bioactive (total phenolic compounds (TPC), anthocyanins, proanthocyanidins and

ascorbic acid) and antioxidant activity. The results showed drying efficiency higher than

60% for both products and that JLJ group showed higher moisture and water activity

when compared to the JLI group (p<0.05). The two types of drying were able to

produce stable final product in the microbiological point of view, given that both

showed aw < 0.6. The final products exhibited high solubility (73.7 to 81.6%) and low

hygroscopicity (9.8 to 11.6%), desirable characteristics for dehydrated foods. Despite

the losses caused by drying, the dried jambolan pulp by both methods showed high TPC

(468.6 to 534.0 mg GAE/100g dm), anthocyanins (from 491.9 to 673.4 mg. eq.

cyanidin-3-glicoside/100g dm), proanthocyanidins (66.9 to 76.6 mg QTE/g dm) and

ascorbic acid (156.4 to 186.8 mg/100 g dm). Taken together, the results of this study

reveal spouted dried and freeze dried jambolan pulp as bioactive-rich natural products

with suitable physicochemical and functional characteristics to be used as food

ingredients. The data also demonstrate the drying techniques as rational strategies for

the exploitation of the exotic fruit jambolan.

Keywords: jambolan, drying, bioactive, functional foods.

DEDICATÓRIA

Aos meus amados pais, Maria Neuma Macêdo de Araújo e

Paulo César de Araújo por todo amor, carinho

e incentivo ao longo da minha vida.

DEDICO

AGRADECIMENTOS

A Deus, por ter permitido que eu chegasse até aqui mesmo com todas as

dificuldades, com todas as pedras no caminho, com todas as feridas na alma, problemas

de saúde e de capacidade de trabalhar! Obrigada por me fazer uma pessoa mais forte,

superando todos os meus limites diariamente!!

Aos meus pais, por investir no meu ensino desde pequena e por ter me

proporcionado chegar aonde eu cheguei. Por me ensinarem a ser uma pessoa esforçada,

de bom caráter e perseverante. O mestrado não foi fácil, sem o amor e a força de vocês

eu não conseguiria finalizá-lo de jeito nenhum. Obrigada pelas constantes caronas,

ajudas na impressão de trabalhos, pelo cuidado nos momentos críticos e nas noites

viradas trabalhando! Vocês estão em cada pedaço desse trabalho! Essa vitória é de

vocês também!! AMO VOCÊS!!!

Ao meu namorado Tiago, pelo carinho, paciência, zelo e, principalmente, pelo

amor, que é um elo muito forte e poderoso existente entre nós dois! Obrigada, também,

pela ajuda na formatação do trabalho e por me acompanhar em algumas análises. Você

é um homem maravilhoso! Obrigada por não desistir de mim!!

Ao meu irmão Tiago e minha cunhada Magaly pelo carinho e incentivo!

A minha tia Neusa, minha segunda mãe, pelo imenso carinho, amor e zelo.

Obrigada pelas manhãs que ficou me acompanhando em casa, sempre trazendo um

lanchinho gostoso e cuidando da minha alimentação. Obrigada pelas noites de terços e

orações, elas deram certo!!! TE AMO!

A toda minha família maravilhosa, sempre trazendo leveza, alegria e amor para

minha vida!!

A minha orientadora, Professora Drª. Roberta Targino Pinto Correia pelo

exemplo de competência! Você é minha inspiração!! Obrigada por confiar no meu

trabalho, por me orientar a seguir o caminho correto, por me ensinar dia após dia a ser

uma profissional competente. Esse mestrado foi um crescimento muito grande na minha

vida, e você foi responsável por isso, criticando o que estava errado (mas sempre

ensinando a crescer), nunca esquecendo de elogiar o bom trabalho, contribuindo para

valorizá-lo mais e sempre dando muita força. Seus conselhos são extremamente valiosos

e serão utilizados por toda minha vida!

As professoras Ana Lúcia de Medeiros Lula da Mata e Maria de Fátima Dantas

de Medeiros, pelas grandes contribuições prestadas ao trabalho para que ele se tornasse

cada vez melhor!

A professora Maria de Fátima Dantas de Medeiros, por permitir a utilização do

leito de jorro e, assim, viabilizando a realização do trabalho. Agradeço também por

todas as orientações dadas ao longo do mestrado!

A professora Jailane de Souza Aquino, por se disponibilizar em sair de sua

cidade para participar da minha banca, colaborando para melhoria do meu trabalho e

agregando valor ao mesmo!

A professora Kátia Nicolau Matsui, pelos constantes ensinamentos passados

durante a realização da minha docência assistida, pela generosidade em escutar as

minhas ideias e por todos os momentos de desabafo!!

As minhas super-poderosas amigas do LABTA, Edilene, Patrícia, Fran, Kátia,

Fátima, Élita, Ju e Rosane. As “meninas de Roberta” realmente são show!! Agradeço os

momentos de risadas, de apoio, união, amizade, companheirismo e a constante

colaboração no meu trabalho! Um agradecimento especial para as alunas de iniciação

científica Patrícia e Edilene e a monitora Élita, que me deram grande suporte na

realização de experimentos!

A amiga Fran, por dar uma super força com a parte estatística, agora tô fera!!!

A minha querida amiga Fátima, por todos os conselhos, por toda força e parceria

que me foram dadas nos momentos difíceis! Obrigada por me acompanhar na despolpa

do jambolão!!Você é um doce!!! Merece tudo de bom na sua vida!! Que Deus lhe

abençõe!

A minha amiga Kátia, pela disponibilidade e grande ajuda nas análises

colorimétricas e de proantocianidinas!Você vale ouro!!

A amiga e aluna de Iniciação Científica Tássia, pelo grande esforço, empenho,

doação, competência e ajuda na realização dos experimentos e ensaios de secagem.

Obrigada pelas palavras de incentivo e por estar sempre a disposição! Obrigada por ser

a minha “grapete”!!!

Aos amigos do LEA, Graciana, AJ, Millenna, Rogéria, Luzyane, Thiago, Joyce,

Allyne pelos maravilhosos momentos que passamos juntos! Essa galera é demais!

Aos professores do PPGEQ, por todo conhecimento repassado!

Aos funcionários da Secretaria do PPGEQ, Mazinha e Medeiros pela paciência e

competência na resolução de problemas burocráticos.

A Universidade Federal do Rio Grande do Norte pelo apoio acadêmico,

institucional e financeiro.

A todas as pessoas que não foram mencionadas, mas colaboraram de forma

direta ou indireta ao longo do mestrado.

A Capes pela consessão da bolsa de estudos.

SUMÁRIO

Folha de rosto Resumo

Abstract

Dedicatória

Agradecimentos Sumário

Lista de figuras

Lista de tabelas

Lista de símbolos

Lista de nomenclaturas e/ou siglas

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 2

2. OBJETIVOS ................................................................................................................ 5

2.1. Objetivo geral ............................................................................................................. 5

2.2. Objetivos específicos .................................................................................................. 5

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 7

3.1. Jambolão (Syzygium cumini) .................................................................................... 7

3.2. Compostos Bioativos .................................................................................................. 8

3.2.1. Compostos Fenólicos ............................................................................................... 9

3.2.1.1. Antocianinas ....................................................................................................... 11

3.2.1.2. Proantocianidinas .............................................................................................. 14

3.2.2. Ácido Ascórbico ..................................................................................................... 16

3.3. Funcionalidade de compostos bioativos ................................................................. 18

3.3.1. Atividade antioxidante ........................................................................................... 18

3.4. Secagem de alimentos .............................................................................................. 20

3.4.1. Secagem em leito de jorro ..................................................................................... 21

3.4.2. Liofilização ............................................................................................................ 24

3.4.3. O impacto da secagem sobre os compostos bioativos de frutas............................ 25

3.5. Frutas desidratadas como ingredientes alimentares .............................................. 27

4. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 31

4.1. Matéria-prima .......................................................................................................... 33

4.2. Métodos .................................................................................................................... 33

4.2.1. Secagem ................................................................................................................. 33

4.2.1.1. Liofilização ......................................................................................................... 33

4.2.1.2. Leito de Jorro ..................................................................................................... 34

4.2.2. Análise de desempenho da secagem ...................................................................... 37

4.2.3. Caracterização físico-química da polpa e dos pós ............................................... 37

4.2.3.1. Umidade ............................................................................................................. 37

4.2.3.2. Atividade de água ............................................................................................... 38

4.2.3.3. Solubilidade ........................................................................................................ 38

4.2.3.4. Higroscopicidade................................................................................................ 38

4.2.3.5. Densidade ........................................................................................................... 39

4.2.3.6. Análise colorimétrica ......................................................................................... 39

4.2.3.7. Microscopia eletrônica de varredura ................................................................. 40

4.2.4. Avaliação dos compostos bioativos e atividade antioxidante ............................... 41

4.2.4.1. Obtenção dos extratos aquosos .......................................................................... 41

4.2.4.2. Compostos fenólicos totais (CFT) ...................................................................... 42

4.2.4.3. Teor de antocianinas .......................................................................................... 43

4.2.4.4. Teor de proantocianidinas.................................................................................. 44

4.2.4.5. Ácido ascórbico .................................................................................................. 44

4.2.4.6. Cálculo da retenção de compostos bioativos .................................................... 45

4.2.4.7. Atividade antioxidante ........................................................................................ 45

4.2.5. Análises estatísticas ............................................................................................... 46

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................. 48

5.1. Rendimento e caracterização físico-química do produto final .............................. 48

5.1.1. Rendimento ........................................................................................................... 49

5.1.2. Umidade e Atividade de água (aW) ........................................................................ 50

5.1.3. Solubilidade e Higroscopicidade .......................................................................... 51

5.1.4. Densidade real ...................................................................................................... 52

5.1.5. Cor instrumental .................................................................................................... 53

5.1.6. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) ........................................................ 57

5.2. Compostos bioativos e atividade antioxidante: valor do produto final e impacto do

processamento ................................................................................................................. 59

5.2.1. Compostos Fenólicos ............................................................................................. 61

5.2.2. Antocianinas .......................................................................................................... 62

5.2.3. Proantocianidinas ................................................................................................. 63

5.2.4. Ácido Ascórbico ..................................................................................................... 64

5.2.5. Atividade Antioxidante .......................................................................................... 65

6. CONCLUSÃO ............................................................................................................ 69

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 71

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 – Fruto Jambolão (Syzygium cumini).

Figura 3.2 – Estrutura química de um fenol simples.

Figura 3.3 – Produção de compostos fenólicos a partir das rotas do

ácido chiquímico e do ácido malônico.

Figura 3.4 – Estrutura do cátion flavylium.

Figura 3.5 – Estrutura básica de antocianidinas (A) e antocianinas

(B).

Figura 3.6 – Antocianidinas comuns em alimentos, arranjadas de

acordo com o aumento da cor vermelha ou azul.

Figura 3.7 – Estrutura de proantocianidinas.

Figura 3.8 – Reações de inativação de radicais livres.

Figura 3.9 – Regiões características de um leito de jorro.

Figura 3.10 – Ciclo de recobrimento, secagem, quebra e arraste da

película de suspensão na sua secagem em leito de jorro com inertes.

Figura 4.1 – Fluxograma de atividades experimentais do presente

trabalho.

Figura 4.2 – Liofilizador.

Figura 4.3 – Leito de Jorro

Figura 4.4 – Partículas inertes utilizadas na secagem em leito de jorro

Figura 4.5 - Fluxograma de preparo dos estratos aquosos.

Figura 5.1 – Imagens da polpa de jambolão desidratada obtida em

leito de jorro (A) e em liofilizador (B).

Figura 5.2 – Modelo CIELAB em imagem tridimensional.

Figura 5.3 – Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de

varredura da goma arábica (A1, 300x e A2, 600x) e das polpas de

jambolão desidratadas por liofilização (B1, 300x e B2, 800x) e

secagem em leito de jorro (C1, 300x e C2, 500x).

Figura 5.4 – Atividade antioxidante em polpa de jambolão in natura

(P), jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por secagem em

leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base úmida (µmol TE/g)

e base seca (µmol TE/g bs).

7

9

10

12

12

13

15

19

22

22

32

34

35

36

42

54

56

58

66

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 – Composição centesimal do jambolão.

Tabela 4.1 – Características físicas do material inerte.

Tabela 5.1 – Rendimento e caracterização físico-química da polpa de

jambolão in natura e jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por

secagem em leito de jorro (JLJ).

Tabela 5.2 – Parâmetros colorimétricos (a*, b*, L*, h°, C*, ΔE e BI)

para polpa de jambolão in natura e jambolão desidratado por

liofilização (JLI) e secagem em leito de jorro (JLJ).

Tabela 5.3 - Concentração de compostos fenólicos (CFT),

antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico em polpa de

jambolão in natura e jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por

secagem em leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base úmida

e base seca (bs).

8

36

48

54

60

LISTA DE SÍMBOLOS

a*

AR

aW

A510

A710

b*

BI

C*

°C

CA

cm

cv

g

g/cm3

h

h°

kcal

Kg

KV

L*

M

min

mg

m/h

mL

mL/min

mm

N

nm

Ohm

p

p/v

Componente vermelho-verde

Absorbância resultante

Atividade de água

Absorbância lida no comprimento de onda de 510 nm

Absorbância lida no comprimento de onda de 710 nm

Componente amarelo-azul

Browning index

Saturação da cor

Graus Celsius (medida de temperatura)

Concentração de antocianinas

Centímetro (unidade de comprimento)

Cavalo-vapor (unidade de potência e força)

Grama (medida de massa)

Grama por centímetro cúbico (unidade de densidade)

Hora (medida de tempo)

Cálculo da tonalidade cromática

Caloria (medida de energia)

Quilograma (medida de massa)

Kilovolt (Unidade de tensão elétrica)

Luminosidade

Molaridade

Minuto (medida de tempo)

Miligrama, g-3

(medida de massa)

Metro por hora (unidade de vazão)

Mililitro, L-3

(Medida de volume)

Mililitro por minuto (unidade de vazão)

Milímetro, m-3

(unidadede comprimento)

Normalidade

Nanômetro, m-9

(medida de comprimento)

Unidade de medida de resistência elétrica

Nível de significância estatística

Peso por volume

μg

rpm

v:v

W

ε

μHg

µL

ΔE

%

Micrograma, g-6

(unidade de massa)

Rotação por minuto (unidade de frequência angular)

Proporção volume : volume

Watt (unidade de potência)

Absortividade

Mícron de mercúrio (unidade de pressão)

Microlitro, L-6

(Unidade de volume)

Diferença total de cor

Porcentagem

LISTA DE NOMENCLATURAS E/OU SIGLAS

AA

ABTS

AT

bs

BHA

BHT

CIELAB

CFT

DCFI

DCNT

DHAA

DNA

DPPH

DTAs

eq.

EROs

FAO

FIB

GAE

HIV

IBRAF

IAL

IDR

JLI

JLJ

LABMEV

LABTA

MEV

NEPA

ORAC

P

PAL

Ácido Ascórbico

2,2 – Azino–bis (3- ethylbenzothiazoline – 6 – sulfonic acid)

Antocianinas Totais

Base seca

Butil-hidroxianisol

Butil-hidroxi-tolueno

Commission internationale de l'éclairage 1976 (L*, a*, b*) color space

Compostos Fenólicos Totais

2,6- Diclorofenolindofenol

Doenças Crônicas Não Transmissíveis

Ácido Deidroascórbico

Deoxyribonucleic acid

1,1-difenil-2-picrilhidrazila

Doenças Transmitidas por alimentos

Equivalente

Espécies Reativas de Oxigênio

Food and Agriculture Organization

Food Ingredients Brasil

Ácido gálico equivalente

Human Immuno Deficiency Virus

Instituto Brasileiro de Frutas

Instituto Adolfo Lutz

Ingestão Diária Recomendada

Jambolão desidratado por liofilização

Jambolão desidratado em leito de jorro

Laboratório de Microscopia Eletrônica

Laboratório de Compostos Bioativos e Tecnologia de Alimentos

Microscopia eletrônica de varredura

Núcleo de Estudos e Pesquisas em Alimentação

Oxygen Radical Absorbance Capacity

Polpa de jambolão

Phenylalanine Ammonia Lyase

pH

PG

RN

RS

TACO

TBHQ

TE

Tg

QTE

UFRN

USA

UV

USP

Potencial hidrogiônico

Propil Galato

Rio Grande do Norte

Rio Grande do Sul

Tabela Brasileira de Composição de Alimentos

Terc-butil-hidroquinona

Trolox equivalente

Temperatura de transição vítrea

Tanino quebracho equivalente

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

United States of America

Ultravioleta

Universidade de São Paulo

Capítulo 1: Introdução

Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014

Capítulo 1

Introdução


2


1. Introdução

Ao longo dos últimos anos, a ideia de alimentação saudável vem progressivamente se

tornando uma preocupação mundial. Essa tendência é potencializada pela constante

veiculação na mídia sobre a importância e os benefícios de uma dieta adequada, por

iniciativas do governo e pelo investimento da indústria alimentícia sobre o marketing da

produção de alimentos que alegam benefícios à saúde. A valorização desse tipo de alimento é

fundamentada por estudos epidemiológicos e estatísticas que mostram estreita relação entre

dieta e risco de doenças crônicas não transmissíveis como obesidade, diabetes, doenças

cardiovasculares e alguns tipos de cânceres (Zamora-Ros et al., 2010; Kris-Etherton et al.,

2002). Além disso, segundo o Ministério da Saúde, as doenças crônicas não transmissíveis

(DCNT) constituem o problema de saúde de maior magnitude no Brasil e a alimentação tem

uma forte influência sobre isso (Brasil, 2013).

Muitos dos alimentos funcionais têm o seu potencial funcional atribuído à presença de

compostos naturais bioativos, capazes de promover a saúde e previnir doenças (Damodaran et

al., 2010). Dentro desse contexto, as frutas têm sido estudadas por serem fontes importantes

de carboidratos, minerais, vitaminas e fibras, além de apresentarem fitoquímicos que

desempenham atividade antioxidante. Segundo dados da FAO (2010), o Brasil se apresentou

entre os maiores produtores de frutas frescas do mundo em 2009 e de acordo com o Instituto

Brasileiro de Frutas (IBRAF), neste mesmo ano, a região Nordeste deteve maior parte desta

produção (IBRAF, 2009).

A fruta exótica jambolão (Syzygium cumini) é reportada por sua apreciável quantidade

de fitoquímicos, principalmente compostos fenólicos e vitamina C (Costa et al., 2013), além

de significativa capacidade antioxidante e quantidade considerável de antocianinas (Banerjee

et al., 2005; Veigas et al., 2007; Rufino et al., 2010; Faria et al., 2011). Apesar de seu

potencial bioativo já revelado por nosso grupo de pesquisa e outros investigadores (Borges,

2011; Correia et al., 2012; Brito et al., 2007), praticamente não existem produtos derivados de

jambolão no mercado brasileiro e volumes consideráveis da fruta são perdidos devido a

natural perecibilidade desse fruto. O jambolão apresenta consumo restrito à forma in natura e

grande parte dos frutos se acumulam nas ruas em época da safra, sem que nenhum processo

tecnológico comercial seja utilizado para aproveitá-las.


3


O segmento de frutas desidratadas ganha importância no mercado de frutas

processadas, tendência facilmente perceptível pela elevação do número de produtos

disponíveis no mercado. A obtenção da fruta em pó traz uma série de benefícios ao produto

final como praticidade, redução de peso e volume e diminuição dos custos com transporte e

armazenamento. Ademais, proporciona estabilidade ao alimento, já que, com a redução da

atividade de água, consequentemente ocorrerá redução do risco de degradação por

contaminação microbiana. Além do comércio tradicional, grande número dessas frutas

desidratadas é ofertado no comércio eletrônico, com alegações de saúde, mas sem qualquer

comprovação científica de suas propriedades (Borges, 2011).

Dentre as várias técnicas de secagem utilizadas na área de alimentos, estão a secagem

em leito de jorro e a liofilização. Na secagem em leito de jorro, o equipamento conta com um

leito de partículas inertes que formam um fluxo ascendente juntamente com a entrada de ar

quente no sistema, entrando em contato com o líquido atomizado ou gotejado contracorrente,

ocorrendo à evaporação da água, obtendo-se o produto seco ao final de um tempo

relativamente curto. A liofilização, por sua vez, é definida como um processo de desidratação

onde o alimento previamente congelado é aquecido em câmaras de vácuo, fazendo com que a

água, em estado sólido do alimento evapore por sublimação (Gava, 2008).

Nesse contexto, sobretudo no que diz respeito à relevância dos compostos bioativos na

saúde humana e o potencial funcional ainda inexplorado do jambolão, o presente estudo

pretendeu, à priori, obter os pós de Syzygium cumini a partir de dois tipos de processo de

desidratação (secagem em leito de jorro e liofilização), verificando o rendimento de pó

alcançado em cada tipo de secagem. A partir disso, os produtos obtidos foram caracterizados

do ponto de vista físico-químico e funcional, obtendo um maior esclarecimento sobre a

composição funcional dos pós. Adicionalmente, o impacto dos dois processos de secagem foi

comparado e discutido. Dessa forma, o presente trabalho mostra o valor bioativo dessa fruta

exótica desidratada, de modo a se obterem dados importantes sobre a secagem como

estratégia racional de aproveitamento de jambolão.

Capítulo 2: Objetivos


Capítulo 2

Objetivos

Capítulo 2: Objetivos

5


2. Objetivos

2.1. Objetivo geral

Elaborar e caracterizar os produtos obtidos a partir da liofilização e secagem em leito

de jorro da polpa de jambolão (Syzygium cumini), bem como avaliar o impacto da secagem

sobre o pó produzido.

2.2. Objetivos específicos

o Obter os pós de jambolão através das secagens em leito de jorro e liofilizador;

o Avaliar o rendimento obtido nos ensaios de secagem por leito de jorro e por

liofilização;

o Caracterizar físico-químicamente os pós de jambolão obtidos nos dois processos de

secagem;

o Mensurar e comparar o teor de compostos fenólicos totais (CFT), ácido ascórbico,

antocianinas e proantocianidinas presentes em extratos aquosos do jambolão

desidratado por liofilização e por leito de jorro;

o Comparar a capacidade antioxidante dos extratos aquosos de jambolão desidratado por

liofilização e por leito de jorro;

o Determinar o impacto da secagem em leito de jorro e liofilização sobre os pós de

jambolão obtidos;

Capítulo 3: Revisão bibliográfica


Capítulo 3

Revisão bibliográfica


7


3. Revisão bibliográfica

3.1. Jambolão (Syzygium cumini)

Fruta pertencente à família Myrtaceae e originária da Índia (Veigas et al., 2007), o

jambolão se adaptou bem ao clima brasileiro, onde é conhecida popularmente por azeitona

preta, jamelão, cereja, jalão, kambol, jambú, azeitona-do-nordeste, ameixa roxa, murta, baga

de freira, guapê, jambuí, azeitona-da-terra, entre outros nomes (Vizzotto & Pereira, 2008).

Segundo Veigas et al. (2007), o jambolão também pode ser denominado cientificamente

como Eugenia jambolana ou Eugenia cumini. Em seu trabalho de revisão, Ayyanar &

Subash-Babu (2012) relatam que os frutos são do tipo baga (Figura 3.1), com

aproximadamente 1,5 a 3,5 cm de comprimento, apresentando uma única semente, cercada de

polpa carnosa, doce e ligeiramente adstringente. Quando madura, sua casca apresenta

coloração roxa escura (Ayyanar & Subash-Babu, 2012).

Figura 3.1 - Fruto Jambolão (Syzygium cumini).

Fonte: Borges (2011).

O jambolão é comumente ingerido e processado juntamente com a casca. De acordo

com Shajib et al. (2013), cerca de 80% da fruta é comestível, o que a caracteriza como uma

fruta de alto rendimento. Na Tabela 3.1. é possível observar a composição nutricional do

jambolão obtida por Pereira (2011). Outros autores mostram composição semelhante para

essa fruta (Paul & Shaha, 2004; Lago et al., 2006). Resultados apontados pela Tabela


8


Brasileira de Composição de Alimentos (TACO) para outras frutas da família Myrtaceae

como, goiaba, jabuticaba, jambo e pitanga se mostram semelhantes (NEPA, 2006).

Tabela 3.1 – Composição centesimal do fruto jambolão. Fonte: Pereira (2011).

Componentes Polpa de jambolão

Umidade (g/100g) 79,50 ± 0,42

Extrato etéreo (g/100g) 0,35 ± 0,08

Proteínas (g/100g) 0,97 ± 0,20

Fibra bruta (g/100g) 0,81 ± 0,18

Cinzas (g/100g) 0,41 ± 0,02

Fração glicídica (g/100g) 17,96 ± 0,21

Calorias (Kcal) 78,91 ± 1,59

No Brasil, a fruta é consumida quase que na sua totalidade na forma in natura, não

sendo aproveitada do ponto de vista industrial, gerando grande desperdício dessa matéria-

prima. Entretanto, a fruta apresenta potencial para ser processada na forma de sucos,

compotas, doces, geleias, entre outros. Sabe-se também que, tanto o fruto como as outras

partes da árvore são utilizadas na medicina popular (Baliga et al., 2011).

Em trabalho de revisão, Ayyanar & Subash-Babu (2012) explicam que os frutos do

jambolão e outras partes dessa planta são amplamente utilizados no tratamento de diversas

doenças, em particular o Diabetes mellitus. Os mesmos autores relatam que uma série de

investigações sobre o poder medicamentoso do Syzygium cumini já foram realizadas, e

observou-se que diferentes partes da planta apresentam atividades antioxidante, anti-

inflamatória, neurofísico-farmacológicas, antimicrobianas, antibacteriana, anti-HIV,

leishmanicida, antifúngica, gastroprotetora, anti-diarreica, anti-ulcerogênica, entre outras.

3.2. Compostos Bioativos

Patil et al. (2009) definem os compostos bioativos como sendo metabólitos

secundários presentes em todo reino vegetal e que são vitais para a manutenção da saúde

humana. Vale ressalvar que tal definição não leva em consideração a produção de substâncias


9


bioativas por micro-organismos, compreendendo apenas os compostos sintetizados por

plantas, conhecidos como fitoquímicos. Essas substâncias podem ser encontradas em várias

partes da planta, tais como folhas, caule, flor e fruta (Azmir et al., 2013). A seguir serão

abordados os compostos bioativos estudados no presente trabalho.

3.2.1. Compostos Fenólicos

Compostos fenólicos oriundos de plantas são produzidos a partir de seu metabolismo

secundário. Apresentam como estrutura básica um grupo fenol (Figura 3.2) constituído por

um anel aromático hidroxilado e são cruciais para aspectos funcionais da vida vegetal.

Exercem papéis estruturais em diferentes tecidos de suporte ou de proteção, envolvimento em

estratégias de defesa e propriedades de sinalização, em particular nas interações entre plantas

e seu ambiente, além de contribuir para características sensoriais. Trata-se de um grupo com

aproximadamente 10.000 espécies já conhecidas e de grande importância do ponto de vista de

ação nutracêutica (Balasundram et al., 2006; Boudet, 2007; Taiz & Zeiger, 2004).

Figura 3.2 - Estrutura química de um fenol simples.

Fonte: adaptado de Taiz & Zeiger (2004).

Quando a célula vegetal é submetida à situação de estresse ou é lesionada, são

desencadeados dois tipos de resposta do metabolismo fenólico: a primeira resposta é a

oxidação de compostos fenólicos existentes como resultado da ruptura da membrana celular,

fazendo com que os compostos fenólicos se combinem a sistemas de enzimas oxidativas; a

outra resposta envolve a síntese e acúmulo de compostos fenólicos monoméricos ou

poliméricos para reparar o tecido ferido (Rhodes & Wooltorton, 1978 apud Surjadinata &

Cisneros-Zevallos, 2012). Surjadinata & Cisneros-Zevallos (2012) estudaram a biossíntese de

compostos fenólicos durante a estocagem de cenouras que sofreram ferimentos de diferentes

intensidades e observaram que quanto maior o estresse causado ao alimento, maior era a

síntese de compostos fenólicos.

OH


10


Para Taiz & Zeiger (2004), esse grupo é bastante heterogêneo, o que é explicado pela

variedade de vias metabólicas das quais os compostos fenólicos podem ser gerados. Os

mesmos autores explicam que existem duas rotas metabólicas de síntese desses compostos: a

rota do ácido chiquímico e a rota do ácido malônico (Figura 3.3). A primeira participa da

biossíntese da maioria dos fenóis vegetais, enquanto a segunda está mais atrelada à produção

de fenólicos provenientes de bactérias e fungos, sendo uma via menos significativa em plantas

superiores (Taiz & Zeiger, 2004).

Figura 3.3 - Produção de compostos fenólicos a partir das rotas do ácido chiquímico e do

ácido malônico.

Fonte: Adaptado de Taiz & Zeiger (2004).

Eritrose-4-Fosfato

Via da Pentose Fosfato

Ácido Fosfoenolpirúvico

Via Glicolítica

Rota do Ácido

Chiquímico

Ácido gálico Fenilalanina

Ácido Cinâmico

Acetil-CoA

Rota do ácido

Malônico

Taninos

hidrolisáveis

Fenóis simples

Lignina Taninos

condensáveis

Flavonoides Compostos

fenólicos

variados


11


A rota do ácido chiquímico origina-se a partir de compostos derivados da via

glicolítica e da via pentose fosfato, ambas envolvidas no processo respiratório de plantas,

onde carboidratos são desdobrados em unidades mais simples que irão impulsionar a

respiração. A eritrose-4-fosfato e o ácido fosfoenolpirúvico são compostos intermediários da

via da pentose fosfato e glicólise, respectivamente e, que ao se combinarem participam da

síntese do ácido chiquímico, composto intermediário que nomeia a rota e dele derivará a

fenilalanina, aminoácido aromático que, por meio de uma reação catalisada pela enzima

fenilalanina amônia liase (PAL) será convertida em ácido cinâmico, dando origem a maior

parte dos compostos fenólicos (Taiz & Zeiger, 2004; Vieira, 2010).

Não existe classificação única para os compostos fenólicos. As classificações mais

encontradas na literatura baseiam-se no número e arranjo da cadeia de carbonos e na via

biossintética da qual o grupo foi gerado. Crozier et al. (2006) propõem uma classificação

simplificada levando em consideração os grupos mais significantes na dieta humana, onde os

compostos fenólicos são divididos em apenas duas classes (flavonoides e não flavonoides) e

destes se derivam alguns subgrupos. Azmir et al. (2013) categorizam os polifenóis em cinco

classes: ácidos fenólicos, flavonoides, estilbenos, cumarinas e taninos. Estas classes acabam

se subdividindo, formando oito subclasses. Alguns autores, como Ramawat & Merillon

(2007) preferem classificações mais abrangentes nas quais os compostos fenólicos são

divididos em várias classes, destacando a diferença estrutural das mesmas, focalizando no

número de carbonos da cadeia.

3.2.1.1. Antocianinas

As antocianinas estão entre os pigmentos flavonoides de maior distribuição no reino

vegetal e são responsáveis por diversas cores nas plantas, como azul, roxo, violeta, magenta,

vermelho e laranja. A palavra antocianina deriva de duas palavras gregas: anthos (flor) e

kyanos (azul). Estão presentes em frutas comestíveis, vegetais folhosos, raízes, tubérculos,

bulbos, ervas, temperos, legumes, chá, café e vinho tinto (Damodaran et al., 2010). Por colorir

flores e frutos, as antocianinas servem de atrativo para polinizadores e dispersores de

sementes (Taiz & Zeiger, 2004).

As antocianinas apresentam como característica básica o esqueleto carbônico C6C3C6,

comum aos outros flavonoides, sendo a sua estrutura básica o 2-fenilbenzopirona do sal


12


flavylium (Figura 3.4). Quimicamente, ocorrem como glicosídeos de poli-hidroxi e/ou poli-

metoxi derivados do sal. Sem seus açúcares, as antocianinas recebem o nome de

antocianidinas (Figura 3.5) (Damodaran et al., 2010; Ribeiro & Seravalli, 2007; Taiz &

Zeiger, 2004). Os açúcares mais comuns são glicose, ramnose, galactose, arabinose, xilose, di

e trissacarídeos (homogêneos ou heterogêneos) e a glicosilação ocorre geralmente no carbono

da posição 3 da antocianidina e, raramente, na ocorrência de glicosilação adicional é mais

provável no C-5, mas também pode ocorrer no grupo hidroxila, em C-7, -3’, -4’, e/ou -5’

(Damadoran et al., 2010).

Figura 3.4 - Estrutura do cátion flavylium.

Fonte: Damodaran et al. (2010).

Figura 3.5 - Estrutura básica de antocianidinas (A) e antocianinas (B).

Fonte: Adaptado de Damodaran et al. (2010) e Taiz & Zeiger (2004).

As antocianinas diferem no número de grupos hidroxila e metoxila presentes, tipos,

números, sítios de ligação dos açúcares da molécula e tipos e números de ácidos alifáticos ou

aromáticos que estão ligados aos açúcares da molécula. Esses fatores podem contribuir para

alterações na cor e sensibilidade das antocianinas. Existem 19 antocianidinas de ocorrência

A B


13


natural, mas apenas seis costumam ocorrer em alimentos: pelargonidina, cianidina, peonidina,

delfinidina, petunidina e malvidina como mostrado na Figura 3.6 (Damodaran et al., 2010;

Ribeiro & Seravalli, 2007).

Figura 3.6. Antocianidinas comuns em alimentos, arranjadas de acordo com o aumento da

cor vermelha ou azul. Fonte: Damodaran et al. (2010).

A cor das antocianinas além de servir como atrativo no reino vegetal, também é

importante na indústria de alimentos, pois é determinante na aceitação comercial. Na

comercialização de frutas, a aparência é o primeiro aspecto observado pelos consumidores,

sendo um importante atributo do produto. O consumidor geralmente associa um alimento com

cor atraente a um produto mais fresco, mais saudável e com maior qualidade.

As antocianinas são compostos extremamente sensíveis, portanto, outros fatores, além

dos já mencionados, podem comprometer a cor, bem como a estabilidade da molécula. A

literatura aponta o pH, temperatura, concentração de oxigênio, presença de ácido ascórbico,

luz, açúcares e seus produtos de degradação, metais, dióxido de enxofre, copigmentação, entre


14


outros (Mercadante & Bobbio, 2008; Cavalcanti et al., 2011; Damodaran et al., 2010; Fischer

et al., 2013; Hurtado et al., 2009; Jing et al., 2012; Sari et al., 2012).

Borges (2011) encontrou relevantes teores de antocianinas em extratos etanólicos

(80% v/v) de resíduo de jambolão (487,7 mg/100g) desidratado em leito de jorro. Em estudo

mais aprofundado, Correia et al. (2012) identificaram elevado teor de cianidina (90,5 mg

aglicona/100g) em extrato metanólico desse mesmo resíduo de jambolão. O estudo de Veigas

et al. (2007) aponta as cascas de jambolão como potencial fonte de corantes naturais com

capacidade antioxidante, nas quais três antocianinas principais foram identificadas:

glucoglucosídeos de delfinidina, petunidina e malvidina. Além do potencial tecnológico dos

extratos antiociânicos, esses compostos tem atraído a atenção ao longo dos últimos anos

devido a seus efeitos biológicos já observados (Veigas et al., 2007; Baliga et al., 2011).

3.2.1.2. Proantocianidinas

Também denominadas taninos condensados, as proantocianidinas podem ser

encontradas em frutas, sementes, feijões, nozes, cacau e vinho. Quimicamente, são

oligômeros ou polímeros de flavan-3-ols, sendo que essas unidades estão conectadas

principalmente pela ligação C4→C8, mas que também podem ocorrer ligações do tipo

C4→C6 (Figura 3.7). Essas são ligações denominadas do tipo B. Ligações éster adicionais

entre C2→C7, resultam em ligações duplas das unidades de flavan-3-ols, sendo chamadas de

ligações do tipo A. Proantocianidinas consistem em diferentes subunidades de flavan-3-ol,

também chamados monômeros de proantocianidinas ou catequinas (Damodaran et al., 2010).


15


Figura 3.7 - Estrutura básica das proantocianidinas. R1, R2 = H, propelargonidinas; R1 = H,

R2 = OH, procianidinas; R1, R2 = OH, prodelfinidinas.

Fonte: Fan et al. (2007).

Azêvedo et al. (2014) investigaram o resíduo fresco e seco (ar quente e liofilização) do

camu-camu (Myrciaria dubia H.B.K. McVaugh) quanto as suas características físico-

químicas, conteúdo bioativo, atividade antidiabética in vitro e potencial antimicrobiano.

Segundo os autores, tanto a amostra fresca quanto os resíduos secos apresentaram quantidade

significante de proantocianidinas. A quantidade considerável de proantocianidinas presentes

no resíduo do camu-camu pode está relacionada à quantidade expressiva de sementes

existentes em sua composição. Além disso, foi revelada a multifuncionalidade do resíduo

camu-camu, que apresenta atividades antioxidante, antimicrobiana e antienzimática, as quais

podem estar atreladas a quantidade considerável de proantocianidinas encontradas juntamente

com outros compostos bioativos. As proantocianidinas apresentaram relativa resistência à

secagem, sendo mais resistentes à secagem quando comparadas com compostos fenólicos e

antocianinas. No estudo, os autores revelam que a secagem ao ar quente gerou maiores

impactos aos compostos bioativos que a liofilização.

Barcia (2009) analisou as frutas do jambolão e verificou que dentre os fitoquímicos

presentes nas frutas, os valores que mais se destacaram foram os de compostos fenólicos

totais e os taninos, com ênfase no teor de proantocianidinas. Correia et al. (2012) avaliaram o


16


teor de proantocianidinas dos resíduos desidratados de acerola, jambolão, cajá-umbu e pitanga

produzidos em leito de jorro. Os resultados mostraram elevada quantidade de

proantocianidinas para os quatro pós investigados com valores entre 1034 mg QTE/100g para

cajá-umbu e 8666 mg QTE/100g para acerola. Dentre as amostras analisadas, o resíduo de

jambolão desidratado por leito de jorro apresentou a significante quantidade de 4693 mg

QTE/100g.

A presença de proantocianidinas em alimentos vem sendo valorizada devido a recentes

indícios sobre seus efeitos biológicos. Um exemplo importante são as proantocianidinas das

sementes de uva que demostraram ação contra o desenvolvimento de câncer em estudos in

vitro e in vivo e que estão sendo exploradas comercialmente sob o nome de “Gravinol” pelo

laboratório japonês Kikkom Corporation (Nandakumar et al., 2008).

3.2.2. Ácido Ascórbico

O ácido ascórbico pode ser encontrado naturalmente em frutas e vegetais e, em menor

quantidade em tecidos animais e produtos derivados. Ocorre naturalmente principalmente em

sua forma reduzida (ácido L-ascórbico, L-AA) carboidrato conhecido por apresentar atividade

de vitamina C. A oxidação e a dissociação do hidrogênio dessa molécula convertem a mesma

em ácido L-deidroascórbico (L-DHAA), o qual também apresenta atividade de vitamina C,

pois ao ser ingerido é reduzido completamente pelo organismo. Os isômeros ópticos dessas

duas estruturas, apesar de não possuírem atividade de vitamina C, são utilizados como

ingredientes alimentares pelas suas atividades redutoras e antioxidantes (Damodaran et al.,

2010).

Tal vitamina participa da síntese de colágeno, adrenalina, esteroides, degradação da

tirosina, formação de ácidos biliares, absorção de ferro e metabolismo ósseo, sendo a sua

principal função a de manter cofatores metálicos em seus menores estados de valência.

Acentua a resposta imunológica e também interfere na produção do hormônio tiroxina, que

regula a taxa de metabolismo basal e temperatura corporal (Sízer & Whitney, 2003). A

deficiência de vitamina C pode causar escorbuto, doença característica por apresentar quadro

hemorrágico, fraqueza muscular, alterações na gengiva, osteoporose, dificuldade de

cicatrização de ferimentos e anemia. Com exceção dos grupos de risco, como crianças, idosos

e grávidas, a deficiência de vitamina C que causa a ocorrência de todo o quadro clínico do


17


escorbuto é rara. Em casos mais brandos, é comum o aparecimento de hematomas e

comprometimento do sistema imune (Baynes & Dominiczak, 2011).

A vitamina C é um nutriente que não pode ser metabolizado pelo organismo humano,

portanto deve ser incluída em nossa dieta. As frutas são boas fontes de vitamina C e, dentre

elas, destacam-se a acerola (1357 mg/100g) e camu-camu (1882 mg/100g) por apresentarem

surpreendentes teores de ácido ascórbico. O jambolão (112 mg/100g) apresenta teor inferior

as essas duas fontes, mas já demonstrou teor importante e comparável a frutas como o caju

(190 mg/100g) (Rufino et al., 2010).

Correia et al. (2012) ao analisar o teor de ácido ascórbico do resíduo de jambolão

desidratado em leito de jorro encontraram valor (62,21 mg/100g) quase duas vezes superior

ao encontrado previamente em frutas frescas de jambolão (Luximon-Ramma et al., 2003) e

também mais elevado que o teor de vitamina C encontrado para caju (38,33 mg/100g) e

goiaba (19,57 mg/100g) desidratados em estufa a vácuo (Costa et al., 2009). Shajib et al.

(2013) analisaram o teor de ácido ascórbico de 10 frutas consumidas pela população rural de

Bangladesh. O jambolão, apesar de apresentar moderado teor de vitamina C (25,7 mg/100g

fração comestível), apresentou valores superiores a várias das frutas locais estudadas.

O processamento pode destruir parte do ácido ascórbico presente no alimento, tendo

em vista que o AA é uma substância lábil, sensível a condições oxidativas ou térmicas. As

perdas ocorrem de forma mais significativa pelo armazenamento prolongado, altas

temperaturas, baixa umidade relativa, danos físicos e danos causados pelo frio. O mecanismo

de oxidação do AA envolve processos de transferência de elétrons simples ou dupla. Na

oxidação de um elétron, a primeira etapa envolve a transferência de elétrons para formação de

radicais livres semi-DHAA. A perda de um elétron adicional fornece DHAA, o qual é

altamente instável devido a sua suscetibilidade à hidrólise da ponte de lactona existente em

sua estrutura. Essa hidrólise acaba formando o ácido 2,3-dicetogulônico, que ocasiona a perda

irreversível de atividade de vitamina C (Lee & Kader, 2000; Damodaran et al., 2010).

Nóbrega et al. (2014) estudaram o impacto da secagem convectiva sobre as

carcterísticas físico-químicas, compostos bioativos e atividade antioxidante do resíduo da

acerola (Malphigia emarginata). O estudo mostrou grande variação nos valores de retenção

do ácido ascórbico (40,5 a 76,3%) no resíduo seco final e segundo os autores, a degradação de

AA foi influenciada pela temperatura de secagem.


18


3.3. Funcionalidade de compostos bioativos

3.3.1. Atividade antioxidante

O oxigênio é utilizado como aceptor final pelos organismos aeróbicos, já que produz

elevada energia na respiração devido ao seu alto poder eletroquímimico. Porém, em virtude de

sua configuração eletrônica, o oxigênio pode sofrer reduções parciais e levar à formação de

radicais livres, de forma que as espécies reativas ao oxigênio (EROs) estão sempre presentes

no organismo (Ribeiro et al., 2005; Thannickal & Fanburg, 2000).

Ribeiro et al. (2005) relatam que muitos autores definem radicais livres como sendo

“espécie que tem um ou mais elétrons desemparelhados”. Segundo eles, esse tipo de definição

abrange o átomo de hidrogênio (que possui um elétron desemparelhado), a maioria dos íons

de metais de transição e o oxigênio molecular. Entretanto, a terminologia “espécies reativas

ao oxigênio” inclui radicais livres e outras moléculas que, apesar de não apresentarem

elétrons desemparelhados, são muito reativas em virtude de sua instabilidade. A grande

maioria dos radicais são derivados do metabolismo do oxigênio, sendo assim, o termo EROs é

o mais adequado e utilizado (Ribeiro et al., 2005; Ferreira & Matsubara, 1997). Dentre eles

podem ser citados os ânions superóxido ( e peróxido de hidrogênio (H2O2), formados

pela redução de um e dois elétrons, respectivamente. Na presença de íons metálicos de

transição, radicais mais reativos como o hidroxil (OH•) podem ser formados (Tannickal &

Fanburg, 2000).

Segundo Ames et al. (1993), subprodutos oxidantes do metabolismo normal podem

causar extensos danos ao DNA, proteínas e lipídeos. Acredita-se que esses danos contribuam

para o envelhecimento, doenças degenerativas, câncer, doenças cardiovasculares, declínio da

atividade do sistema imunológico, disfunção cerebral, catarata, entre outros.

O organismo humano apresenta um sistema antioxidante que combate esses radicais

oxidantes, porém, quando ocorre algum desequilíbrio entre a produção de antioxidantes e

quantidade de agentes oxidantes, pode ocasionar o início de processos patológicos (Al-

Gubory et al., 2010; Thannickal & Fanburg, 2000; Ferreira & Matsubara, 1997). Nesse

momento em que o organismo já não consegue controlar o estresse oxidativo, são necessários

substâncias antioxidantes de fontes exógenas. Muitos compostos naturais vêm sendo

utilizados como agentes antioxidantes como compostos fenólicos, carotenóides e ácido


19


ascórbico (Rockenbach et al., 2011; Costa et al., 2012; Palafox-Carlos et al., 2012; Hussain et

al., 2013).

Ramalho & Jorge (2006) relatam que na visão de Bailey (1996), os agentes

antioxidantes podem ser classificados em primários, sinergistas, removedores de oxigênio,

biológicos, agentes quelantes e antioxidantes mistos. Os antioxidantes primários são

compostos fenólicos que promovem a remoção ou inativação dos radicais livres formados

durante a iniciação ou propagação da reação, através da doação de átomos de hidrogênio a

estas moléculas, interrompendo a reação em cadeia, como mostrado no esquema abaixo

proposto por Frankel (1980) na Figura 3.8.

Figura 3.8 - Reações de inativação de radicais livres.

Fonte: Adaptado de Ramalho & Jorge (2006).

Os exemplos das principais substâncias inclusas nesse grupo e muito utilizadas na

indústria alimentícia são os polifenóis sintéticos butil-hidroxianisol (BHA), butil-hidroxi-

tolueno (BHT), terc-butil-hidroquinona (TBHQ) e propil galato (PG) (Soares, 2002). Devido

à possível toxicidade desses compostos, a atenção tem sido voltada para polifenóis obtidos de

fontes naturais, que podem ser classificados como antioxidantes biológicos (Soares, 2002;

Ribeiro et al., 2005).

Chirinos et al. (2013) avaliaram o teor de compostos fenólicos totais (CFT) e atividade

antioxidante, utilizando diferentes métodos (DPPH, ABTS e ORAC) em frutas, grãos, folhas,

sementes, raízes e tubérculos de 27 diferentes plantas andinas peruanas usadas na medicina

popular e/ou como alimento pela população nativa. Os resultados mostraram grandes

diferenças entre as diferentes amostras em termos de valores de compostos fenólicos e de

atividade antioxidante, mas foi observada significativa correlação entre a concentração

fenólica e a atividade antioxidante.

ROO• +AH → ROOH + A•

R• +AH → RH + A•

Onde: ROO• e R• são radicais livres; AH é um agente

antioxidante com um átomo de hidrogênio ativo;

A•representa um radical inerte.


20


Vizzotto & Pereira (2008), percebendo o potencial bioativo do jambolão,

caracterizaram a polpa, casca e as sementes produzidas no Rio Grande do Sul. As

antocianinas encontradas no fruto do jambolão apresentaram correlação positiva com a

atividade antioxidante, podendo ser extraídas e utilizadas como corantes em alimentos. Os

autores acreditam que as sementes e os frutos do jambolão podem ser explorados para

obtenção de extratos de alto poder antioxidante e aplicações diversas em sistemas bioativos.

Correia et al. (2012) observaram alta atividade do radical DPPH em pós de acerola,

pitanga e jambolão, sendo estes resultados mais elevados do que valores encontrados

anteriormente para várias frutas exóticas brasileiras e polpas de frutas (Genovese et al., 2008;

Gonçalves et al., 2010) e também para outros 17 frutos do Equador (Vasco et al., 2008).

De acordo com os autores e ainda reforçados por outros pesquisadores, ao se tratar de

extratos de fruta, a presença de várias espécies antioxidantes devem ser levados em

consideração, incluindo compostos fenólicos, ácido ascórbico e o possível efeito sinérgico de

diferentes constituintes (Luximon-Ramma et al., 2003; Mezadri et al., 2008). Ao analisar o

jambolão, Veigas et al. (2007) afirmam que a expressiva capacidade antioxidante deste fruto

pode ser explicada sobretudo pela presença de antocianinas, consideradas potentes

antioxidantes.

3.4. Secagem de alimentos

A secagem é um dos processos mais antigos de conservação de alimentos, sendo

bastante difundido e utilizado nos dias atuais. Trata-se de uma operação que visa remover

água ou outro líquido de um determinado material através do calor. Nesse processo ocorre

tanto transferência de calor quanto de massa e com a eliminação parcial ou total da água,

ocorre redução da atividade de água, reduzindo os riscos de crescimento microbiano, reações

enzimáticas e outras reações de natureza química e física (Gava, 2008; Celestino, 2010).

Como vantagens do processo podemos citar a extensão da vida de prateleira do

produto, diminuição de perdas pós-colheita, redução de volume e de peso que,

consequentemente, levam a diminuição dos custos com transporte, armazenamento,

embalagem e comercialização. Pode-se citar também que o alimento desidratado tem seus

componentes nutricionais mais concentrados, aumentando o valor nutricional do produto

(Gava, 2008; Celestino, 2010).


21


Muitos métodos de secagem podem ser aplicados na indústria de alimentos: a secagem

por convecção, condução, radiação, liofilização, vapor super aquecido, leito fluidizado e

secagem dielétrica (Park et al., 2007). A secagem através de leito de jorro e liofilização,

abordadas no presente projeto, serão discutidas a seguir.

3.4.1. Secagem em leito de jorro

Em 1954, Mathur e Gishler desenvolveram o secador de leito de jorro com o objetivo

de realizar a secagem de grãos de trigo (Souza Jr., 2012). Desde então, este secador vem

sendo utilizado para a secagem de diversos tipos de grãos, soluções, suspensões e pastas

(Medeiros et al., 2001). Na secagem de pastas e suspensões, a técnica utiliza um leito

constituído de partículas inertes. Ao longo dos anos, muitos trabalhos foram publicados sobre

o leito de jorro, incluindo a secagem de leite desnatado, ovo de galinha integral

homogeneizado, carbonato de cálcio (Almeida, 2009), extratos aromáticos (Benelli et al.,

2013), farinha de banana verde (Bezerra et al., 2013), polpas de frutas (Gomes et al., 2002;

Medeiros et al., 2001), leite de cabra (Urbano et al., 2009; Medeiros et al., 2007) e aplicação

de revestimento entérico em cápsulas gelatinosas duras (Martins & Oliveira, 2003). Segundo

Medeiros et al.(2001), este secador tem-se mostrado boa alternativa ao secador spray dryer, já

que fornece produtos de qualidade similar, a custos significativamente inferiores.

Operacionalmente, o leito de jorro é constituído por uma coluna cilíndrica e uma base

cônica, onde fica um leito de sólidos particulados. Na parte inferior encontra-se o orifício pelo

qual entra o fluido de secagem. De acordo com Mathur (1971) citado por Marreto (2006), o

regime de jorro é estabelecido de forma estável pela entrada de um jato de fluido, utilizando-

se partículas inertes com diâmetro superior a 1 mm. Após a entrada de ar, observa-se a

aceleração ascendente das partículas sólidas com a formação de um canal central, região

denominada de jorro, como mostrado na Figura 3.9. Ao redor do canal central, verifica-se a

presença de um leito denso de partículas, que se deslocam contra o fluxo ascendente de ar,

traçando uma trajetória parabólica em relação à região central do equipamento. A região que

compreende esse leito deslizante de partículas recebe o nome de ânulo ou região anular

(Mathur, 1971 apud Marreto, 2006). A fonte é a região superior ao ânulo onde as partículas

que deixam o jorro se movimentam ascendentemente, desaceleram e caem no ânulo (Souza

Jr., 2012).


22


Figura 3.9. Regiões caracteríticas de um leito de jorro. Fonte: Trindade (2004).

A partir do momento que a pasta ou suspensão entra em contato com as partículas

inertes utilizadas no processo de secagem em leito de jorro, as mesmas são revestidas

formando-se uma fina camada de material. À medida que a película formada seca, torna-se

frágil e fragmenta-se devido aos efeitos de colisões interpartículas (Figura 3.10). O material

na forma de pó é então arrastado pela corrente de ar e coletado em recipiente adequado.

Segundo Souza (2009), o processo de transferência de calor se dá de forma convectiva

(fornecida diretamente pelo fluido de secagem) e condutiva (fornecida pela partícula inerte,

previamente aquecida, na região de jorro, pelo ar de secagem).

Figura 3.10. Ciclo de recobrimento, secagem, quebra e arraste da película de suspensão na

sua secagem em leito de jorro com inertes. Fonte: Souza Jr. (2012).


23


O leito de jorro promove intensa mistura, que favorece o contato fluido-partícula e a

obtenção de elevada taxa de circulação de sólidos. Segundo Souza (2009), o alto cisalhamento

entre as partículas, especialmente na região anular credencia esta técnica para a secagem de

suspensões não-newtonianas. Dessa forma, observa-se que dois fatores governam a

performance do secador: as taxas de transferências de calor e de massa envolvidas na secagem

e a friabilidade da película aderida à superfície das partículas. A ocorrência de uma

movimentação cíclica e de alta regularidade dos sólidos constitui a base para a produção de

material desidratado com uniformidade adequada e um nível considerável de atrito entre os

sólidos viabiliza a redução de aglomeração do material no interior do leito (Epstein & Grace,

1997).

Medeiros et al. (2001) utilizaram o leito de jorro na secagem das polpas de frutas

tropicais como abacate, acerola, cajá, manga, seriguela, umbu e pinha. Concluiu-se que, em

geral, as polpas com elevadas concentrações de gordura e baixos teores de açúcares redutores

favorecem a estabilidade do processo de secagem. Segundo Bhandari & Hartel (2005), as

características e composição do produto, além de condições desfavoráveis de secagem podem

levar a plasticidade e consequente pegajosidade e aglomeração de material na parede do

secador, o que pode levar a baixos rendimentos e problemas operacionais.

A relação entre temperatura de transição vítrea (Tg) do produto a ser seco e problemas

de aderência durante a secagem de alimentos ricos em açúcar e ácido como frutas e derivados

já foi reportada. Sabe-se que materiais com baixa Tg podem ter sua secagem dificultada

(Bandhari & Hartel, 2005), já que acima da Tg, o material se encontra em estado pegajoso. A

Tg de amidos, proteínas, e gomas (materiais de elevado peso molecular) é mais elevada do

que a dos açúcares, ácidos orgânicos e polióis (materiais de baixo peso molecular). Dessa

forma, agentes coadjuvantes de secagem tais como goma arábica, goma xantana e

maltodextrina são utilizados para elevarem a Tg final do material a ser seco e melhorarem a

operação como um todo.

A partir do desejo de estabelecer estratégias racionais de aproveitamento, diversos

estudos envolvendo a secagem de frutas e derivados em leito de jorro foram desenvolvidos na

UFRN e em outras instituições brasileiras. Borges (2011) estudou as características físico-

químicas e funcionalidade de bagaços de jambolão, acerola, cajá-umbu e pitanga, ao passo

que Bezerra et al. (2013) avaliaram o efeito da secagem sobre as características físico-

químicas, funcionais e morfológicas das partículas da farinha de banana verde. Gomes (2002)


24


avaliou a caracterização e isotermas de adsorção de umidade da polpa de acerola em pó e

Souza (2009) estudou a secagem de misturas de frutas tropicais.

Além desses, Souza Jr. (2012) avaliou os efeitos das variáveis, teor de sólidos,

temperatura do ar de secagem e tempo de intermitência sobre a umidade, eficiência de

produção, retenção de material no leito e perdas do produto em pó por elutriação e aderência

às paredes do equipamento. O autor trabalhou com secagem de resíduo de acerola e verificou

que a presença da suspensão provocou o aumento da velocidade de colapso do jorro, sendo

assim, maiores vazões de ar são requeridas para manter as condições de jorro. Também foi

possível contemplar que o aumento na temperatura provoca a diminuição da umidade do

produto em pó, porém conforme Lima (1995a) apud Souza (2009) ocorre escurecimento do

produto nesses casos. Lima (1995b) apud Souza (2009) também explica que altas vazões de ar

implicam em encurtamento do tempo de residência do pó no secador, aumentando sua

umidade. Souza Jr. (2012) ainda acrescenta que a secagem das suspensões com maiores teores

de sólidos apresentaram maiores eficiências e provoca maiores perdas de material arrastado

pela corrente de ar ou retido nas paredes do equipamento e diminuição na retenção do

material no leito.

3.4.2. Liofilização

Liofilização ou freeze-drying é uma operação de desidratação na qual a matéria-prima

previamente congelada é submetida a determinadas condições de pressão e temperatura que

ocasionam a sublimação da água. Nesse caso, a água não passa pelo estado líquido e a

dinâmica entre vácuo e baixa temperatura promove a sublimação. Dessa forma, as

propriedades químicas e organolépticas teoricamente pouco se alteram e o procedimento pode

ser aplicado a produtos sensíveis ao calor. Além disso, o produto liofilizado é facilmente

reidratável, pois poros microscópicos são formados como resultado dos cristais de gelo que

sublimam durante o processo de secagem (Oikonomopoulou et al., 2011).

Para maior preservação do produto, a etapa de congelamento deve ser conduzida da

forma mais rápida possível, para que se formem microcristais de gelo, que não danifiquem a

membrana celular do alimento. O congelamento lento conduz a formação de grandes cristais

que podem romper a membrana celular, ocasionando perda de líquido citoplasmático, que

provoca o encolhimento do produto (Neto, 2008).


25


Liofilização é uma operação muito importante comercialmente, sendo utilizada para

secar produtos de alto valor agregado, que possuam aromas ou texturas delicados ou que

apresentam sensibilidade ao uso do calor. Exemplos de alimentos liofilizados incluem café,

cogumelos, ervas e temperos, sucos de frutas, carnes, frutos do mar, legumes e refeições

completas para rações militares ou de expedições (Gava, 2008). A liofilização está

normalmente associada à produção de alimentos de alto valor agregado, pois se trata de um

processo oneroso que chega a ser entre quatro e oito vezes mais caro que a secagem

convectiva, por exemplo (Ratti, 2001). Apesar disso, a liofilização continua sendo a melhor

opção para manter a qualidade original de alguns produtos. De qualquer maneira, estudos

técnicos vêm sendo realizados para melhorar a relação custo/benefício de produtos

liofilizados (Ciurzyńska & Lenart, 2011).

Marques (2008) estudou o processo de liofilização de quatro frutas tropicais (abacaxi,

manga, mamão papaya e acerola) e concluiu que os produtos obtidos apresentavam alta

porosidade, mínimo encolhimento e alta capacidade de reidratação, além de boa retenção de

aroma, cor e nutrientes. Também houve efetiva redução do teor de umidade, o que torna os

pós produzidos mais estáveis, contribuindo para suas qualidades físicas, nutricionais e

sensoriais.

Oliveira (2012) produziu pó liofilizado a partir da polpa de cajá utilizando 17% de

maltodextrina e comparou seus resultados com amostra controle liofilizada sem

maltodextrina. Foi verificado que ambos os produtos apresentaram baixos teores de umidade,

atividade de água e higroscopicidade, o que proporciona maior vida de prateleira ao produto.

O pó controle apresentou estabilidade de 60 dias, enquanto o pó com maltodextrina manteve

boas características durante todo o desenvolvimento do estudo. As amostras apresentaram boa

coloração, com a amostra controle tendo cor mais intensa.

3.4.3. O impacto da secagem sobre os compostos bioativos de frutas

As frutas são fontes de compostos bioativos (Damodaran et al., 2010; Mezadri et al.,

2008; Rockenbach et al., 2011), entretanto, o teor desses fitoquímicos sofrem variações

devido a fatores intrínsecos ou extrínsecos. Dentre os fatores extrínsecos, sabe-se que o calor

é um forte potencializador do estresse causado aos tecidos vegetais, o que pode acarretar a

transformação ou até a degradação de compostos bioativos presente nas frutas. Sendo assim,


26


qualquer processamento térmico envolvendo frutas e derivados deve levar em consideração,

não só a manutenção das propriedades sensoriais, mas também a retenção dos compostos

bioativos presentes. A secagem pode, por exemplo, provocar reações de escurecimento

enzimático e não-enzimático, reações de oxidação de lipídeos e vitaminas e degradação de

pigmentos (Celestino, 2010).

Tonon et al. (2008) realizaram estudo sobre a influência das condições do processo

sobre as propriedades físico-químicas do pó de açaí produzido através de spray drying e

verificaram que, dentre as condições estudadas (temperatura do ar de entrada, vazão de

alimentação e concentração de maltodextrina), as temperaturas (138, 150, 170, 190 e 202°C)

exerceram forte influência sobre todas as variáveis estudadas (rendimento do processo,

higroscopicidade, umidade e retenção de antocianinas), ocasionando menor retenção de

antocianinas.

Marques (2008) estudou o processo de liofilização de cinco frutas tropicais: abacaxi,

goiaba, manga, mamão papaya e acerola. Observou-se que os pós obtidos a partir dessas

frutas registraram perdas de vitamina C que variaram entre 3% e 69%. Foi estudado também o

impacto do tipo de congelamento utilizado e percebeu-se que o congelamento em nitrogênio

líquido diminuiu as perdas de vitamina C quando comparado ao congelamento convencional

em congelador.

Borges (2011) avaliou o impacto da secagem em leito de jorro sobre o teor de ácido

ascórbico de resíduos de frutas tropicais. Os pós de pitanga e jambolão apresentaram as

maiores perdas percentuais (50,49% e 40,97%, respectivamente) de ácido ascórbico, enquanto

que em resíduos de acerola e cajá-umbu, as perdas foram menores que 15%.

Nóbrega (2012) estudou a secagem do resíduo de acerola através de secagem em

bandejas e liofilização. Em seus resultados, a autora verificou que o pó produzido por

liofilização apresentou maior retenção de atividade antioxidante (p<0,05) em comparação aos

demais grupos submetidos à desidratação. Em relação ao teor de compostos fenólicos, os

valores entre o secador de bandejas e o liofilizador se mostraram similares (p<0,05).

Comparando-se com o resíduo in natura, a secagem teve um efeito negativo sobre a

concentração fenólica. A autora mostra também que a secagem por liofilização não foi

eficiente para manutenção das antocianinas, já que o pó liofilizado apresentou teor inferior

(p<0,05) a todos os grupos experimentais.

Ceballos et al. (2012) avaliaram o efeito da taxa de congelamento sobre parâmetros de

qualidade de polpa de graviola liofilizada. Ao final da secagem, o teor de vitamina C foi


27


reduzido em percentuais que variaram entre 47,2% e 71,4%. Observou-se que taxas de

congelamento mais baixas favoreceram a retenção de vitamina C e diminuição do conteúdo de

água final. Os autores comentam que apesar de alguns estudos mostrarem que o congelamento

lento pode vir a degradar o ácido ascórbico, a umidade reduzida pode ajudar na retenção da

vitamina C.

Nora (2012) submeteu as frutas araçá e guajibú à desidratação por secagem convectiva

(70ºC) e liofilização. A autora relata que tanto o araçá quanto o guajibú mantiveram seu teor

de carotenóides após a liofilização, mas para o tratamento com ar quente houve redução de

61,2% e 51,3% para o araçá e guajibú, respectivamente. Avaliando o impacto da desidratação

sobre as antocianinas, foi possível observar que ambos os processos causaram degradação. A

secagem convectiva levou a perdas de antocianinas de 98,3% para o araçá e 94% para o

guajibú, mas a amostra de guajibú liofilizada manteve constante a concentração de

antocianinas, enquanto o araçá liofilizado teve uma degradação de 54,9%.

Nóbrega et al. (2014) avaliaram o impacto do processamento sobre compostos

bioativos em resíduo agroindustrial da acerola desidratado por secagem convectiva em

bandejas. Verificou-se redução no teor de compostos fenólicos totais, carotenóides,

antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico, além de diminuição na atividade

antioxidante. Entretanto, os autores reiteram o valor bioativo e tecnológico do resíduo de

acerola em pó tendo em vista sua estabilidade microbiológica, concentração final de

compostos bioativos e caracterização colorimétrica.

3.5. Frutas desidratadas como ingredientes alimentares

Devido a sua alta perecibilidade, a operação de secagem aplicada as mais diversas

frutas constitui uma alternativa para ampliar mercados, aumentar lucros, diminuir perdas pós-

colheita e obter produtos com maior vida de prateleira. Sendo assim, as frutas podem ser

consumidas desidratadas parcialmente, processadas na forma de pó ou serem utilizadas como

corantes naturais ou no preparo de sucos e néctares. Ainda podem participar da formulação de

sorvetes, frozen, bolos, biscoitos, cereais, geleias, entre outros. Além disso, através da

obtenção de frutas desidratadas é possível preservar fitoquímicos com atividades bioativas e

utilizá-los para enriquecimento de sistemas alimentares. Deve-se ressaltar, também, que,

muitas frutas ainda não estão sendo exploradas adequadamente pela indústria e acabam sendo


28


desperdiçadas. Outras apresentam alguma limitação para seu consumo in natura, necessitando

de estratégias alternativas para serem aproveitadas, como por exemplo, o camu-camu que

devido a sua elevada acidez tem seu consumo restrito (Azevêdo et al., 2014).

Moßhammer et al. (2006) explicam que apesar do potencial corante da fruta da palma

forrageira (Opuntia ficus-indica), a mesma ainda não foi devidamente explorada para esse

fim. Ao estudar o processamento de suco das frutas da palma forrageira na forma de

concentrados e pós, os autores confirmaram a adequação do uso de fruta em pó para colorir

preparados para sobremesas, frutas ou barras de cereais, pratos instantâneos e chocolates.

Camire et al. (2007) estudaram a formulação de cereais de milho extrusados com pós

de frutas desidratadas (blueberry, cranberry, uva Concord e framboesa) misturados na

proporção de 1%, numa extrusora de parafuso duplo em escala laboratorial e cozidos a

temperatura inferior a 130°C. As amostras controle (sem os pós das frutas) eram mais leves e

menos vermelhas do que os cereais de frutas. Fenólicos e antocianinas solúveis foram maiores

nas amostras adicionadas de frutas em pó. Embora, as antocianinas provenientes dos pós

terem resistido a extrusão e mantido alguma atividade antioxidante, os níveis de pós utilizados

neste estudo foram considerados baixos. Métodos para aumentar a retenção desses pigmentos

durante o processamento são necessários e pesquisas adicionais são necessárias para

determinar os níveis ótimos de pós de frutas para cereais extrusados que aumentem a

atividade antioxidante, enquanto proporcionam qualidade sensorial aceitável.

Obón et al. (2009) utilizaram o sumo da fruta Opuntia stricta para obtenção de um pó

vermelho-púrpura para ser utilizado como corante natural alimentar. A produção do pó se deu

através da secagem em spray-dryer usando-se xarope de glicose como coadjuvante de

secagem (10% p/v). Os autores concluiram que a secagem por pulverização é uma técnica

adequada para a produção de um corante vermelho-púrpura rico em pigmentos betaciânicos.

O produto apresentou coloração intensa, baixa higroscopicidade e rendimento de secagem de

58% e foi aplicado com sucesso em iogurte e bebida não alcóolica. Estes alimentos

armazenados sob refrigeração não apresentaram mudanças evidentes de cor durante um mês.

Alavi & Mazloumzadeh (2012) estudaram a qualidade de frutos de barberry (Berberis

vulgaris L.var. asperma) sem sementes cultivadas no árido e semiárido do Irã, as quais são

amplamente comercializadas na região como aditivos alimentares. Métodos de colheita,

épocas de colheita e técnicas de secagem (secagem à sombra, ao sol e secagem convectiva a

55-60ºC por 20h) foram avaliados e foi demonstrado que as frutas secas constituem uma boa

opção de ingrediente alimentar, apresentando boa aceitação e características desejáveis.


29


De acordo com Fracassetti et al. (2013), o camu-camu (Myrciaria dubia) é uma fruta

tropical fonte de compostos bioativos potencialmente benéficos para a saúde humana. No

entanto, o consumo deste fruto é limitado pela sua acidez e sabor amargo e, portanto, o

processo de desidratação seria uma boa alternativa para o seu uso como um

ingrediente alimentar em pó. O estudo envolveu a fruta desidratada por spray dryer e a

farinha proveniente dos resíduos (cascas e sementes) secos em leito fluidizado na faixa de 45-

55°C. Nesse estudo, ficou demonstrado que a farinha de camu-camu é uma rica fonte de

compostos bioativos com bom potencial para ser utilizado como um ingrediente para a

formulação de alimentos funcionais.

Capítulo 4: Materiais e métodos


Capítulo 4

Materiais e métodos


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4. Materiais e métodos

O presente trabalho avaliou a polpa de jambolão submetida aos processos de secagem

em leito de jorro e liofilização. O rendimento dos pós obtidos na secagem foram comparados

e as características físico-quimicas da polpa in natura de jambolão e dos produtos após

desidratação foram avaliadas. A partir disso, o teor bioativo foi esclarecido tanto para

jambolão desidratado pelos dois processos de secagem, quanto para a polpa in natura,

mediante avaliação do teor de compostos fenólicos totais, antocianinas, proantocianidinas,

ácido ascórbico e capacidade antioxidante. Os resultados foram utilizados para determinar o

impacto das duas técnicas de secagem sobre o produto final, e inferências sobre os possíveis

fatores implicados são levantadas e discutidas.

A Figura 4.1 apresenta de forma esquemática o roteiro experimental do trabalho e o

fluxograma de atividades:


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Figura 4.1 - Fluxograma de atividades experimentais do presente trabalho.

As análises de rendimento, umidade, solubilidade, atividade de água, higroscopicidade,

compostos fenólicos totais, ácido ascórbico, antocianinas totais e atividade antioxidante foram

realizadas no Laboratório de Compostos Bioativos e Tecnologia Animal (LABTA) do

Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte

(UFRN).

A análise de densidade foi realizada no Laboratório de Cimentos (LABCIM) localizado

na UFRN, ao passo que a análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi realizada

no Laboratório de Microscopia Eletrônica de Varredura, ambos localizados no Campus

Central da UFRN.

A análise colorimétrica e determinação de proantocianidinas foram conduzidas no

Laboratório de Compostos Bioativos localizado no Campus Central da Universidade de São

Paulo (USP) sob a supervisão da Profª. Dra. Maria Ines Genovese.


33


4.1. Matéria-prima

O material utilizado para o presente estudo foi a polpa de jambolão (Syzygium cumini),

obtida de frutas colhidas de forma manual no Campus Universitário da Universidade Federal

do Rio Grande do Norte (Natal-RN) no mês de março de 2014. As frutas foram selecionadas e

colhidas no mesmo estágio de maturação, sendo retirados os frutos danificados, deformados

ou com aparente presença de doenças. Cerca de 50 Kg de frutas foram despolpadas utilizando

despolpadeira semi-industrial (Compacta, ITAMETAL, Brasil) no Laboratório de

Processamento de Frutas e Hortaliças localizado na Unidade Acadêmica Especializada em

Ciências Agrárias da UFRN, situado na Escola Agrícola de Jundiaí. A polpa foi mantida sob

congelamento em freezer horizontal a -18°C até processamento e posterior análise.

4.2. Métodos

4.2.1. Secagem

A polpa de jambolão (denominada como grupo experimental P) foi submetida a duas

diferentes técnicas de secagem: liofilização e secagem em leito de jorro. Antes do início da

secagem, os lotes de polpa foram descongelados sob refrigeração (6 ± 0,5 °C) por 24 horas

para promover descongelamento homogêneo. A polpa descongelada foi então submetida a

peneiramento para retirada de resíduos mais grosseiros que poderiam ocasionar problemas na

secagem.

4.2.1.1. Liofilização

A polpa foi seca em liofilizador (Modelo L101, LIOTOP, Brasil; Figura 4.2)

pertencente ao Laboratório de Engenharia de Alimentos do Departamento de Engenharia

Química da UFRN. A princípio, a polpa sem coadjuvante foi colocada em duas bandejas para

congelamento em freezer horizontal a -18ºC. Em seguida, o material congelado foi levado ao


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liofilizador durante período de aproximadamente 96 horas. A liofilização foi conduzida sob os

seguintes parâmetros de processamento: temperatura de -40°C, pressão a vácuo abaixo de 500

µHg e velocidade de liofilização 1 m/h. Foram realizados três ensaios de secagem,

conduzidos durante um período de 3 semanas. Durante todo o processo de secagem foram

utilizados 1,733 Kg de polpa de jambolão. As amostras obtidas por liofilização receberam a

denominação JLI.

Figura 4.2 - Liofilizador.

Fonte: Arquivo pessoal (2013).

4.2.1.2. Leito de Jorro

Para a obtenção do jambolão desidratado, as polpas da fruta foram submetidas à

desidratação em secador do tipo leito de jorro convencional, pertencente ao Laboratório de

Sistemas Particulados do Departamento de Engenharia Química da UFRN, sob supervisão da

Profª. Dra. Maria de Fátima Dantas de Medeiros.

O secador de leito de jorro (Figura 4.3) é constituído por coluna cilíndrica de aço

inoxidável com 18 cm de diâmetro e 72 cm de altura, base cônica de 60°, diâmetro da entrada

de ar de 3 cm e com visores em acrílico. O ar de secagem foi fornecido ao sistema por um

soprador com 7 cv de potência e aquecido em um trocador de calor contendo um conjunto de

duas resistências com 2400 W de potência. O controle de aquecimento foi realizado através de

um controlador e de um sensor de temperatura. A regulagem da vazão de ar foi controlada por

uma válvula globo. Não foi fixada valor de vazão de ar e a regulagem foi realizada de acordo


35


com o comportamento da secagem, a fim de evitar o colapso do jorro. A alimentação da

suspensão foi feita através de uma bomba peristáltica. Um ciclone Lapple construído em aço

inoxidável com 10 cm de diâmetro de coluna e altura total de 40 cm promoveu a separação do

pó, que foi recolhido em embalagens plásticas. A medida de temperatura do ar na entrada do

secador foi feita por uma resistência elétrica padrão de platina de 100 Ohms (Pt 100) que

serve ao controlador de temperatura. Na saída do secador a medida de temperatura foi aferida

por um termopar tipo K.

Figura 4.3. Leito de jorro. Fonte: Arquivo pessoal (2014)

Como material inerte, foi utilizado polietileno granulado de alta densidade (Figura

4.4), apresentando formato elipsoidal. As caracteríticas físicas das partículas inertes são

mostradas na Tabela 4.1.


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Figura 4.4. Partículas inertes utilizadas na secagem em leito de jorro.

Fonte: Arquivo pessoal (2014).

Tabela 4.1. Características físicas do material inerte. Fonte: Souza Jr. (2012)

Características físicas

Densidade real (g/cm3) 0,939±0,006

Diâmetro (mm) 4,1±0,072

Esfericidade 0,98±0,023

Densidade aparente (g/cm3) 0,576

Para o processo, foi empregada temperatura de entrada do ar de secagem de 70ºC,

vazão de alimentação de 7 mL/min, 2500 g de partículas inertes e temperatura de saída (não

controlada e dependente da temperatura de entrada) em torno de 60°C. As amostras foram

elaboradas a partir de polpa in natura de jambolão previamente descongelada e refinada,

adicionada de goma arábica na concentração de 5% sobre o total da mistura. Foram realizadas

quatro secagens, conduzidas em dias diferentes. Foram processados no total 1,066 Kg de

polpa adicionada de goma. Foi adotado tempo de intermitência de 15 minutos, sendo 5

minutos com alimentação e 10 minutos sem alimentação. Cada secagem durou em média 90

minutos. As amostras obtidas por secagem em leito de jorro receberam a denominação JLJ.


37


4.2.2. Análise de desempenho da secagem

O desempenho de secagem foi analisado a partir do rendimento de produção de pó,

calculado através da Equação (4.1) definida por Medeiros et al. (2001):

(4.1)

4.2.3. Caracterização físico-química da polpa e dos pós

Os pós e a polpa foram submetidos às análises de umidade e atividade de água (aW).

Os pós ainda foram avaliados quanto à solubilidade, higroscopicidade e cor. A avaliação

morfológica dos pós foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura e densidade.

Todas as análises foram realizadas em triplicata, empregando-se os métodos analíticos

descritos a seguir.

4.2.3.1. Umidade

A determinação da umidade das amostras foi dada mediante o método proposto pelo

Instituto Adolfo Lutz (309/IV). Para tanto, foram pesados 1 g da amostra que foi em seguida,

transferida para pesa-filtro previamente tarado e seco. Os pesa-filtros foram colocados em

estufa à 70ºC durante 6 horas, retirados e repesados até peso constante (IAL, 2008). A

umidade foi expressa pela Equação 4.2:

(4.2)


38


4.2.3.2. Atividade de água

O procedimento foi realizado através de determinador de umidade AquaLab

(Decagon, USA). Uma determinada quantidade da amostra foi transferida para cápsula

plástica esférica própria para essa análise, de forma que a base fosse coberta, mas que não

fosse ultrapassado o nível da metade da cápsula. Em seguida, a leitura foi realizada depois de

transcorrido o tempo necessário para a estabilização da umidade relativa de equilíbrio.

4.2.3.3. Solubilidade

A solubilidade da amostra foi determinada pelo método descrito por Eastman &

Moore (1984) e modificado por Cano-Chauca et al. (2005). O método consistiu em adicionar

1g da amostra em 100 mL de água destilada sob agitação de 2500 rpm em agitador magnético

por 5 minutos. Em seguida, a solução foi transferida para um tubo Falcon e centrifugada a

3000 rpm por 5 minutos. Uma alíquota do sobrenadante (25 mL) foi transferida para pesa-

filtro, previamente pesado e submetido à secagem em estufa a 105ºC por 5h. O percentual de

solubilidade foi calculado a partir da diferença entre o peso final e o inicial do material no

pesa-filtro conforme a Equação 4.3:

(4.3)

Onde:

A = massa do pó;

B = massa do pesa-filtro vazio;

C = massa do pesa-filtro + amostra;

D = massa do pesa-filtro + amostra depois da secagem.

4.2.3.4. Higroscopicidade

A higroscopicidade foi determinada através de metodologia adaptada de López-

Córdoba et al. (2014). Inicialmente, foi preparada a célula de higroscopicidade. Para isso,


39


preparou-se solução salina de cloreto de sódio a 40%, sendo a mesma distribuída em placas

Petri de 150 x 20 mm que foram colocadas em dessecadores. Dessa forma, o conjunto

dessecador + solução salina constitui a célula de higroscopicidade. Em seguida, determinou-

se a umidade relativa mediante determinação da atividade de água da solução contida nas

células. Para dar início a análise propriamente dita, pesou-se 1,0 g da amostra em placas de

Petri de 90 x 15 mm, previamente taradas e pesadas. Em seguida, as placas contendo as

amostras foram colocadas nas células de higroscopicidade por 90 minutos após os quais, as

placas foram pesadas. O cálculo da higroscopicidade foi dado pela seguinte equação

(Equação 4.4):

(4.4)

Onde:

f = água adicionada;

i = peso inicial da amostra;

H = massa de água contida na amostra inicial.

4.2.3.5. Densidade

O método para determinar a densidade dos pós se baseia no princípio do deslocamento

de fluidos. Um picnômetro a gás hélio foi utilizado na determinação da densidade real de

sólidos particulados, sendo o resultado expresso em g/cm³.

4.2.3.6. Análise colorimétrica

A cor dos produtos foi determinada em colorímetro HunterLab (modelo ColorQuest

XE, Reston, USA). Foram realizadas leituras colorimétricas dos desvios em relação ao

padrão. O padrão considerado foi a polpa de jambolão.

Os valores de cor foram expressos de acordo com o sistema de coordenadas CIELAB,

onde as variáveis L* (luminosidade), a* (componente vermelho-verde) e b* (componente


40


amarelo-azul) foram utilizadas para o cálculo da tonalidade cromática (ho) e saturação da cor

(C*), de acordo com as Equações (4.5) e (4.6), respectivamente:

(4.5)

(4.6)

Foram obtidos também o coeficiente de diferença total de cor (ΔE) e o índice de

escurecimento (BI). O primeiro mede a magnitude de diferença de cor entre amostras secas e

a polpa de jambolão, sendo calculado através da Equação 4.7. Já o segundo indicou a

presença de compostos marrons, sendo obtido a partir da Equação 4.8 (Pathare et al., 2013;

Maskan, 2001).

(4.7)

(4.8)

Onde X é dado pela Equação 4.9

(4.9)

4.2.3.7. Microscopia eletrônica de varredura

O estudo da morfologia das partículas foi realizado por meio da microscopia eletrônica

de varredura (MEV). As amostras foram fixadas em porta-espécimes metálicos com fita

adesiva de dupla face condutora convencional. As amostras foram observadas em

microscópio eletrônico de varredura (modelo TM3000, Hitachi, USA), operando com tensão


41


de aceleração de 5 kV e 15 kV e zoom entre 200 e 2500x no Laboratório de Microscopia

Eletrônica de Varredura (LABMEV) da UFRN.

4.2.4. Avaliação dos compostos bioativos e atividade antioxidante

4.2.4.1. Obtenção dos extratos aquosos

Para avaliação dos compostos bioativos e ensaios de funcionalidade foram preparados

extratos aquosos a partir das amostras da polpa, polpa + goma arábica e dos pós obtidos,

através de extração com água destilada e sistema de agitação (Figura 4.5). Após a pesagem

(em triplicata), as amostras passaram pela etapa da extração, onde foram homogeneizadas

com 100 mL de água destilada em agitador magnético por 60 minutos e, em seguida,

submetidas à filtração. Na sequência, o filtrado foi colocado em tubo Falcon, sendo o mesmo

submetido à centrifugação a 3600 rpm por 10 minutos. O sobrenadante foi recolhido em outro

tubo Falcon envolto em papel alumínio e congelado até o momento da análise.


42


Figura 4.5 - Fluxograma de preparo dos extratos aquosos.

4.2.4.2. Compostos fenólicos totais (CFT)

A quantificação de compostos fenólicos foi determinada de acordo com Nóbrega et al.

(2014). Alíquota de 1 mL do sobrenadante foi transferida para tubos de ensaio, aos quais

foram adicionados nesta seqüência: 1 mL de solução etanol 95%, 5 mL de água destilada e

0,5 mL de reagente Folin-Ciocalteau 1 N. De imediato, foi realizada homogeneização.

Transcorridos 5 minutos, adicionou-se 1 mL de solução carbonato de sódio 5% (p/v). Os

tubos de ensaio foram mantidos em câmara escura por 60 minutos e, ao final dos quais foram,

mais uma vez, homogeneizados. As absorbâncias das amostras foram medidas no

comprimento de onda 725 nm contra branco, consistindo de solução etanol 95%. Utilizou-se

curva de calibração construída a partir de diferentes concentrações de ácido gálico, com o

propósito de converter as absorbâncias. Os resultados foram expressos em miligramas

equivalente de ácido gálico (GAE) por grama de peso fresco da amostra (mg GAE/g amostra).

Amostra

(pó ou polpa de jambolão)

Homogeneização

(60 minutos)

Água destilada

(100 mL)

Filtração Filtrado

Centrifugação

Extrato final

(sobrenadante)

Armazenamento


43


4.2.4.3. Teor de antocianinas

O teor de antocianinas totais foi determinado pelo método da diferença de pH,

conforme descrito por Giusti & Wrosltad (2001). Inicialmente foram preparadas duas

soluções tampão: solução de cloreto de potássio 0,025 M (pH = 1) e solução de acetato de

sódio 0,4 M (pH = 4,5). Em seguida, foram preparadas diluições das amostras: uma em

tampão cloreto de potássio (pH = 1) e outra em tampão acetado de sódio (pH = 4,5), conforme

fator de diluição (FD) previamente calculado. Assim, foram adicionados 1,6 mL de cada

tampão à 0,4 mL da amostra. Após o preparo das diluições, as mesmas foram

homogeneizadas, deixadas em equilíbrio a temperatura ambiente e na ausência de luz por 30

minutos. Ao final, foram efetivadas as medidas no comprimento de onda máximo de absorção

da região visível e a 700 nm.

A absorbância resultante (AR) foi determinada através da Equação 4.10 a partir das

absorbâncias medidas:

(4.10)

O cálculo da concentração de antocianinas dos extratos é dado pela Equação 4.11

(Lee et al., 2005) e os resultados foram expressos como mg eq. cianidina-3-glicosídio/100g:

(4.11)

Onde:

CA = concentraçãode antocianinas em mg/L;

AR = absorbância calculada pela Equação 4.10;

FD = Fator de diluição

MM = massa molar do padrão (449,2 g/mol);

ε = coeficiente de absortividade molar (26900) correspondente à cianidina 3-

glicosídeo;

b = caminho óptico (espessura da cubeta utilizada para leitura no espectrofotômetro).


44


4.2.4.4. Teor de proantocianidinas

A determinação do teor de proantocianidinas (ou taninos condensados) foi realizada

pelo método de Porter et al. (1986). Inicialmente, foi preparada a solução n-butanol, que

consiste da adição de 500 mL de n-butano-HCl na proporção 3:2 (v:v) a 77 mg de

FeSO4.7H2O. Do material desidratado e da polpa foram feitos extratos acetônicos a 70% para

possibilitar melhor extração dos taninos presentes. Após o preparo do extrato, 250 µL do

mesmo foi adicionado a 2,5 mL da solução do n-butanol inicialmente preparada. A amostra

pronta foi levada a banho-maria a 95°C durante o período de 15 minutos e em seguida, foram

feitas as leituras espectrofotométricas no comprimento de onda de 540 nm. O branco consistiu

em solução de MeOH-HCl 1%.Os resultados foram expressos como mg de tanino quebracho

equivalente (QTE)/g de amostra.

4.2.4.5. Ácido ascórbico

A metodologia aplicada para determinar o teor de ácido ascórbico (AA) foi

desenvolvida por Oliveira et al. (2010), utilizando 0,5 g de amostra homogeneizada em 50 mL

de ácido metafosfórico 1%. Esta solução foi centrifugada por 5 minutos a 3000 rpm, e o

sobrenadante resultante foi usado para titular solução de 2 mL de indicador 2,6-diclorofenol-

indofenol (DCFI) e 18 mL de água destilada. O ponto final da titulação foi definido no

momento em que a solução titulada apresentou coloração idêntica à solução titulante (amostra

diluída em ácido metafosfórico e filtrada), reservando-se período de 15 segundos para a

confirmação do ponto de viragem. A solução de 2 mL de indicador DCFI e 18 mL de água

destilada foi padronizada com solução padrão de 10 mg/100 mL de ácido L-ascórbico. O

cálculo da quantidade de AA presente na amostra foi obtido mediante a Equação 4.12.

(4.12)

Onde:

C = teor de AA expresso em mg por 100 g de amostra;

p = volume (mL) gasto de solução padrão de AA;


45


c = concentração da solução padrão de AA (mg/mL);

V = volume (mL) de extrato de amostra utilizado durante a titulação;

m = quantidade de amostra (g) utilizada na extração.

4.2.4.6. Cálculo da retenção de compostos bioativos

Foi avaliada de acordo com Nóbrega et al. (2014) mediante Equação 4.13:

(4.13)

Onde:

Ainicial = teor do componente na polpa natural em base seca;

Afinal = teor do componente após secagem em base seca.

4.2.4.7. Atividade antioxidante

A atividade antioxidante através da redução do radical estável DPPH• (2,2-difenil-1-

picrilhidrazil) foi determinada segundo descrito por Brand-Williams et al. (1995) e

modificada por Duarte-Almeida et al. (2006). Para tal, foi preparada solução metanólica de

DPPH• 4 mg/100 mL de forma a apresentar aproximadamente 0,6-0,7 de absorbância em 517

nm de comprimento de onda. As determinações foram realizadas em microplacas de

poliestireno com 96 cavidades (TPP, Suíça). Em cada cavidade das microplacas foram

adicionados 200 μL da solução de DPPH• e 40 μL do extrato. As análises foram realizadas

em octuplicata. Para construir a curva padrão, foram adicionados 200 μL da solução de

DPPH• e 40 μL de soluções com concentração conhecida de Trolox entre 20 μL e 2500 μL.

As leituras das absorbâncias foram realizadas após 25 minutos de reação em

espectrofotômetro de microplaca ASYS UVM340 (Biochrom, Inglaterra) a 25ºC. A

capacidade antioxidante da amostra foi calculada em relação à atividade do antioxidante

sintético Trolox (6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcromo-2-acido carboxilico), nas mesmas

condições, e os resultados expressos em equivalentes de Trolox (μmol TE/g amostra).


46


4.2.5. Análises estatísticas

Em posse dos resultados experimentais, foram calculados a média e o desvio-padrão

das amostras. A comparação das médias foi determinada através da análise de variância

(ANOVA) e o teste t de Tukey com nível de significância de 5%, por meio do Software

Statistica® 7.0.

Capítulo 5: Resultados e discussão


Capítulo 5

Resultados e Discussão


48


5. Resultados e Discussão

Neste capítulo, serão inicialmente apresentados e discutidos os resultados do

rendimento encontrado para cada processo de secagem, seguido das análises físico-químicas,

teor bioativo e atividade antioxidante. O impacto do processamento será discutido tendo como

base a comparação entre os bioativos encontrados na polpa de jambolão in natura e no

jambolão desidratado por liofilização e secagem em leito de jorro.

5.1. Rendimento e caracterização físico-química do produto final

Na Tabela 5.1 estão apresentados os resultados obtidos para o rendimento dos

processos de secagem e a caracterização físico-quimica da polpa de jambolão e dos produtos

secos por liofilização (JLI) e em leito de jorro (JLJ). Os parâmetros investigados serão

discutidos a seguir.

Tabela 5.1. Rendimento e caracterização físico-quimica da polpa de jambolão in natura e

jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por secagem em leito de jorro (JLJ).

Polpa JLI JLJ

Rendimento ND 90,43 61,91

Umidade, % 84,98±0,01a

3,54±0,07c

5,78±0,22b

Atividade de água 0,984±0,001a 0,256±0,015

c 0,347±0,017

b

Solubilidade, % ND 73,75± 0,91a

81,63±0,44b

Higroscopicidade, % ND 9,83±1,87a 11,20±0,01

a

Densidade (g/cm3) ND 1,533±0,003

a 1,520±0,002

b

a,c: Letras diferentes na mesma linha indicam diferença significativa pelo Teste de Tukey (p<0,05).

ND: não determinado.


49


5.1.1. Rendimento

O rendimento obtido em um processo industrial, traduzido como eficiência, é um

aspecto relevante do ponto de vista econômico. Além disso, existem repercussões ambientais,

já que um processo com alto rendimento é muitas vezes capaz de gerar menos resíduos e

proporcionar melhor aproveitamento da matéria-prima.

O rendimento foi avaliado como sendo a quantidade de produção de pó referente às

massas alimentadas em cada processo de secagem. Os dois grupos alcançaram rendimento de

secagem superior a 60% (Tabela 5.1), mas os resultados demonstram também que o

rendimento da secagem em leito de jorro foi estatisticamente inferior (p<0,05) a liofilização.

Essa diferença pode ser justificada devido a perdas de material ocasionadas durante a secagem

em leito de jorro. Sobre isso, Souza (2009) afirma que se a temperatura do leito ultrapassar a

temperatura de transição vítrea da polpa desidratada, a película aderida à superfície do inerte

se comporta como um material “borrachudo”, com características higroscópicas. Dessa forma,

seu desprendimento é comprometido, o que diminui o rendimento. Ademais, as frutas, por

apresentarem altos teores de açúcar, podem prejudicar a escoabilidade e a fluidodinâmica do

processo, gerando menor produção de pó, podendo até colapsar o jorro (Medeiros et al.,

2001). Outra hipótese é que a fração correspondente ao pó mais fino pode ter sido recolhida

de forma ineficiente no ciclone, sendo, então, arrastada pelo ar. Por se tratar de processo

estático, isso não acontece durante a liofilização, entretanto, neste processo, parte do produto

fica aderido à bandeja de secagem, ocasionando uma diminuição no rendimento.

Borges (2011) estudou a secagem de resíduos de acerola, cajá-umbú, pitanga e

jambolão em leito de jorro, observando rendimentos de 30,39%, 75,71%, 56,15% e 27,60%,

respectivamente. A eficiência obtida no presente estudo foi superior à encontrada por Souza

(2009) na formulação de misturas de polpa, onde foram alcançados resultados variando entre

35,6% e 52,3% e também mais elevada que a faixa (43,84% e 58,90%) obtida por Souza Jr.

(2012) na secagem de resíduo de acerola em leito de jorro. Resultados de rendimento mais

próximos foram encontrados por Braga & Rocha (2013) ao secar mistura de leite e amora

preta (Rubus sp.) em leito de jorro (45,37% e 63,82%).


50


5.1.2. Umidade e Atividade de água (aW)

A umidade é definida como o teor total de água existente em um determinado

material, ao passo que a atividade de água representa a água que se encontra no estado livre,

estando, assim, disponível para reações químicas, bioquímicas e microbiológicas que podem

compromenter a estabilidade e qualidade do alimento.

Os resultados de umidade encontrados para polpa são semelhantes aos encontrados por

Paul & Shaha (2004) de 85,9%, Lago et al. (2006) de 87,75%, Rufino et al. (2010) de 84,9%,

Vizzotto & Fetter (2009) com 88% e Durães et al. (2009) com 83,44% ao avaliarem a polpa

de jambolão.

Como esperado, os pós secos em leito de jorro e liofilizados apresentaram expressiva

diminuição de cerca de 15 a 20 vezes do teor de umidade quando comparados a polpa. De

forma proporcional, o teor de aW do jambolão desidratado por ambas as técnicas de secagem

apresentaram redução de 2/3 em relação aos valores iniciais (Tabela 5.1). Produtos

liofilizados apresentam umidade final entre de 0 a 5% (FIB, 2013), o que é coerente com os

resultados obtidos no presente estudo. O pó do jorro apresentou maior umidade e atividade de

água quando comparado ao pó liofilizado (p<0,05), mas os dois tipos de secagem foram

capazes de produzir produto final estável do ponto de vista microbiológico, tendo em vista

que ambos apresentaram aW<0,6 (Fellows, 2006). A legislação vigente não define parâmetros

de umidade para produtos desidratados na forma de pó obtidos através de polpa de fruta.

Estabelece, no entanto, o valor máximo de 25% de umidade para frutas secas ou desidratadas

inteiras ou em pedaços (BRASIL, 2005). Sendo assim, tomando como aproximação a norma

estabelecida para frutas secas, os dois produtos obtidos no presente trabalho se apresentam

dentro da faixa permitida pela referida legislação.

O jambolão liofilizado apresentou umidade semelhante ao apresentado por Moreira et

al. (2013) de 3,14%. Rocha (2013), Bezerra et al. (2013) e Ceballos et al. (2012) encontraram

valores superiores para outros produtos liofilizados como suco de frutas misto (11,11%),

polpa de marolo (6,28%) e polpa de graviola (8,68 a 13,09%), respectivamente. Oliveira

(2012) encontrou umidade de 2,05% para polpa de cajá liofilizada.

Os valores de atividade de água variam entre 0 a 1, na maior parte dos alimentos

frescos, como por exemplo, frutas, a aW está acima de 0,950 (Oliveira, 2012). No que diz

respeito à atividade de água do jambolão liofilizado e seco em leito de jorro, os resultados

aqui apresentados são próximos a dados anteriores de frutas desidratadas reportadas na


51


literatura (Oliveira, 2012; Rocha, 2009; Corrêa et al., 2011; Caparino et al., 2012; Bezerra,

2014), respectivamente.

Os alimentos podem ser classificados em função da atividade de água em três grupos:

alimentos de baixa umidade (aW até 0,6); umidade intermediária (aW entre 0,6 e 0,9) e com

alta umidade (aW com valores acima até 0,9) (Ribeiro & Seravalli, 2007). Com base nessa

classificação, o jambolão seco pelas duas diferentes técnicas é considerado como alimento de

baixa umidade.

5.1.3. Solubilidade e Higroscopicidade

A solubilidade é definida como sendo a capacidade de um determinado material de se

dissolver em determinado solvente, em condições de equilíbrio (Martins et al., 2013). Esse

atributo é desejável para alimentos em pó, tendo em vista que muitas vezes os mesmos irão

ser solubilizados em matrizes alimentares fluidas ou pastosas, como emulsões, produtos

lácteos, ou mesmo sorvetes.

A solubilidade do pó do jorro foi maior do que a do pó liofilizado (p<0,05). De

maneira geral, a solubilidade do jambolão desidratado por ambos os métodos foi elevada e

similar ao encontrado por Liaotrakoon et al. (2012) para pitaia vermelha e branca desidratadas

por liofilização (75% e 81,29%, respectivamente). Sabe-se que produtos liofilizados são, em

geral, facilmente reidratáveis, característica relacionada à sua estrutura porosa, a qual foi

confirmada pelas imagens mostradas no item 5.1.6 (Figuras 5.3 B1 e B2). Apesar disso, a

maior solubilidade do grupo seco em leito de jorro (JLJ) é explicada pela presença do

coadjuvante de secagem goma arábica, que dentre outras coisas, pode elevar a solubilidade do

produto final (Mu et al., 2011).

Os resultados do presente estudo foram superiores aos encontrados por Rocha (2013)

para um mix de sucos desidratados (46,5%). Resultados também inferiores ao nosso foram

encontrados por Souza (2009) para a mistura de seriguela, umbu e manga desidratada em leito

de jorro (60,15 e 67,82%), usando duas formulações com fontes de gordura diferentes. Borges

(2011) produziu resíduo de jambolão seco em leito de jorro com solubilidade de apenas

44,53%. Ressalta-se que nesse último, não foi adicionada coadjuvante de secagem, o que pode

explicar o relevante acréscimo de solubilidade encontrado no jambolão desidratado mostrado

no presente estudo.


52


Higroscopicidade é a capacidade de absorver moléculas de água quando em contato

com meio úmido (Caparino et al., 2012). Essa característica é muito importante para produtos

desidratados de frutas, pois como já foi dito, as frutas são ricas em açúcares e ácidos de baixo

peso molecular. Dessa forma, apresentam baixa temperatura de transição vítrea durante ou

após a secagem, podendo apresentar configurações amorfas e elevada higroscopicidade. Alta

higroscopicidade é indesejável para alimentos em pó, tendo em vista que promove aspecto

pegajoso e dificulta a solubilidade do produto, o que prejudica a qualidade do produto como

um todo (Roos, 1995).

De acordo com o GEA Niro Research Laboratory (2003), pós com higroscopicidade

inferior a 10% são considerados não higroscópicos, e pós com higroscopicidade entre 10,1% e

15% são denominados ligeiramente higroscópicos. Dessa forma, os dois grupos experimentais

foram semelhantes entre si (p<0,05) e apresentaram característica de baixa higroscopicidade.

O jambolão desidratado por ambas as técnicas apresentaram higroscopicidade inferior a

encontrado em cajá liofilizado (Oliveira, 2012) e suco prebiótico de limão desidratado em

leito de jorro (Coelho, 2013).

5.1.4. Densidade real

A densidade é uma propriedade definida pela relação entre massa e volume. Essa

propriedade em misturas depende de sua composição. Sendo muito relevante para a indústria,

já que pode determinar a quantidade de material que pode ser armazenada em um tanque ou

embalagem ou fluir em uma tubulação de volume determinado (Damodaran et al., 2010).

Além disso, as diferenças na densidade de sólidos granulados podem ter efeitos importantes

na operação de redução de tamanho e em equipamentos de mistura (Fellows, 2006).

Ao comparar a liofilização com a secagem convencional com ar quente, Fellows

(2006) explica que as partículas secas e porosas formadas na liofilização apresentam

densidade mais baixa do que o alimento original. Já a secagem convencional geralmente

produz partículas com densidade mais alta que a matéria-prima. Segundo Ceballos et al.

(2012) a densidade é um dos fatores que interfere na molhabilidade do pó, característica

importante já que consiste na primeira fase da reconstituição de um produto em pó.

A densidade do pó obtido por liofilização foi estatisticamente superior à densidade do

pó desidratado em leito de jorro (p<0,05). Gomes et al. (2002) produziu pó de acerola em


53


leito de jorro com densidade próxima a encontrada no presente trabalho (1,313 g/cm3).

Enquanto o pó liofilizado apresentou valor similar aos obtidos por Zea et al. (2013) para o pó

de goiaba e o mix de goiaba e pitaia (1,474 e 1,503 g/cm3, respectivamente). Componentes

como água e carboidratos, encontrados em grande quantidade nas frutas, aumentam a

densidade do produto (Marques, 2008).

Era esperado que o pó obtido em leito de jorro apresentasse densidade maior, já que

suas partículas são mais compactadas como mostrado nas micrografias do estudo de MEV

(Tópico 5.1.6), além disso, na secagem em leito de jorro, parte da polpa (5%) é substituída

por goma arábica que apresenta densidade de 1,425 g/cm3 (General Iron Fittings Ltda., 2012),

o que contribuiria para aumentar a densidade do pó de leito de jorro. Mas é necessário

ressaltar que a água apresenta densidade inferior aos macrocomponentes encontrados no pó,

como carboidratos e proteínas (Marques, 2008). E como o pó do jorro teve maior umidade,

isso pode colaborar para diminuição da densidade do pó obtido em leito de jorro. Já o pó

liofilizado é mais poroso e apresenta uma tendência a apresentar menores densidades que pós

obtidos por secagem convencional.

5.1.5. Cor instrumental

A cor é um atributo de grande importância para indústria de alimentos, visto que é um

parâmetro de qualidade capaz de influenciar a aceitação de produtos alimentícios. Na medição

de cor em alimentos, o sistema de cor L*a*b* é o mais utilizado devido a uma distribuição

uniforme de cores, e porque a distância entre duas cores diferentes corresponde,

aproximadamente, à diferença de cor percebida pelo olho humano (Wu & Sun, 2013).

Os resultados obtidos para a cor instrumental da polpa e dos pós de jambolão estão

mostrados na Tabela 5.2. O parâmetro a* assume valores positivos para cores avermelhadas e

valores negativos para esverdeadas, enquanto que b* toma valores positivos para as cores

amareladas e valores negativos para as azuladas (Pathare et al., 2013). Coerentemente com as

observações visuais que evidenciam a intensa coloração roxa avermelhada da polpa e dos pós

de jambolão (Figura 5.1), os resultados encontrados para a* e b* apontam as tonalidades

vemelha e azulada da amostra. Observa-se também que a polpa apresenta maior intensidade

dessas cores, seguido do grupo liofilizado e o obtido em leito de jorro (p<0,05). O índice a*


54


mostrado aqui é semelhante ao encontrado para jambo vermelho em pó (9,94 e 19,07) obtido

por spray drying (Augusta, 2011).

Tabela 5.2. Parâmetros colorimétricos (a*, b*, L*, h°, C*, ΔE e BI) para a polpa de jambolão

in natura e jambolão desidratado por liofilização (JLI) e secagem em leito de jorro (JLJ).

Polpa JLI JLJ

a* 21,46 ±0,15a 17,51±0,70

b 15,68±0,43

c

b* -7,62±0,09a

-5,34±0,65b

-4,24±0,25c

L* 11,71±0,07a 21,02±1,38

b 22,98±1,62

b

Chroma, C* 22,77±0,15a 18,31±0,86

b 16,25±0,38

c

Ângulo hue, h° 359,66±0,004a

359,70±0,023b

359,73±0,020c

ΔE ND 10,36±0,74a 13,11±0,87

b

BI 40,97±0,82a 25,67±2,37

b 27,52±3,14

b


ΔE: variação total da cor; BI: Índice de escurecimento. ND: não determinado

(A) (B)

Figura 5.1. Imagens da polpa de jambolão desidratada obtida em liofilizador (A) e em leito

de jorro (B).

L * é uma medição da luminosidade, avaliado de maneira a estabelecer uma escala de

cinza, com valores entre preto (0) e branco (100) (Pathare et al., 2013). O maiores valores

encontrados para os grupos JLI e JLJ em relação a polpa de jambolão podem ser explicados


55


pela perda de compostos coloridos provocada pela secagem, como já foi mostrado para os

parâmetros a* e b

*. Além disso, o maior valor observado valor observado para a polpa

desidratada em leito de jorro em relação à polpa de jambolão inicial (p<0,05) é explicado pela

cor branca da goma arábica que leva ao aumento dos valores de L*. A luminosidade foi

similar aos resultados mostrados para o extrato de jambolão (23,43; Jampani et al., 2014) e

para polpa e extrato de mirtilo (24,55 e 24,18; Rocha, 2009).

O componente chroma (C*) revela a intensidade da cor, ou seja, quanto maior seu

valor, maior é a intensidade da cor percebida (Pathare et al., 2013). Os resultados mostram

que a secagem promoveu diminuição desse parâmetro (p<0,05), o que significa dizer que a

cor da polpa apresenta-se mais viva quando comparada aos pós (Tabela 5.2). O índice Croma

ficou próximo ao encontrado para extratos etanólicos de polpa para jabuticaba (10,96 e

25,39), outra fruta exótica com coloração semelhante ao jambolão (Silva, 2011).

No que diz respeito ao ângulo hue, valores de 0° ou 360° representam tonalidade

vermelha, enquanto que os ângulos 90°, 180° e 270° representam amarelo, verde e azul,

respectivamente (Pathare et al., 2013). Pela análise do ângulo hue, percebe-se que as médias

alcançaram valores próximos a 360º, indicativo da tonalidade vermelha, explicada pela

presença de antocianinas. Os resultados do angulo hue foram similares aos achados de Sari et

al. (2012) em casca de jambolão (345 < h° < 355) e ao encontrado por Faria et al. (2011) para

antocianinas de jambolão em diferentes pHs (114 < h° < 354). Os parâmetros colorimétricos

a*, b*, L* e h° estão representados na Figura 5.2, onde é possível observá-los em

coordenadas tridimensionais. O ângulo hue pode ser acompanhado ao longo da

circunferência.


56


Figura 5.2. Modelo CIELAB em imagem tridimensional. Fonte: Sellerink (2011).

Modificações provocadas por processos e tratamentos sobre a cor do alimento podem

ser medidas a partir do índice de diferença total de cor (ΔE) que indica a magnitude desse

gradiente entre amostras selecionadas e uma amostra controle, que nesse caso é a polpa de

jambolão. Para isso, o valor de ΔE calculado a partir de modificações em a*, b* e L* pode ser

avaliado dentro de uma escala com os níveis “muito distinto” (ΔE > 3), “distinto”

(1.5 < ΔE < 3) e “levemente distinto” (ΔE < 1.5) (Pathare et al., 2013). Similar ao encontrado

para resíduo de camu-camu submetido à secagem convectiva (Azevêdo et al., 2014), ambos

os grupos experimentais JLI e JLJ apresentaram diferença perceptível em relação a polpa.

Observou-se ainda que o pó obtido em leito de jorro apresentou maior gradiente de cor

quando comparado ao pó liofilizado (p<0,05), o que pode ser consequência da maior

severidade das condições de secagem a que foram submetidas o grupo JLJ. Observa-se que os

valores mostrados aqui são inferiores aos encontrados por Sari et al. (2012) em casca de

jambolão (ΔE = 21,59).

O índice de escurecimento (BI) reflete a pureza da cor marrom na amostra analisada e

indica possíveis reações de escurecimento enzimáticas ou não enzimáticas (Maskan, 2001). A

polpa mostrou índice significamente superior aos pós liofilizados e obtidos em leito de jorro

que, obtiveram resultados semelhantes entre si (p<0,05). Esse achado demonstra que ambos

os processos de secagem não ocasionaram formação de pigmentos escuros em concentração

Amarelo

+b*

Vermelho

+a*

Verde

-a*

Azul

-b*


57


suficiente para ser percebido visualmente pela análise instrumental da cor. O estudo da cor

instrumental se mostrou uma ferramenta importante para confirmar resultados obtidos na

caracterização e valor de retenção de compostos bioativos.

5.1.6. Microscopia eletrônica de varredura (MEV)

Na Figura 5.3 estão apresentadas as micrografias eletrônicas de varredura da goma

arábica (Figuras 5.3 A1 e A2) e do jambolão desidratado por liofilização (Figuras 5.3 B1 e

B2) e secagem em leito de jorro, essa última com adição de goma arábica (Figuras 5.3 C1 e

C2). São mostradas duas imagens de cada grupo experimental, uma com aumento similar

dentre as amostras analisadas (300x) para que se possa explorar comparações de tamanho e

forma, e uma segunda imagem com maior ampliação (500x a 800x) para que se possam

avaliar características mais detalhadas.

A comparação das Figuras 5.3 A1, B1 e C1, deixa clara a diferença de forma e

tamanho entre a goma arábica e os pós de jambolão. A goma arábica apresenta partículas

menores de formato levemente circular, com a presença de partículas mais alongadas e com

superfície achatada. Ao contrário, os pós de jambolão dos grupos JLI e JLJ apresentam

formato disforme, que no caso do JLJ se apresenta menor em tamanho quando comparado ao

JLI. Isso pode ser explicado pelo fato de que durante a secagem em leito de jorro, as

partículas inertes sofrem colisões entre si, e o pó se fragmenta, formando partículas menores,

além disso, o tamanho das partículas de goma arábica também influencia nessa redução das

partículas.


58


(A1) (A2)

(B1) (B2)

(C1) (C2)

Figura 5.3 – Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura da goma arábica

(A1, 300x e A2, 600x) e das polpas de jambolão desidratadas por liofilização (B1, 300x e B2,

800x) e secagem em leito de jorro (C1, 300x e C2, 500x).


59


As Figuras 5.3 B1 e B2 demonstram a porosidade das partículas secas por liofilização,

bastante superior ao mostrado para as partículas secas em leito de jorro (Figuras 5.3 C1 e

C2). Essas imagens são coerentes com o que se espera do processo de liofilização, tendo em

vista que durante a retirada de água são formados poros microscópicos criados pela

sublimação dos cristais de gelo (Ezhilarasi et al., 2013). Observações semelhantes já foram

mostradas para outras frutas e verduras liofilizadas (Ceballos et al., 2012; Voda et al., 2012).

5.2. Compostos bioativos e atividade antioxidante: valor do produto final e

impacto do processamento

Os resultados encontrados para o teor de compostos fenólicos totais (CFT),

antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico em polpa de jambolão in natura e

desidratada por liofilização e secagem em leito de jorro estão mostrados na Tabela 5.3. Os

resultados encontrados para cada grupo serão discutidos a seguir.


60


Tabela 5.3. Concentração de compostos fenólicos totais (CFT), antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico em polpa de jambolão in

natura (P), jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por secagem em leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base úmida e base

seca (bs).

P JLI JLJ

CFT (mg GAE/100 g) 102,9 ± 6,1a

515,1 ± 35,7b

418,0 ±14,5c

CFT (mg GAE/100g bs) 685,3 ± 40,5a

534,0 ± 37,0b 468,6 ±16,2

b

Antocianinas monoméricas

(mg de eq. cianidina 3-glicosídeo/100 g)

108,3 ± 3,4a

649,6 ± 28,1b

438,9 ± 13,6c

Antocianinas monoméricas

(mg de eq. cianidina 3-glicosídeo/100 g bs)

720,9 ± 22,4a

673,4 ± 29,1a

491,9 ±15,2b

Proantocianidinas (mg QTE/g) 74,9 ± 1,8a

73,9 ± 0,6a

59,7 ± 0,5b

Proantocianidinas (mg QTE/g bs) 499,2 ±11,8a

76,6 ± 0,6b

66,9 ± 0,5b

Ácido ascórbico (mg/100 g) 32,5 ± 1,0a

180,2 ± 8,8b

139,6 ± 5,5c

Ácido ascórbico (mg/100 g bs) 216,7 ± 6,9a

186,9 ± 9,1b

156,4 ± 6,2c



61


5.2.1. Compostos Fenólicos

Nos últimos anos, os compostos fenólicos tem despertado grande interesse na indústria

alimentar devido aos seus efeitos benéficos do consumo destes para a saúde humana.

Recentemente, estudos têm mostrado atividades biológicas de extratos de compostos

fenólicos de diversos vegetais, sobretudo em frutas tropicais, antes pouco investigadas

(Devalaraja et al., 2011).

De maneira geral, ao se comparar os resultados em base seca e base úmida de todos os

compostos investigados é possível visualizar a clara concentração dos compostos bioativos,

consequência da redução do teor de água promovida pela secagem.

Os resultados encontrados na literatura para o teor fenólico de polpa de jambolão são

variáveis. Valores superiores (Kubola et al., 2011; Reynertson et al., 2008) e similares (Faria

et al., 2011; Gordon et al., 2011) aos mostrados aqui já foram reportados. Por exemplo, Faria

et al. (2011) elaboraram extrato aquoso de jambolão que apresentou 86 mg/100g de fenólicos,

o qual ganhou a denominação “funcional”. Os autores destacam que na literatura existe uma

razoável variação dos níveis de fenólicos encontrados no jambolão e concluem que a

diferença de resultados pode ser atribuída à variabilidade inerente à matéria-prima, bem como

diferenças de metodologia ou padrão utilizado. Sabe-se que fatores extrínsecos (solo, umidade

relativa, índice pluviométrico, exposição à radiação UV-B, manejo, cultivo) e intrínsecos

(cultivar, variedade e estágio de maturação) podem promover importantes modificações no

teor fenólico das frutas (Abe et al., 2007; Taiz & Zeiger, 2004; Meng et al., 2012; Othman et

al., 2009). Borges (2011) ao avaliar resíduo de jambolão seco em leito de jorro reportou teor

fenólico de 2583,9 mg GAE/100g, superior ao determinado no presente estudo.

Ao se comparar o valor de CFT da polpa de jambolão e das polpas desidratadas JLI e

JLJ, percebe-se que a secagem implicou em diminuição do teor fenólico total (p<0.05). No

entanto, ambos os processos foram capazes de promover retenções bastante elevadas (77,9%

para JLI e 63,8% para JLJ) e superiores a 60%. Da mesma maneira, Benelli et al. (2013)

utilizaram temperatura de 80ºC em leito de jorro durante a secagem de extrato aromático da

planta Lippia sidoides e observaram retenção na ordem de 75,51 a 84,51%.

Os valores encontrados são bastante superiores ao observado por Nóbrega et al. (2014)

para resíduo de acerola desidratado por secagem convectiva, com retenção de apenas 26,2 a

31,7%. A goma arábica utilizada para a secagem em leito de jorro pode ter exercido papel

protetor sobre os compostos fenólicos presentes (Cornejo et al., 2010) e por outro lado, as


62


suaves condições de temperatura impostas pela liofilização parecem ter sido suficientes para a

manutenção de fração considerável desse composto bioativo.

Vale salientar que apesar das perdas registradas, o teor final de CFT encontrado para a

polpa de jambolão desidratada pelos dois métodos é superior ao encontrado por outras frutas

desidratadas apontadas como fonte de bioativos, tais como figo e damasco (Kamiloglu et al.,

2014), uvas-passa e ameixas (Ouchemoukh et al., 2012).

5.2.2. Antocianinas

As antocianinas são pigmentos solúveis em água, que conferem as cores vermelho,

azul e roxo a diversas frutas e vegetais, as quais são reconhecidas por promover benefícios à

saúde, devido à sua diversa atividade biológica (Cavalcanti et al., 2011). Além disso, os

consumidores estão cada vez mais preocupados sobre a segurança de corantes sintéticos, o

que intensifica a busca por corantes naturais mais seguros e eficientes (Jie et al., 2013). Dessa

forma, as antocianinas podem ser fortes aliados tanto para indústria alimentícia quanto para

farmacêutica, seja pela sua habilidade colorante ou bioativa.

O conteúdo de antocianinas da polpa de jambolão in natura (108,3 mg/100g) é similar

ao determinado anteriormente por Kuskoski et al. (2006) (111,2 mg/100g) e Vizzotto &

Pereira (2008) (141,8 mg/100g), mas é superior ao encontrado por Sá (2008) (68,5 mg/100g),

Brito et al. (2007) (79 mg/100g), Rufino et al. (2010) (93,3 mg/100g) e Reynertson et al.

(2008) (633 mg/100g bs). Estudo anterior revelou que as principais antocianinas encontradas

em jambolão são delfinidina 3,5-diglicosídeo (45%), petunidina 3,5-diglicosídeo (32%) e

malvidina 3,5-diglicosídeo (Faria et al., 2011).

Os frutos de jambolão apresentam intensa cor roxa que fazem desse fruto uma

excelente fonte de antocianinas (Brito et al., 2007). Dessa forma, a avaliação desse parâmetro

em jambolão desidratado ganha especial importância. O grupo JLJ apresentou teor de

antocianinas inferior ao grupo JLI tanto para os resultados expressos na base seca quanto em

base úmida (p<0,05). Os valores encontrados são coerentes com os resultados mostrados para

os vetores colorimétricos a* e b*, que apresentaram diminuição das intensidades de cor

vermelha e azul, motivada pela redução do teor de antocianias causada pelos processos de

secagem.


63


No entanto, ambos os grupos apresentaram elevada retenção, com o JLI alcançando o

excelente valor de 93,4%. A desejável retenção observada no jambolão desidratado por

liofilização e secagem em leito de jorro é notável, tendo em vista a sensibilidade já conhecida

das antocianinas aos mais diversos fatores (Jing et al., 2012; Sari et al., 2012). Fischer et al.

(2013) observaram a sensibilidade de antocianinas ao calor, estudando a exposição de suco de

romã submetido a banho maria nas temperaturas de 60, 70, 80 e 90ºC, e observaram que com

o aumento da temperatura, maior era a degradação das antocianinas. Nora (2012), trabalhando

com a liofilização de araçá vermelho (Psidium cattleyanum SABINE), encontrou retenção

bastante inferior de 45,13%, ao passo que Nóbrega et al. (2014) discutiram a baixa retenção

de antocianinas encontradas para resíduo de acerola submetido a secagem convectiva (23,7 a

36,4%).

Observa-se também que o teor de antocianinas encontrado para os pós de jambolão

supera os valores reportados para jabuticaba atomizada com maltodextrina (7 a 21,6 mg eq.

cianidina-3-glicosídio/100g; Silva et al., 2014), ameixas e damascos secos consumidos na

Algéria (0,5 a 5,9 mg/ 100g bs; Ouchemoukh et al., 2012) e polpa de camu-camu atomizada

em spray dryer (19,63 mg/100g, Fracassetti et al., 2013). Isso significa que ambos os

processos de secagem estudados foram capazes de produzir jambolão com teor elevado de

antocianinas.

5.2.3. Proantocianidinas

Para os resultados das proantocianidinas, a polpa não apresentou diferença

significativa em relação ao pó liofilizado (p>0,05). No entanto, o impacto da secagem torna-

se claro ao se comparar os resultados das proantocianidinas expressos em base seca. O

jambolão desidratado apresentou retenção de proantocinanidinas de 15,35% e 17,63% para os

grupos JLI e JLJ, respectivamente. É interessante observar que ao contrário dos outros

bioativos analisados (CFT, antocianinas e ácido ascórbico) os dois processos de secagem

provocaram perdas similares (p>0,05).

No que diz respeito ao impacto do processo de secagem sobre o teor de

proantocianidinas, Nóbrega et al. (2014) mostraram comportamento bastante similar ao

encontrado no presente estudo. Durante a secagem convectiva do resíduo de acerola, as

proantocianidinas foram os compostos mais afetados pela secagem, com retenção de


64


aproximadamente 21% no produto final. Ao contrário do relatado por Larrauri et al. (1997),

que afirmam que a perda de proantocianidinas é proporcional a temperatura de secagem, aqui

é mostrado que esses compostos são facilmente perdidos, mesmo em condições suaves de

temperatura, como a liofilização.

Apesar das perdas detectadas, quando comparados aos resultados da literatura, o

jambolão desidratado pelos dois métodos investigados se apresenta como uma importante

fonte de proantocianidinas. Mali & Borges (2003) observaram teor de 7,6 g/100g de

proantocianidinas no jambolão maduro em base seca, resultado quase dez vezes inferior ao

encontrado no presente estudo. Da mesma maneira, Nóbrega et al. (2014) obtiveram 13,82 mg

QTE/g bs para resíduo de acerola in natura e valores ao redor de 3 mg QTE/g bs para resíduo

de acerola seco em bandejas. Os resultados mostrados aqui também são superiores ao

observado por Correia et al. (2012) para extratos metanólicos de resíduo de jambolão seco em

leito de jorro (46,9 mg QTE/g). Esse resultado é relevante, considerando-se que as

proantocianidinas já foram apontadas por vários efeitos biológicos, incluindo diminuição dos

níveis de colesterol, ação cardioprotetora e potente ação antioxidante (Rasmussen et al. 2005;

Lee & Yokozawa, 2008; Min et al., 2012).

5.2.4. Ácido Ascórbico

O ácido L-ascórbico atua como potente antioxidante hidrófilo e é importante para a

proteção contra doenças e processos degenerativos relacionados ao estresse oxidativo

ocasionado pelas espécies reativas ao oxigênio (Halliwell & Gutteridge, 2007). Produtos

contendo ácido ascórbico são freqüentemente submetidos a tratamentos térmicos durante o

preparo, processamento e armazenamento, por isso é importante determinar a estabilidade

térmica, mecanismos de decomposição e produtos da degradação do composto (Jingyan et al.,

2013).

Os três grupos experimentais (P, JLI e JLJ) apresentaram resultados diferentes entre si,

com a polpa apresentando maior teor de ácido ascórbico. Shajib et al. (2013) e Paul & Shaha

(2004) apresentaram teor de ácido ascórbico para o jambolão inferior ao encontrado no

presente trabalho (25,7 mg/100g bu e 17 mg/100g bu, respectivamente). No estudo de Shajib

et al. (2013), outras nove frutas foram avaliadas em relação ao teor de ácido ascórbico e o

jambolão mostrou-se superior a sete delas, dentre as quais destaca-se uva birmanesa


65


(Baccaurea ramiflora), groselha ácida (Phyllanthus acidus), mangostão (Garcinia

mangostana), ameixa café (Flacourtia jangomas) e hibisco (Hibiscus sabdariffa). Por outro

lado, Rufino et al. (2011) apresentaram resultado superior (112, mg/100g) ao mostrado aqui

para a polpa do fruto jambolão. Ao comparar o teor de ácido ascórbico do pó liofilizado aqui

encontrado com o de outros estudos, é possível observar que resultados inferiores foram

encontrados por Kubola et al. (2011) e Gordon et al. (2011) para jambolão liofilizado,

apresentando resultados de 1,03 mg/g e 93,5 mg/100g .

Ao se comparar os resultados em base seca, o pó liofilizado apresentou menor

retenção (86,2%) de ácido ascórbico quando comparado ao pó do jorro (94,9%). A alta

retenção de ácido ascórbico observada após a liofilização é justicada pelas condições suaves

de temperatura do processo, que foram capazes de prevenir a degradação térmica do

composto (Vashisth et al., 2011). No entanto, o elevado valor de retenção observado na polpa

de jambolão desidratada em leito de jorro pode ser explicado pela utilização de goma arábica

como agente coadjuvante de secagem, o que confere maior proteção ao ácido ascórbico. É

interessante comparar os resultados obtidos com Borges (2011), o qual encontrou retenção

inferior na ordem de 50% para o resíduo de jambolão desidratado pela mesma técnica, no

entanto sem o uso de coadjuvantes. Isso demonstra a capacidade de proteção do ácido

ascórbico proporcionado pela goma arábica. O produto desidratado em leito de jorro

apresentou retenção superior a outros trabalhos reportados na literatura. Por exemplo, Souza

Jr. (2012) apresentou retenções de ácido ascórbico variando entre 26,17 a 28,45% na secagem

de resíduo de acerola em leito de jorro utilizando maltodextrina como coadjuvante.

Considerando-se que a ingestão diária recomenada (IDR) de vitamina C é de 75 mg

para mulheres e 90 mg para homens (Institute of Medicine, 2006), observa-se que apesar das

perdas impostas pelo processo, o jambolão desidratado por ambos os métodos é uma

excelente fonte de ácido ascórbico, seja veiculado como alimento em pó, ou se incorporado

em outros alimentos com vistas ao enriquecimento desse nutriente.

5.2.5. Atividade Antioxidante

As frutas são detentoras de grande variedade de compostos antioxidantes, tais como

polifenóis, capazes de proteger os sistemas celulares de danos oxidativos, reduzindo o estresse

oxidativo e promovendo a modulação do sinal de vias de transdução envolvidas na


66


proliferação celular e sobrevivência (Wolfe et al., 2008). A atividade antioxidante medida

através do radical DPPH● da polpa de jambolão antes e após a secagem está apresentada na

Figura 5.4.

Figura 5.4. Atividade antioxidante em polpa de jambolão in natura (P), jambolão desidratado

por liofilização (JLI) e por secagem em leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base

úmida (µmol TE/g) e base seca (µmol TE/g bs).

a,c: Índices diferentes indicam diferença significativa entre os grupos experimentais expressos em uma

mesma base.

A atividade antioxidante da polpa de jambolão é praticamente a mesma dos resultados

expressos em base úmida do jambolão liofilizado (p>0,05), mas a diminuição do teor

antioxidante fica claro ao se comparar os dados em base seca.

A polpa de jambolão demonstrou atividade antioxidante inferior aos resultados

encontrados por Kang et al. (2012) em duas variedades de açaí (Euterpe oleracea Mart. e

Euterpe precatoria Mart.), as quais apresentaram valores de 320,3 e 133,4 µmol eq. Trolox/g

bs, respectivamente. Nóbrega et al. (2014) encontraram 113,7 µmol TE/g bs para polpa de

acerola, valor próximo ao mostrado aqui. Valores inferiores foram relatados por Meng et al.

(2012) em quatro variedades de uvas (7,23 a 8,56 µmol TE/g de amostra) e também por Moo-

Huchin et al. (2014) estudando 19 frutas cultivadas e consumidas no México (113,06 a 376,30

µmol TE/100g de amostra).

A secagem em leito de jorro conseguiu reter 10,8% da atividade antioxidante inicial,

enquanto a liofilização apresentou retenção de 15,8%. Ambos os processos exerceram notável


67


impacto sobre a atividade antioxidante, que pode ser explicada como o reflexo do dano sobre

vários compostos bioativos que antes contribuíam para a atividade antioxidante mais elevada

da polpa, incluindo os apresentados no presente estudo e outros bioativos não considerados

aqui. Ao se fazer um paralelo com os resultados mostrados quanto ao teor de

proantocianidinas, pode-se inferir que as mesmas possuem um efeito muito importante sobre a

atividade antioxidante, pois dentre os compostos bioativos analisados, as proantocianidinas

foram o grupo que houve maior redução, a qual ocorreu de maneira concomitante com a

demonstrada redução da atividade antioxidante.

Por exemplo, Correia et al. (2012) relataram que diferentes compostos presentes no

jambolão como fenólicos, antocianinas e ácido ascórbico estão diretamente correlacionados

com a atividade antioxidante. Os autores trabalharam com a secagem de resíduo de jambolão

em leito de jorro e encontraram atividade antioxidante bem superior a encontrada no presente

estudo (436,76 µmol eq. Trolox/g de amostra), em extratos metanólicos.

Segundo Bennet et al. (2011), durante a secagem os compostos podem ser

quimicamente convertidos, sem necessariamente serem degradados. Essa conversão pode

diminuir a boatividade dos compostos, ou seja, teríamos um produto final com antocianinas e

fenólicos com efeito diminuído sobre a atividade antioxidante. Essa seria também uma

hipótese para explicar o resultado mostrado aqui.

Nesse sentido, Banerjee et al. (2005) avaliaram a atividade antioxidante in vitro de

extratos da casca de jambolão a partir de diferentes métodos. Os resultados mostraram que a

casca do jambolão apresentou atividade antioxidante significativa, justificada pela presença de

vitaminas antioxidantes, compostos fenólicos, taninos e/ou antocianinas. Da mesma maneira,

Rufino et al. (2011), ao avaliarem a capacidade antioxidante de 10 frutas tropicais exóticas,

verificaram que o extrato de jambolão apresentou significativa atividade antioxidante.

Capítulo 6: Conclusão


Capítulo 6

Conclusão

Capítulo 6: Conclusão

69


6. Conclusão

A polpa de jambolão desidratada por secagem em leito de jorro e liofilização

apresentou baixo teor de umidade e atividade de água, o que conferiu maior estabilidade

microbiológica ao produto final. Os pós também foram classificados como pouco

higroscópicos e apresentaram alta solubilidade em água, características importantes quando se

trata de produtos secos. A análise colorimétrica revelou que os produtos desidratados

apresentaram cores intensas, característica desejável para indústria de corantes naturais.

Os resultados mostrados apontam tanto a polpa de jambolão in natura, quanto o

jambolão desidratado por secagem em leito de jorro e liofilização como relevantes fontes de

compostos fenólicos, antocianinas, ácido ascórbico e proantocianidinas com boa atividade

antioxidante. Apesar das perdas causadas pela secagem, à exceção do teor de

proantocianidinas, os valores de retenção foram muito elevados, mostrando o alto valor

biotivo dos pós. Ressalta-se que a polpa de jambolão apresentou elevado teor inicial de

proantocianidinas, entretanto dentre os compostos bioativos analisados, este foi o mais

sensível às duas técnicas de secagem empregadas. Acredita-se que as proantocianidinas sejam

importantes contribuidoras para a atividade antioxidante na polpa de jambolão, pois com a

desidratação da polpa houve redução da atividade antioxidante proporcional à redução de

proantocianidinas. O processo de liofilização apresentou os melhores parâmetros

colorimétricos, maiores retenções de bioativos e melhor qualidade nutricional para a polpa de

jambolão desidratada.

Analisados em conjunto, os dados permitem visualizar o potencial tecnológico e

bioativo do jambolão desidratado pela secagem em leito de jorro e por liofilização, os quais

também apresentaram potencial utilização como corante natural. As técnicas de secagem

investigadas nesse trabalho constituem rotas tecnológicas capazes de produzir produto final

com valor agregado, que serviria como alternativa para o consumo e utilização racional dessa

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Capítulo 7: Referências bibliográficas


Capítulo 7

Referências bibliográficas


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