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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

VALÉRIA SANTOS DE OLIVEIRA

INFLUÊNCIA DO PROCESSAMENTO EM ULTRASSOM NO LICOPENO E

VITAMINA E E B.

FORTALEZA

2014

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3

Para minha mãe, Maria Adélia e Meu Esposo Heberfran que sempre estiveram presentes em todos os momentos, apoiando e incentivando a realização deste sonho.

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AGRADECIMENTOS

A Deus pela sua infinita misericórdia por ter me proporcionado saúde e sabedoria para

ter chegado até aqui. Porque Dele e por Ele são todas as coisas.

A minha mãe, minha melhor amiga e companheira de todas as horas, por sua infinda

dedicação aos meus estudos, em sempre acreditar em mim e lembrar que este sonho era

possível.

Ao meu pai que mesmo ausente durante parte da minha vida, se tornou presente durante

essa fase, que Deus o cure para que ele possa me acompanhar, sem dores, em minhas

novas fases e que ele também tenha a oportunidade de se alegrar comigo outras vezes.

Ao meu esposo, por termos caminhado juntos e pelo seu apoio com muito amor em

todo decorrer dessa jornada.

Aos meus amigos (Micael, Rosy e Tiago) por nunca terem soltado da minha mão e até

mesmo no meu momento mais difícil não desistiram de mim. Eu sei o que são amizades

verdadeiras.

Ao meu orientador e a sua esposa por serem as pessoas mais humanas que já conheci

em toda a minha vida, por ter confiado em mim e ter me orientado de uma maneira tão

única e sempre, sempre, sempre presente. Por continuamente entender os seus alunos e

buscar os melhores caminhos, palavras são poucas para expressar minha alegria e

agradecer a rica oportunidade de ter trabalhado com ele.

A todos que contribuíram de forma direta ou indireta, para a realização deste trabalho.

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 9

CAPÍTULO I : Revisão Bibliográfica

1. FRUTAS 12

2. LICOPENO 13

2.1.1 Estrutura e propriedades gerais 16

2.1.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 16

2.1.3 Biodisponibilidade 18

3. VITAMINAS 19

3.1 Vitamina E 19

3.1.1 Estrutura e propriedades gerais 20

3.1.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 22

3.1.3 Biodisponibilidade 25

3.2 Vitaminas do Complexo B 25

3.3 Tiamina (B1) 26

3.3.1 Estrutura e propriedades gerais 26

3.3.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 27

3.3.3 Biodisponibilidade 29

3.4 Niacina (B3) 29

3.4.1 Estrutura e propriedades gerais 29

3.4.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 31

3.4.3 Biodisponibilidade 31

3.5 Ácido Pantotênico (B5) 33

3.5.1 Estrutura e propriedades gerais 34

3.5.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 35

3.5.3 Biodisponibilidade 36

4. ULTRASSOM 36

4.1 Considerações sobre o ultrassom 36

4.2 Ultrassom em alimentos 39

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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 42

CAPÍTULO II: Influência do emprego do ultrassom sobre o licopeno puro

e na matriz orgânica de tomate (Lycopersicum esculentum Mill)

Resumo 54

1. Introdução 55

2. Material e Métodos 56

3. Resultados e Discussão 58

4. Conclusão 65

5. Referências Bibliográficas 66

CAPÍTULO III: Influência do emprego do ultrassom sobre a vitamina E

pura e na matriz orgânica de abacate (Persea americana)

Resumo 70

1. Introdução 71

2. Material e Métodos 73

3. Resultados e Discussão 74

4. Conclusão 80

5. Referências Bibliográficas 81

CAPÍTULO IV: Influência do emprego do ultrassom sobre vitaminas do

complexo B.

Resumo 85

1. Introdução 86

2. Material e Métodos 88

3. Resultados e Discussão 89

4. Conclusão 101

5. Referências Bibliográficas 102

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RESUMO

Recentemente novas tecnologias têm sido desenvolvidas para a indústria de alimentos a

fim de que o processo seja seguro e com o foco na manutenção das suas propriedades

nutricionais. Assim a tecnologia ultrassônica tem sido aplicada como alternativa nos

processos tecnológicos, pois diversos estudos têm demonstrado que esta técnica

apresenta vantagens sobre o produto processado como biodisponibilidade,

emulsificação de sucos, auxiliares de secagem, entre outras. Desta maneira, o objetivo

deste trabalho foi o estudo do efeito do ultrassom sobre licopeno, vitamina E e algumas

vitaminas do complexo B (Tiamina, Niacina e Ácido pantotênico) nestes nutrientes

puros como também em matrizes orgânicas como tomate (licopeno) e Abacate

(Vitamina E) submetidos a ação de um sonificador de ponteira em temperaturas

controladas de 23, 40 e 60°C e em potências variando de 100 a 500W. Foi observado

que quando se estudou o licopeno e as vitaminas puras, não houve variação alguma de

perda desses nutrientes em todas as potências estudadas, já quando se partiu para o

estudo nas matrizes orgânicas (frutos), no tomate, foi notado que em potências menores

(100 a 300 W) uma decomposição brusca em alguns tempos estudados. A degradação

do licopeno através de efeitos indiretos pode ser atribuído, tais como o ataque de

vitamina C ou a perda do efeito de enzimas de proteção de fruta, que podem ser

inativados pela aplicação de ultrassom. Já quando analisamos no abacate é notado que

nos primeiros minutos há degradação na vitamina E dispersa no meio, como também

após 30 minutos há uma liberação deste nutriente (aquela ainda ligada à estrutura do

abacate) maior do que a taxa de degradação inicial. Quando se aumentou a temperatura

do sistema verificou-se a liberação do componente estudado ainda mais rápido,

tornando esta vitamina disponível, porém concluiu-se que a tecnologia ultrassônica em

si não possuiu influência na degradação da vitamina estudada. No caso das vitaminas do

complexo B o processo de sonificação não comprometeu as vitaminas estudadas em

perdas superiores a 30%, bem como a amostra controle de cada não apresentou perdas

desses nutrientes em todas as condições estudadas, porém o que observamos no

conjunto das vitaminas analisadas é que a degradação que ocorreu veio por conta do

aumento de temperatura introduzido ao meio e pouco pela influência ultrassônica.

Palavras-Chave: Ultrassom; Licopeno; Vitamina E; Complexo B; Degradação.

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ABSTRACT

Recently, new technologies have been developed by the food industry to ensure process

safeness, focusing on the maintenance of their nutritional properties. In this context, the

ultrasonic technology has been applied as an alternative in technological processes,

since several studies have shown that this technique has a few advantages over the

processed product. Thus, the aim of this work was to study the effect of ultrasound on

the antioxidant activity of lycopene, vitamin E and some B-vitamins (Thiamin, Niacin

and Pantothenic Acid), both in the pure nutrients and in organic matrices, such as

tomato (lycopene) and avocado (Vitamin E). They were subjected to the action of a

probe sonicator under controlled temperatures of 23, 40 and 60 °C and powers ranging

from 100 to 500W. It was observed that when we studied lycopene and vitamins in

theirpure forms, some loss of these nutrients were observed for all the studied powers.

However, different results were obtained when we studiedthem in organic matrices

(fruits). In tomatoes, itwas noted that at lower powers (100 to 300W) there was an

abrupt breakdown at some time points. Lycopene degradation through indirect effects

can be assigned such as the attack of vitamin C or the loss of the protective effect of the

enzymes present in the fruit, which can be inactivated by ultrasound employment. When

we analyzed avocado, it was noted that there was a degradation of the vitamin E

dispersed in the mediumin the first minutes, as well as after 30 minutes there is a release

of this nutrient (which is still connected to the avocado structure). When the

systemtemperature increased, there was aneven faster release of the studied component,

making this vitamin available. However, it was found that ultrasonic technology it self

does not present any influences on the degradation of vitamin studied. In the case of

vitamin B complex, the process of sonication did not compromised the vitamins studied

in greater values than 30 % of loss, as well as the control sample showed no loss of any

of these nutrients in all the conditions studied. However, it was observed, in all the

vitamins analyzed, the degradations occurred mostly due to the increase in the

temperature introduced in the medium and least by ultrasonic influence.

Keywords: Ultrasound, Lycopene, Vitamin E, B complex, Degradation.

9

INTRODUÇÃO

Há em todo o mundo um crescente interesse pelo papel desempenhado na

saúde por alimentos que contém componentes que influenciam em atividades

fisiológicas ou metabólicas. A busca incansável dos consumidores por alimentos de

qualidade no que diz respeito à manutenção de características nutricionais vem

aumentando ao longo dos dias. As expectativas de que os atributos alimentares serão

mantidos em níveis elevados desde o processamento, aquisição e o consumo são fatores

crescentes. Essas expectativas são uma consequência não somente do requerimento

básico de que o alimento deve permanecer seguro, mas também da necessidade de

minimizar a ocorrência de alterações indesejáveis na qualidade do produto processado

(AZEREDO, 2012).

O processamento tecnológico de frutas tem mostrado um desafio para as

indústrias, pois as mesmas, por possuírem uma gama de nutrientes sensíveis, degradam-

se facilmente quando expostos a processamentos que muitas vezes utilizam o calor

como parte do processo.

Nas frutas, os carotenóides, juntamente com as vitaminas, são as substâncias

mais investigadas como agentes quimio-preventivos, funcionando como antioxidantes

em sistemas biológicos (POOL-ZOBEL et al., 1997). Alimentos com teores elevados do

carotenoide licopeno e vitamina E tem comprovada atividade contra alguns tipos de

doenças, pelo forte caráter antioxidante destes compostos.

O fruto de tomate, sem dúvida, assumiu o status de um alimento funcional,

considerando os inúmeros dados epidemiológicos que evidenciam a sua redução de

risco de certos tipos de cânceres (NGUYEN e SCHWART, 1999). Este fruto é um

reservatório de diversas moléculas antioxidantes, tais como ácido ascórbico, vitamina E,

carotenoides, flavonóides e compostos fenólicos. O potencial de um alimento de

prevenir a doença é uma conseqüência de vários desses componentes que pode mostrar

algumas interações sinérgicas. O licopeno, a molécula de interesse, tem sido

demonstrado que possuem forte atividade antioxidante (DI MASCIO e KAISER SIES,

1989).

O abacate (Persea americana Mill.) possui considerável qualidade nutritiva,

com fibras, proteínas, sais minerais, destacando-se o potássio e vitaminas,

especialmente a vitamina E (USDA, 2007), possui também significativa quantidade de

10

ácidos graxos insaturados com efeitos benéficos na prevenção de doenças

cardiovasculares (TANGO et al., 2004). Estudos têm demonstrado que o fruto possui

compostos lipofílicos anticancerígenos como carotenoides (DING et al., 2007).

De acordo com Cárcel et. al., (2012) o uso de tecnologias novas ou não

convencionais amplia as possibilidades de inovação de processamento de alimentos.

Entre as tecnologias com potencial de aplicação, o ultrassom de alta intensidade surgiu.

O ultrassom tem provado ser uma técnica inovadora muito eficaz no

processamento de alimentos, sendo aplicável a diversos processos, por exemplo, como

na extração de componentes bioativos (RIERA et al., 2004); na homogeneização de sucos

(TIWARI et al., 2009); na desidratação de frutas (FERNANDES et al., 2008); em processos de

esterificação (WEN et al., 2007) e emulsificação (CUCHEVAL E CHOW, 2008).

Embora esta tecnologia promissora proporcione inúmeras vantagens sobre

técnicas convencionais, alguns produtos alimentares podem apresentar certas alterações

após a exposição à ultrassons e esses possíveis efeitos e conseqüências depreciem a

qualidade dos produtos principalmente aqueles que apresentam caráter antioxidante.

Diante disso, esse trabalho tem como objetivo o estudo do efeito do emprego do

ultrassom sobre atividade antioxidante de vitaminas e carotenoides.

11

- Capítulo I -

Revisão Bibliográfica

12

1. FRUTAS

De acordo com Franco (1992) as frutas se destacam pelo grande número de

espécies e variedades, apresentando composição química variável no teor de hidratos de

carbono e de gorduras, sendo excelentes fontes de carotenóides (β-caroteno, α-

caroteno, α-criptoxantina e licopeno), vitaminas (A, C e do complexo B) e minerais,

principalmente, cálcio, potássio, sódio, ferro, manganês, zinco, cloro.

A produção de frutas no Brasil supera 34 milhões de toneladas. A base

agrícola da cadeia produtiva das frutas abrange 2,2 milhões de hectares, gera 4 milhões

de empregos diretos (2 a 5 pessoas por hectare) e um PIB agrícola de US$ 11 bilhões. A

fruticultura voltada especificamente para a agroindústria, com exceção da laranja, ainda

é bastante limitada no Brasil. Na maioria dos casos os fruticultores produzem

predominantemente para o mercado in natura, onde em geral conseguem um retorno

maior, apenas o excedente é vendido para a indústria a um preço menor

(TODAFRUTA, 2012).

Diante da importância funcional das frutas, para a presente dissertação, o

tomate e o abacate foram estudados, porém as mesmas técnicas analisadas neste estudo

poderão ser utilizadas para outras frutas de interesse.

O tomate é um dos produtos hortícolas mais largamente cultivados no Brasil

(VIEITES, 1998). Possui uma grande importância econômica tendo em vista os

constantes aumentos na demanda, tanto do produto na forma in natura como

industrializado. É uma planta pertencente à família das solanáceas cuja espécie básica

possui denominação científica de Lycopersicum esculentum Mill (BORGUINI, 2003).

O fruto do tomate é a parte comestível, apresentando excelente

palatabilidade nas diversas formas em que é consumido. Estudos recentes recomendam

o seu consumo, devido à sua rica constituição nutricional: vitaminas, minerais,

flavonóides e carotenóides, destacando-se o licopeno. O licopeno é tido como um

carotenóide vermelho encontrado predominantemente em tomates e em algumas frutas,

tais como goiaba, melancia, mamão e pitanga, sendo o tomate e seus derivados as

maiores fontes do carotenóide (DJURIC e POWELL, 2001).

De acordo com Agarwa e RAO (2000) os tomates são uma parte integrante

da dieta em todo o mundo. Muitos estudos populacionais têm estabelecido uma ligação

13

entre a ingestão de tomates, uma importante fonte de licopeno, antioxidante e um risco

reduzido de câncer e doenças cardiovasculares.

Acredita-se que consumo de alimentos ricos em licopeno, possa ser benéfico

em algumas patologias, já que age como agente quimio-preventivo antioxidante.

Tomando-se por base que o licopeno encontra-se no plasma e nos tecidos do corpo

humano, uma maior concentração deste no sangue, estaria associado a um menor risco

de câncer, principalmente o de próstata (AHUJA et al., 2006; GARCIA-ALONZO et

al., 2009).

O tomate, sem dúvida, assumiu o status de um alimento funcional,

considerando a evidência para a sua redução do risco de certos tipos de cânceres

(NGUYEN e SCHWARTZ, 1999) sendo um reservatório de moléculas antioxidantes

diversas, tais como o ácido ascórbico, vitamina E, carotenoides, flavonoides e ácidos

fenolicos (GUIL-GUERRERO e REBOLLOSO-FUENTES, 2009).

Conforme o USDA (2007) o abacate (Persea americana Mill.) possui

considerável qualidade nutritiva, como fibras, proteínas, sais minerais, destacando-se o

potássio e vitaminas, especialmente a vitamina E, apresentando em média 6,94g de

carboidratos, 17,34g de lipídio, 2,08g de proteínas, 2,72g de fibras em 100g de polpa

frescas (TUCUNDUVA, 2002), possui também significativa quantidade de ácidos

graxos insaturados com efeitos benéficos na prevenção de doenças cardiovasculares

(TANGO et al., 2004).

De acordo com Teixeira et al., (1992) em muitos países, o abacate é

consumido como uma hortaliça, ingerido sob forma de salada, com cebola e queijo, ou

de sopa com sal e pimenta-do-reino, ou mesmo em conserva. No Brasil é mais apreciada

a fruta madura, acompanhada por açúcar, mel e licores. Da polpa tem-se obtido óleos

comerciais substitutos do óleo de oliva e do óleo para cosméticos.

2. LICOPENO

A estrutura básica dos carotenoides é de um tetraterpeno (C-40), formado

por oito unidades isoprenoides (C5H8) unidas por ligações tipo “cabeça-cauda”, com

exceção da posição central onde a ligação é do tipo “cauda-cauda”. Esse esqueleto

básico pode sofrer modificações por hidrogenação, dehidrogenação, ciclização,

migração da dupla ligação, encurtamento ou extensão da cadeia, reordenamento,

14

isomerização, introdução de funções oxigenadas ou por combinações desses processos,

resultando em uma diversidade de estruturas (NASCIMENTO, 2006; YUYAMA et. al.,

2007).

Os carotenoides constituem um grupo de pigmentos que confere cores que

vão do amarelo ao vermelho, a diversos alimentos. Eles são compostos lipofílicos e

podem ser divididos em dois grupos: os carotenos, que são hidrocarbonetos, cíclicos ou

não, e as xantofilas, que são derivados oxigenados (BRITTON, 1992).

O licopeno é um carotenoide sem atividade pró-vitamina A e lipossolúvel.

Possui maior capacidade sequestrante do oxigênio molecular, possivelmente devido à

presença das duas ligações duplas não conjugadas, o que lhe oferece maior reatividade

(KRINSKY, 2011).

Shahin et al., (2001) descreveu que o licopeno está presente no plasma e tecidos

humanos com variação na sua distribuição. A presença de carotenoides nos tecidos

humanos é relatada desde 1990; sabe-se que esses carotenoides e seus metabólitos estão

presentes no soro ou acumulados em órgãos como: fígado, pulmão, mama, coluna

cervical e pele. Entre os carotenoides, o licopeno é mais abundante no corpo humano,

sendo sua alta concentração devida, principalmente, ao consumo de alimentos fontes.

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De acordo com Takeoka et. al., (2001) os tomates e derivados aparecem como as

maiores fontes de licopeno, fato que podemos observar na Tabela 1.

Tabela 1. Conteúdo de licopeno (µg/g) em frutas e em produtos processados do tomate.

Fonte: Shami e Moreira, 2004.

Frutas Parte Consumida Licopeno (x±sd) Local de Produção

(µg de licopeno/g de fruta)

Goiaba vermelha Inteira 53 ± 61 São Paulo

Mamão

Formosa Polpa 19±4 São Paulo

Formosa Polpa 26 ± 3 Bahia

Tailândia Polpa 40 ± 6 Bahia

Pitanga Polpa 73 ± 1 Pernambuco

Tomate Inteiro 31 ± 20 São Paulo

Produto Classificação Embalagem Licopeno(x±sd)

µg /g de produto

Purê de tomate Tipo A

Caixinha

133 ± 8

Tipo A

Garrafa 134 ± 58

Tipo A

Lata 114 ± 89

Tipo B

Caixinha 88 ± 43

Tipo B

Garrafa 194 ± 81

Tipo B Lata 74 ± 18

Pasta de Tomate Tipo A Garrafa 170 ± 61

Tipo A Lata 164 ± 53

Tipo B Garrafa 158 ± 22

Tipo B Lata 183 ± 23

Catchup Tipo A - 103 ± 41

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2.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS

O licopeno é um carotenóide acíclico, lipossolúvel, com massa molecular

igual a 536,85 Da. É formado apenas por átomos de carbono e hidrogênio (C40H56) e

apresenta onze duplas ligações conjugadas e duas não conjugadas ao longo de sua

cadeia poliênica, como pode ser observado na Figura 1 (SHI e MAGUER, 2000).

Figura 1. Estrutura do licopeno

Fonte: AGARWAL e RAO, 2000.

Com sua estrutura acíclica e onze duplas conjugadas, o licopeno é vermelho

e absorve em comprimentos de maiores (RODRIGUEZ-AMAYA, 2006).

Esse pigmento carotenoide não tem atividade de pró-vitamina A, mas tem

efeito protetor direto contra radicais livres, sendo considerado potente antioxidante

protetor da camada celular por reação com os radicais peróxidos e com o oxigênio

molecular (RAO e RAO, 2007; SHAMI, 2004).

Estudos vêm demonstrando a relação dos carotenoides com o fortalecimento

do sistema imunológico e com a diminuição do risco de doenças como certos tipos de

câncer, doenças cardiovasculares, degeneração macular e catarata (KRINSKY, 2011).

Dentre os carotenoides, o licopeno vem ganhando destaque devido à sua alta eficiência

como antioxidante natural e sua possível ação contra doenças degenerativas (STAHL e

SIES, 1996), encontrando as evidências mais fortes para câncer de próstata, estômago e

pulmão (GIOVANNUCCI, 1999).

2.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO

O licopeno e outros carotenoides com alto grau de insaturações estão propensos

a isomerização e oxidação durante etapas de processamento e estocagem, resultando em

perda de coloração, atividade biológica e formação de compostos responsáveis por

17

aromas desejáveis e indesejáveis em alimentos. A ocorrência da oxidação depende de

vários fatores como, por exemplo, o calor, a exposição à luz e ao oxigênio, presença de

antioxidantes e os tipos de embalagens em que estão acondicionados. (RODRIGUEZ-

AMAYA, 2006).

Segundo Boileau et al., (1999) no tomate, a presença de nutrientes como

lipídios, proteínas e fibras, pode contribuir para a estabilidade do isômero trans do

licopeno. Durante a digestão e a absorção dos alimentos, o licopeno é separado dos

demais nutrientes e incorporado às micelas formadas por ácidos biliares. É possível

ocorrer à isomerização do licopeno nesta separação, alterando a sua configuração de

trans para cis.

Boscovic (1979) foi o primeiro a apresentar um esquema dos prováveis

caminhos na degradação do licopeno. Há isomerização térmica trans-cis do licopeno

durante o cozimento, aquecimento e desidratação de alimentos. Durante a estocagem, o

cis-licopeno poderia ser autoxidado irreversivelmente (2º estágio) ou reisomerizado

para a forma trans (1º estágio). Estas duas reações são competitivas, mas cineticamente

a reversão é mais lenta que a autoxidação. A passagem de mono-cis -licopeno para poli-

cis-licopeno ou a passagem direta de trans-licopeno para poli-cis-licopeno foi incluída

embora não tenha sido comprovada. A autoxidação, que é irreversível, apresenta como

possíveis intermediários, derivados oxigenados com grupos hidroxilas e carbonilas, que

são subsequente quebrados em fragmentos de baixo peso molecular, resultando assim

em descoloração e desenvolvimento de odores estranhos. Parece ser fator principal para

os carotenoides a estreita relação entre sua estrutura com a estabilidade. Embora hoje

existam vários trabalhos com degradação de licopeno, os mesmos não propõem novas

rotas.

18

2.3 BIODISPONIBILIDADE

Vários estudos sobre a biodisponibilidade do licopeno têm sido

desenvolvidos a partir do tomate e seus produtos, provavelmente por essa ainda ser

considerada a fonte mais comumente consumida.

De acordo com Castenmiller (1999) a matriz em que o licopeno é

encontrado parece ser um fator importante para determinar sua biodisponibilidade, pois

o primeiro passo no processo de absorção é a liberação do licopeno desta matriz

(Williams et al., 1998).

Giovannuci et al., (1995), Porrini et al., (1998) e Wertz (2004) descreveram

também que biodisponibilidade do licopeno para o organismo humano é maior nos

produtos a base de tomate processados do que em tomates frescos não processados, isto

devido ao rompimento das membranas celulares, liberando o licopeno. Assim, a

probabilidade de ocorrência de isomerização trans cis durante o processamento

industrial do alimento aumenta.

Segundo Moritz e Tramonte (2006) a biodisponibilidade dos constituintes

de um alimento é um processo complexo que envolve a digestão, a captação intestinal e

sua absorção, a distribuição para os tecidos e a sua utilização por eles.

Alguns carotenoides podem afetar a biodisponibilidade do licopeno, como,

por exemplo, luteína obtida do vegetal e beta caroteno, pois ocorre uma competição

durante a absorção intestinal do licopeno (BRAMLEY, 2000).

O aproveitamento do licopeno pelo organismo depende de vários fatores,

tais como a matriz alimentar; a forma isomérica do licopeno; a quantidade no alimento;

a presença de outros nutrientes na refeição como gordura, fibras e outros carotenoides; o

processamento do alimento; além da individualidade biológica e estado nutricional do

indivíduo (MORITZ e TRAMONTE, 2006; BRAMLEY, 2000). Desta forma, a

presença de lipídeos na dieta e a isomerização induzida pelo calor são fatores que

podem melhorar a biodisponibilidade do licopeno (BOILEAU et al., 1999).

19

3. VITAMINAS

As vitaminas são micronutrientes essenciais que contribuem para o

crescimento normal e a manutenção da saúde, devendo ser ingerido em quantidades

suficientes para suprir as necessidades do organismo. Vitaminas também podem ser

descritas como substâncias orgânicas presentes em muitos alimentos em pequenas

quantidades e indispensáveis ao funcionamento do organismo, na forma de co-fatores.

Sua ausência sistemática na dieta resulta, quase sempre, em crescimento e

desenvolvimento deficientes e outras perturbações orgânicas, configurando-se um

quadro sintomatológico característico de carência. Independentemente dos fatores do

ambiente, a maioria dos organismos animais é incapaz de sintetizá-las por via anabólica,

razão pela qual precisam ser incluídas nas dietas; em geral, são necessárias em micro

quantidades e em função da idade, sexo, estado fisiológico e atividade física do

indivíduo (PAIXÃO e STAMFORD, 2004).

Para Chitarra e Chitarra (1990), os frutos e hortaliças têm importante papel

na alimentação humana, principalmente por serem excelentes fontes de vitamina,

minerais e fibra dietética. Segundo os autores, o valor nutritivo muda com o avanço da

maturação, tornando-se maior, embora ocorra variação na proporção dos nutrientes. Os

componentes mais abundantes em frutos e hortaliças são a água e os carboidratos. Do

ponto de vista nutricional, são considerados as vitaminas e os minerais, como também

os açúcares solúveis (frutos), e polissacarídeos (amido, em alguns frutos e hortaliças),

como fontes energéticas. Outros polissacarídeos (celulose, hemicelulose e lignina) têm

importância por constituírem as fibras dietéticas.

Tradicionalmente, as vitaminas são classificadas em lipossolúveis e

hidrossolúveis, de acordo com propriedades fisiológicas e físico-químicas comuns.

(LEHNNINGER et. al., 1995; MURRAY et. al., 1998).

3.1 VITAMINA E

Vitamina E também conhecida como tocoferol, é o termo genérico para

tocóis e tocotrienos que exibem atividade de vitamina similar a do α-tocoferol. São

substâncias insolúveis em água, mas solúveis em lipídios e solventes orgânicos

20

(MIRANDA, 2004). A vitamina E ocorre naturalmente em alimentos de origem vegetal,

principalmente nos vegetais verde-escuros, nas sementes oleaginosas, nos óleos vegetais

e no germe de trigo, além de estar presente também em alimentos de origem animal,

como gema de ovo e fígado. (FRANCO, 2008)

As principais reservas de vitamina E encontram-se no tecido adiposo, na

derme dos tecidos animais ou na casca e epitélios de alguns vegetais superiores

(MACHLIN, 1990).

3.1.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS

A vitamina E é composta por quatro tocoferóis (α, β, γ, δ e T) e os tocotrienóis

(correspondentes α, β, γ, δ e T3), que contêm cadeias laterais insaturadas. RRR- α -T é a

forma mais biologicamente ativo (EITENMILLER e LEE, 2004).

Os tocoferóis são compostos monofenólicos, existentes em vegetais,

principalmente em sementes oleaginosas e folhas, que possuem atividade antioxidante e

de vitamina E. Eles estão agrupados em duas séries de compostos que possuem

estrutura química semelhante e recebem o nome genérico de tocóis e tocotrienóis

(Figura 2). Os compostos da série tocóis possuem uma cadeia saturada ligada ao anel e

são denominados tocoferóis, enquanto que os da série tocotrienóis possuem cadeia

insaturada (SHAHIDI, 1992).

Figura 2. Estrutura química do tocoferol e tocotrienol de acordo com Shahidi, 1992.

21

Tocoferóis, que são tipicamente os principais componentes com atividade

de vitamina E nos alimentos, são derivados do tocol, e tem um ou mais grupos metil nas

posições 5, 7 ou 8 na estrutura do anel (BIANCHINI e PENTEADO, 2007; GREGORY

III, 1996; NAWAR, 1996). As formas α, β, γ, δ de tocoferol e tocotrienol diferem de

acordo com o número e posição dos grupos metil, o que influencia significativamente a

atividade de vitamina E, das quais o α-tocoferol é o que apresenta maior atividade

biológica (BIANCHINI e PENTEADO, 2007; GREGORY III, 1996; RIZZOLO e

POLESELLO, 1992).

A atividade antioxidante dos tocoferóis decresce do composto δ para o α-

tocoferol, assim, o δ-tocoferol é o mais efetivo antioxidante, o β e γ-tocoferol têm

atividade intermediária e o α-tocoferol apresenta a mais baixa atividade antioxidante.

(SIX, 1994; HEMEDA e KLEIN, 1990).

A maioria das frutas e hortaliças contém baixo conteúdo em tocoferóis, mas,

devido à abundância de alimentos de origem vegetal em nossa dieta, estes compostos

fornecem uma significativa e consistente fonte de vitamina E. A quantidade de

tocoferóis em frutas e legumes é afetada pela espécie, variedade, maturidade, condições

de clima, época do ano, intensidade da luz solar e do tipo de solo. Mesmo após a

colheita, a variação nos valores da vitamina E é causada por vários fatores, incluindo os

processos de armazenamento, preparação das amostras para a análise e método de

extração utilizado (CHUN et al., 2006).

A vitamina E age nos alimentos para evitar a peroxidação de ácidos graxos

poliinsaturados e da vitamina A. No intestino acentua a atividade da vitamina A

prevenindo sua oxidação no trato gastrointestinal (MAHAN e ARLIN, 2002; BOBBIO

e BOBBIO, 1989). A nível celular parece proteger as membranas celulares e

subcelulares da deterioração por catalisação de radicais livres. A destruição que se

segue leva a um desenvolvimento de estrutura celular anormal e comprometimento da

função do organismo.

A habilidade da vitamina E em evitar essa destruição sugere que ela possa

eventualmente ser útil em prevenir condições associadas à destruição de radicais livres,

tais como envelhecimento, efeito de toxinas ambientais e desencadeamento de algumas

formas de carcinogênese. Porém, estas inter-relações permanecem em teorias e são

controversas (MAHAN e ARLIN, 2002). Segundo Fraga e Oteiza (2002) a vitamina E

22

pode proteger pacientes em hemodiálise das doenças degenerativas, que ocorrem após

longos períodos, por diminuição da ocorrência de danos mediados por radicais livres.

Alguns estudos atribuem ao acetato α-tocoferol função pró-oxidante,

quando presente em altas concentrações, juntamente com pró-oxidantes já conhecidos,

como metais de transição e peróxidos. O efeito pró-oxidante do acetato α-tocoferol está

relacionado com a formação de radicais α-tocoferila (α-TO•) que, quando presentes em

altas concentrações, proporcionam a ocorrência de um número de reações paralelas

indesejáveis (BIANCHINI e PENTEADO, 2007).

3.1.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO

Os compostos com atividade de vitamina E são razoavelmente estáveis na

ausência de oxigênio e de lípidos oxidados. O tratamento anaeróbico durante o

processamento térmico, tais como os utilizados em autoclave no enlatamento de

alimentos, tem pouco efeito sobre a atividade da vitamina E.

Em contraste, a taxa de degradação de vitamina E aumenta na presença de

oxigênio molecular, e pode ser especialmente rápida quando, simultaneamente, os

radicais livres estiverem presentes. A degradação oxidativa de vitamina E é fortemente

influenciada pelos mesmos fatores que afetam a oxidação de lípidos insaturados. Um

uso interessante nutricional de α-tocoferol em alimentos é a cura do toucinho para

minimizar a formação de nitrosaminas. Acredita-se que o composto fenólico

lipossolúvel de α-tocoferol sequestra os radicais livres nitrogenados (NO; NO2) um

processo de nitrosação induzido por radicais. As reações dos compostos nos alimentos

com atividade vitamimínica, especialmente α-tocoferol, têm sido estudados

extensivamente (FENNEMA, 1996).

Como mostra a figura 3 o α-tocoferol pode reagir com um radical peróxido

(ou radicais) de modo a formar um hidroperóxido e um radical alfa-tocoferilo, como

outros radicais fenólicos, relativamente pouco reativos devido ao elétron não

emparelhado no sistema do anel fenólico ( FENNEMA, 1996).

23

Figura 3. Degradação oxidativa da vitamina E. Além dos produtos de oxidação inicial

mostrados, muitos outros são formados como um resultado da oxidação e subsequente

reestruturação ( FENNEMA, 1996).

As reações de terminação do radical podem envolver a formação de dímeros

e trímeros de tocoferilo covalentemente ligados, embora a oxidação e restruturação

podem produzir alfa-tocoferóxido, alfa-tocoferil quinona e alfa-tocoferil hidroquinona

(Figura 4). A reestruturação e subseqüente oxidação pode levar a muitos outros

produtos. Embora o alfa-tocoferol e outros ésteres com uma atividade de vitamina E não

participa no bloqueio do radical, que são sujeitos a degradação oxidativa, mas a um

ritmo mais lento do que os compostos não esterificados, os produtos de degradação da

vitamina E não expostos, demostram pouca atividade de vitaminíaca ( FENNEMA,

1996).

Ao se comportar como antioxidantes fenólicos os compostos com atividade

de vitamina E não-esterificados contribuem para a estabilidade oxidativa dos lípidos nos

alimentos. Os compostos com atividade de vitamina E pode também contribuir

indiretamente na estabilidade oxidativa para seqüestrar substâncias, produzindo a

degradação do oxigênio singleto. O oxigênio singleto ataca o anel da molécula

formando um derivado de tocoferol transiente de hidroperoxidieneona, que pode ser

24

reestruturado para dar tocoferil quinona e 2,3 óxido de tocoferil quinona tendo pouca

atividade de vitamina E ( FENNEMA, 1996).

Figura 4. Reação entre o oxigênio singleto e alfa-tocoferol ( FENNEMA, 1996).

A ordem de reatividade do oxigênio molecular α>β>γ>δ e potencial

oxidativo segue um curso inverso. Os Tocoferóis também podem corrigir o oxigênio

molecular fisicamente, o que implica uma desativação do estado molecular em oxidação

do tocoferol. Estas propriedades são pelo fato de que os tocoferóis são inibidores

potentes da oxidação fotossensibilizada de óleo de soja, induzidas por oxigênio radical (

FENNEMA, 1996).

A vitamina E é razoavelmente resistente ao aquecimento, sendo estável a

temperaturas de até 200°C na ausência de O2 e ácidos, e instáveis em meio alcalino, luz

ultravioleta, radiações e oxigênio. É destruída quando em contato com gorduras

rançosas, chumbo e ferro, perdendo seu valor biológico (MAHAN e ARLIN, 2002;

GREGORY III, 1996). Devido ao fato dos componentes vitamínicos serem insolúveis

em água, não há perda por extração na cocção; porém, o congelamento e fritura de

gorduras destroem a maioria do tocoferol presente (MAHAN e ARLIN, 2002).

25

A ação antioxidante do α-tocoferol resulta da doação de um átomo de

hidrogênio de sua molécula ao radical peroxil, formando o hidroperóxido estável

denominado radical tocoferil. Esse radical pode reagir com os radicais cromanoxil,

alcoxil ou peroxil, podendo ser transformado novamente em α -tocoferol (TUCKER e

TOWSEND, 2005).

3.1.3 BIODISPONIBILIDADE

A absorção dos tocoferóis é ineficiente e controlada por difusão passiva.

Somente cerca de 20 a 40% do α-tocoferol ingerido é absorvido, a absorção máxima

ocorre no intestino delgado e depende de emulsificação, solubilização, difusão através

da camada de água, permeação pelos eritrócitos, incorporação às partículas de

lipoproteínas e transporte da mucosa para a circulação (BIANCHINI e PENTEADO,

2007).

Alguns estudos de biodisponibilidade são de caráter comparativo, pois há

diferenças neste aspecto para as diferentes formas de vitamina E. Há interesse na

comparação entre o α e o γ-tocoferóis, pois apesar do α-tocoferol apresentar a maior

biopotência o γ-tocoferol é predominante em muitas fontes, podendo sua ingestão ser

superior de duas a quatro vezes à do α-tocoferol, existem hipóteses de que altos teores

de vitamina A interferem no aproveitamento da vitamina E, sendo os mecanismos ainda

desconhecidos (BIANCHINI e PENTEADO, 2007).

3.2 VITAMINAS DO COMPLEXO B

Neste trabalho serão abordadas as vitaminas hidrossolúveis, vitaminas do

complexo B, nomeadamente: vitamina B1 (tiamina), vitamina B3 (niacina) e vitamina

B5 (ácido pantotênico).

De acordo com Ball (1994), várias vitaminas do complexo B servem como

precursores para cofatores enzimáticos que contribuem para o catabolismo dos

macronutrientes dietéticos (carboidratos, lipídios e proteínas), os quais produzem

energia para o organismo. Desta forma, as necessidades destas vitaminas variam de

26

acordo com a ingestão desses macronutrientes e com atividade física. Como o ácido

nicotínico pode ser sintetizado no organismo a partir do triptofano, sua necessidade no

organismo depende da quantidade de aminoácido existente na dieta e da eficiência da

conversão.

3.3 TIAMINA (B1)

A tiamina, também conhecida como vitamina B1, foi a primeira das

vitaminas hidrossolúveis a ser descoberta no início do século XX. A sua deficiência no

organismo é responsável pelo aparecimento do beribéri (desordens do sistema nervoso),

o que levou, em 1885, a Marinha Japonesa a aumentar o consumo de carne e vegetais na

dieta da tripulação, uma vez que a doença era prevalente no século XIX (BALL, 2004).

3.3.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS

A Tiamina é uma pirimidina substituída ligada por uma ponte de metileno (-

CH2) a um tiazol substituído (Figura 5). A Tiamina tem ampla distribuição em tecidos

vegetais e animais. A maior ocorrência natural de tiamina encontra-se na forma de

pirofostato de tiamina (Figura 5), com quantidades menores de tiamina não fosforilada,

monofosfatada e trifosfato de tiamina A (DAMODARAN, 2010).

Figura 5. Estrutura de várias formas de tiamina. Todas exercem atividade vitamínica

(Vitamina B1).

A B1 é uma das vitaminas do complexo B mais sensíveis à temperatura,

levando a grandes perdas durante o processamento térmico dos alimentos (BALL,

27

2004). Esta vitamina é igualmente instável em soluções neutras e à exposição ao ar

(DIÉGUEZ, 1997).

Nos tecidos de origem animal, mais de 90% da tiamina está presente na

forma fosforilada, com predominância da tiamina difosfato (TDP). Em menores

quantidades, estão presentes a tiamina monofosfato (TMP) e a tiamina trifosfato (TTP).

Nos produtos de origem vegetal, a vitamina ocorre predominantemente na forma não

fosforilada. É comercializado na forma de hidrocloreto de tiamina, um pó cristalino

branco, facilmente solúvel em água, pouco solúvel em álcool e insolúvel em gordura

(BALL, 2004).

3.3.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO

Existe um grande número de dados publicados comprovando a estabilidade da

tiamina nos alimentos. Estudos apontam perdas favorecidas de tiamina quando: (1) as

condições favorecem a lixiviação de vitaminas no meio aquoso que a envolve; (2) o pH

é aproximadamente neutro ou maior; (3) ocorre exposição a um agente sulfitante. As

perdas de tiamina também podem ocorrer em alimentos completamente hidratados,

durante o armazenamento em temperaturas moderadas, embora as taxas previstas como

baixas, em comparação as observadas durante o tratamento térmico (Tabela 2)

(DAMADORAN, 2010).

Tabela 2. Perdas típicas de tiamina durante o armazenamento em alimentos enlatados.

Retenção após 12 meses de armazenamento em %

Alimento 38°C 1,5 °C

Damascos 35 72

Feijão Verde 8 76

Feijão de Lima 48 92

Suco de Tomate 60 100

Ervilhas 68 100

Suco de Laranja 78 100

A Tiamina apresenta excelente estabilidade em condições de baixa atividade

de água à temperatura ambiente. Outros componentes alimentares podem influenciar na

28

degradação da tiamina em alimentos. Os taninos podem desativar a tiamina,

aparentemente pela formação de vários adutos biologicamente inativos. Proteínas e

carboidratos podem reduzir a taxa de degradação da tiamina durante o aquecimento ou

na presença de bissulfito, embora a extensão desse efeito seja de difícil previsão em

sistemas alimentares complexos. A tiamina degrada com rapidez na presença de íons

bissulfito, um fato que estimulou a regulamentação federal que proíbe a utilização de

agentes sulfitantes em alimentos que sejam fontes significativas de tiamina na dieta. A

clivagem de tiamina por bissulfito é semelhante à que ocorre em pH ≤ 6, embora o

produto da pirimidina seja sulfonado (Figura 6). Diversos pesquisadores têm observado

correspondências de condições ( p. ex. o pH e a atividade de água) que favorecem a

degradação da tiamina e o progresso da reação de Maillard (DAMADORAN, 2010).

Figura 6. Resumo das principais vias de ionização da degradação da tiamina de acordo com

Damadoran, 2013.

29

3.3.3 BIODISPONIBILIDADE

Apesar da biodisponibilidade da tiamina ainda não ter sido totalmente

avaliada, sua utilização parece ser completa na maioria dos alimentos analisados. A

formação de tiamina dissulfídica e misturas de compostos dissulfídicos durante o

processamento dos alimentos parece exercer pouco efeito sobre a biodisponibilidade da

tiamina. A tiamina dissulfídica apresentou 90% da atividade da tiamina em bioensaios

com animais (DAMADORAN, 2010).

3.4 NIACINA (B3)

Em 1867, cientistas produziram uma substância, na qual designaram por

ácido nicotínico, através da oxidação da nicotina do tabaco. Setenta anos depois, Conrad

Elvehjem demonstrou que o ácido nicotínico curava os cães de uma doença semelhante

à dos Humanos, a pelagra. No início dos anos 1940, a vitamina foi re-baptizada com o

nome de niacina, de modo a não ser confundida com a nicotina (INSEL et. al., 2007).

De acordo com Wikilingue (2010) o termo niacina é um descritor genérico

para designar tanto o ácido nicotínico como a nicotinamida. Esses nomes causam

grande controvérsia, porque intuitivamente podem ser associados à nicotina do tabaco.

De fato, o ácido nicotínico foi identificado pela primeira vez a partir da oxidação da

nicotina.

3.4.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS

Niacina é o termo genérico para piridina carboxílica (ácido nicotínico) e

derivada que exibem atividades vitamínicas semelhantes (Figura 7).

30

Figura 7. Estruturas do ácido nicotínico, da nicotinamida e da nicotinamida adenina

dinucleotídeo (fosfato). Em NAD e NADP ocorre redução pela aceitação de uma unidade de

hidreto para a posição C-4 do anel de piridina (DAMADORAN, 2010).

O ácido nicotínico e sua amida correspondente (nicotinamida; piridina 3

carboxamida) são provavelmente, as vitaminas mais estáveis de todas (DAMADORAN,

2010). Segundo Ball (2004) o ácido nicotínico é moderadamente solúvel em água e

etanol, apresentando insolubilidade em éter e acetona. A nicotinamida é facilmente

solúvel em água e etanol, apresentando também solubilidade em acetona e éter.

A nicotinamida é a componente de duas co-enzimas relacionadas: a NAD+ e

a NADP+, que desempenham um papel chave nas reações de oxidação-redução do

metabolismo (INSEL et al., 2007). Estas co-enzimas atuam como transportadores de

elétrons e hidrogênio em várias reações metabólicas, como a síntese de ácidos gordos e

a síntese final de ATP durante a fosforilação oxidativa mitocondrial (DENU, 2005).

A niacina é amplamente distribuída nos alimentos de origem animal e

vegetal. As principais fontes são carnes, cereais, leguminosas e sementes. Os alimentos

ricos em triptofano também são fontes indiretas de niacina. Nas plantas, particularmente

em cereais, a niacina está associada por ligação covalente a polissacarídeos e proteínas,

sendo chamada niacitina. A niacina conjugada tem biodisponibilidade reduzida, ou seja,

baixo valor nutricional. No caso do milho, o pré-tratamento com hidróxido de cálcio,

31

procedimento usado comumente no México e na América Central para preparar a

tradicional tortilha, um tipo de pão asmo (não fermentado), aumenta a

biodisponibilidade da niacina. (BERDANIER, 1998; JACOB, 2006; NATIONAL

RESEARCH COUNCIL, 1989).

De acordo com Ball (2004) e Kohlmeier (2006) a deficiência desta vitamina

pode resultar no desenvolvimento da pelagra, cujos sintomas incluem fadiga, cefaléia,

depressão, falta de memória, erupção cutânea após exposição ao sol e vômitos. Estudos

recentes demonstram que os benefícios da vitamina B3, para a saúde, vão para além de

prevenir esta doença. Vários relatórios indicam que a niacina ajuda a combater a

diabetes, a aterosclerose e o colesterol, contribuindo, ainda, na recuperação de

queimaduras e na prevenção de cataratas e cancro de pele (DENU, 2005).

3.4.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO

No sentido exato da palavra, a niacina não é uma vitamina (composto

essencial que precisa ser incorporado na dieta), pois a vitamina B3 é uma das poucas

vitaminas que pode ser sintetizada no organismo (BALL, 2004). A sua síntese é

realizada a partir do aminoácido essencial L- triptofano que é absorvido no intestino

após digestão de proteínas. Para se obter 1 mg de niacina são necessárias 60 mg de

triptofano (BALL, 2004).

Segundo Jacob (2006) a niacina é metabolizada por outra via metabólica,

na qual o ácido niacínico se conjuga com a glicina formando o metabólito chamado

ácido niacinúrico, que também é encontrado na urina. A distribuição dos catabólitos na

urina é dependente da quantidade e do tipo de niacina que foi absorvida, bem como do

estado metabólico de niacina no indivíduo.

A cocção pode alterar a concentração relativa de alguns compostos da

niacina pormeio de reações de interconversão. Por exemplo, o aquecimento libera

nicotinamida livre a partir de NAD e NADP durante a fervura do milho. Além disso, a

distribuição de compostos de niacina em um produto varia em função da espécie ( p.

ex., milho doce ou milho do campo) e da fase de maturidade. (DAMADORAN, 2010)

3.4.3 BIODISPONIBILIDADE

A existência de formas de niacina nutricionalmente indisponíveis em muitos

alimentos de origem vegetal é conhecida há muitos anos, embora as identidades

32

químicas dessas formas indisponíveis sejam caracterizadas de maneira insatisfatória.

Além das formas químicamente ligadas discutidas, várias outras formas de niacina

contribuem para que sua disponibilidade seja incompleta em alimentos de origem

vegetal. NADH, a forma reduzida de NAD e, com base nisso, NADPH apresentam

biodisponibilidade muito pequena, devido a sua instabilidade na acidez do ambiente

gástrico. Esse fato pode ser de pouca importância nutricional em decorrência da baixa

concentração das formas reduzidas em muitos alimentos. O principal fator a afetar a

biodisponibilidade de niacina é a proporção de niacina total quimicamente ligada, como

indicado na Tabela 3, muitas vezes há muito mais niacina mensurável após extração

alcalina que em bioensaios com ratos (niacina disponível biologicamente) ou em análise

direta ( niacina livre) ( DAMADORAN, 2010).

33

Tabela 3. Concentração de niacina em alimentos selecionados como determinado por ensaio

químico (métodos de extração alcalina ou ácida) ou por bioensaios em ratos. A análise do

extrato ácido propicia a quantificação de “niacina livre”, os ensaios de extração alcalina

permitem a quantificação de niacina total e os bioensaios em ratos são as quantificações de

niacina biologicamente disponível.

Tipo de análise química

Alimento Niacina livre

(µg/g)a

Niacina total

(extração alcalina)

(µg/g)a

Bioensaios com

ratos (µg/g)a

Milho 0,4 25,7 0,4

Milho cozido 3,8 23,8 6,8

Milho após

aquecimento

alcalino (retenção

de líquidos)

24,6 24,6 22,3

Tortilhas 11,7 12,6 14

Milho doce (cru) - 54,5 40

Milho doce a vapor 45 56,4 48

Grão de sorgo

cozido

1,1 45,5 16

Arroz cozido 17 70,7 29

Trigo cozido - 57,3 18

Batatas assadas 12 51 32

Fígado assado 297 306 321

Feijão assado 19 24 28

aCom base em peso úmido. Fonte: Damadoran, 2010.

3.5 ÁCIDO PANTOTÊNICO (B5)

Segundo Franco (2008) a identificação do ácido pantotênico deve-se a

Williams em 1939, como uma substância essencial ao crescimento de leveduras. O

nome derivado do grego significa “por toda parte”, indicando a extensão dessa vitamina

34

na natureza. O papel da vitamina B5 na nutrição animal foi demonstrado

experimentalmente em pintos, em uma doença de carência em aves, caracterizada por

lesões da pele e que foram conhecidas por serem curadas pelo filtrado de frações

preparadas com extrato de fígado. Em animais a doença foi caracterizada pelo

emagrecimento, perda e embranquecimento de cabelo de animais escuros, úlcera

gastroduodenal e lesões em vários órgãos internos.

3.5.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS

De acordo com Damadoran (2010) o ácido pantotênico ou D-N-(2,4-di-

hidroxi-3,3-dimetil-butiril-β-alanina), é uma vitamina hidrossolúvel composta por β-

alanina, com ligação por amido ao ácido 2,4-di-hidroxi-3,3-dimetil-butírico (pantoico)

(Figura 8).

Figura 8. Estrutura de várias formas de ácido pantotênico de acordo com Damadoran, 2010.

A vitamina B5 é facilmente solúvel em acetato de etilo e água, mas pouco solúvel

em éter etílico. A sua estabilidade é altamente dependente do pH. Ao contrário de outras

vitaminas do complexo B, a B5 torna-se mais estável quando o pH da solução aumenta,

apresentando-se estável a pH entre 5 e 7. Abaixo e acima destes valores, as soluções de ácido

pantotênico são termolábeis. Embora apresente boa estabilidade na maioria dos alimentos

durante o processamento, apresenta-se susceptível à lixiviação (BALL, 2004).

35

O ácido pantotênico ocorre, em alimentos, na forma livre e ligada. Cerca de

85% do ácido pantotênico ocorre ligado à coenzima A (CoA) (GROPPER, 2009). A

atividade biológica da vitamina B5 é atribuível à sua incorporação na estrutura

molecular da CoA e na proteína transportadora de acilo. Como componente da CoA, o

ácido pantotênico é essencial para numerosas reações envolvidas na liberação de

energia dos aminoácidos, gordura e açúcares (BALL, 2004).

De acordo com Ball (2004) o homem não consegue sintetizar o ácido

pantotênico, dependendo das fontes alimentares para adquirir esta vitamina. A vitamina

B5 é particularmente abundante nos órgãos animais (fígado, rim, coração) e também na

gema de ovo, amendoins e favas. A carne magra, o leite, a batata e hortaliças verdes

contêm menor quantidade desta vitamina, mas serão importantes fontes se consumidas

em quantidades suficientes.

3.5.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO

Damadoran (2010) descreveu que em solução, o ácido pantotênico é mais

estável em pH 5-7. Ele exibe estabilidade relativamente boa durante o armazenamento

de alimentos, em especial com atividade de água reduzida. As perdas ocorrem na

cocção e no processamento térmico, em proporção a ostentividade do tratamento e à

extensa da lixiviação. Essas perdas podem variar de 30 a 80%. Embora o mecanismo de

perda térmica da vitamina B5 não tenha sido totalmente determinado, uma hidrólise

catalisada por ácidos ou bases da ligação entre β-alanina e o grupo ácido 1,4-dihidroxi,

3,3-butiril-carboxílico parece provável. A degradação dessa vitamina durante o

processamento térmico apresenta uma cinética de primeira ordem. As taxas de

degradação da vitamina B5 livre em soluções-tampão aumentam com o decréscimo do

pH em níveis entre 6,0 - 4,0, enquanto a energia de ativação diminui ao longo dessa

faixa. As taxas de degradação dessa vitamina relatadas são muito inferiores às de outros

nutrientes lábeis (p. ex. tiamina). Esses resultados sugerem que as perdas desse ácido

em outros estudos de transformação de alimentos podem ser causadas mais pela

lixiviação que pela destruição efetiva. Contudo, o resultado líquido de ambos os

processos é o mesmo.

36

3.5.3 BIODISPONIBILIDADE

A biodisponibilidade média do pantotenato em dietas mistas tem sido

relatada como sendo de aproximadamente de 50%. Há poucas preocupações em relação

a eventuais conseqüências negativas da biodisponibilidade incompleta, pois a ingestão

de ácido pantotênico costuma ser adequada. Nenhuma evidência de problemas

nutricionais significativos, oriundos de biodisponibilidade incompleta, foi relatada,

sendo que as formas de coenzima A complexada são digeridas e absorvidas com

facilidade (DAMADORAN, 2010).

4. ULTRASSOM

Ultrassom é definido como ondas de som com frequência que

excede o limite de audição do ouvido humano (~ 20 kHz). Alguns animais

utilizam a frequência de ondas de som para navegação (golfinhos) ou caça (morcegos).

O ultrassom é classificado como uma tecnologia emergente a qual foi desenvolvida para

minimizar o processamento, maximizar a qualidade e garantir a segurança dos produtos

alimentares. O processamento por ultrassom é aplicado a conferir efeitos positivos no

processamento de alimentos tais como a melhoria na transferência de massa,

conservação de alimentos, auxiliares de processos que envolvam tratamentos térmicos e

análise de textura (KNORR et al., 2011).

4.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE O ULTRASSOM

Segundo Fellows (2006) no processamento de alimentos, é feita uma divisão

entre o ultrassom de baixa intensidade (< 1 W/cm2) utilizado como ferramenta analítica

não destrutiva, e o ultrassom de alta intensidade (10-1000 W/cm2), usado em

frequências mais altas (até 2,5 MHz) para causar o rompimento físico de tecidos, criar

emulsões, limpar equipamentos ou promover reações químicas como, por exemplo, a

oxidação.

Com base na faixa de freqüência, as ondas de aplicações em alimentos,

tanto no processamento e controle de qualidade podem ser divididos em baixo e alto

consumo energia. Baixo consumo de energia (baixa intensidade de potência) ultrassom

37

com frequências superiores a 100 kHz em intensidades a baixo de 1W ·cm2, que pode

ser utilizado para a análise não invasiva e monitoramento de alimentos durante o

processamento e armazenamento para garantir alta qualidade e segurança. Ultrassons de

baixa potência tem sido utilizado de forma não destrutiva a apoiar os programas de

melhoramento genético e para avaliar a composição de produtos de carne crua e

fermentados, peixes e aves. É também utilizado para o controle de qualidade de

produtos hortícolas frescos e frutas, tanto no queijo pré e pós-colheita, durante o

processamento, óleos de cozinha comerciais, pão e produtos cerealíferos, a granel e

emulsionado de gordura à base de produtos alimentares, géis alimentares, alimentos

congelados e gaseificados. Outras aplicações incluem a detecção da falsificação de mel

avaliação do tamanho do estado de agregação, e do tipo de proteína (AWAD et. al

2012).

Segundo Fuente-Blanco (2006) e Tarleton (1998), as ondas ultrassônicas

podem causar uma série rápida de compressões e expansões de uma maneira bem

similar a esponjas quando são espremidas e liberadas repetidamente e as forças

envolvidas por este mecanismo podem ser mais elevadas do que a tensão superficial que

mantém a umidade dentro do material criando os canais microscópicos e podendo

remover a umidade mais fácil.

As oscilações de compressão ou descompressão das ondas ultrassônicas

causam oscilações no arranjo molecular da amostra, que responde com forças de atração

ou repulsão intermoleculares (BUCKIN et al., 2003). As amplitudes de deformação nas

ondas ultrassônicas empregadas na determinação são extremamente pequenas, tornando

a técnica não destrutiva, o que representa uma oportunidade única na caracterização de

produtos alimentícios de base líquida, incluindo amostras opacas como o leite

(BUCKIN et al., 2003; DUKHIN et al., 2003; NELLIGAN, 2003).

As ondas de ultrassom são capazes de gerar cavitação acústica, que pode ser

caracterizada como a formação, crescimento e implosão de bolhas de gás em uma

solução (NASCENTES et al., 2001). Em meios não elásticos, como as soluções

aquosas, compressão e rarefação são responsáveis pela formação de bolhas e colapso

violento. As bolhas de cavitação produzidas por rarefação implodem durante a

compressão resultando na produção de intensas ondas de choque (STANGA, 2010).

38

As bolhas geradas pela cavitação têm uma maior área de superfície durante

o ciclo de expansão, o que aumenta a difusão do gás, fazendo com que surja uma bolha

de expansão. Chega um ponto onde a energia ultrassônica não é suficiente para manter a

fase de vapor na bolha, então o colapso é rápido. As moléculas colidem violentamente

criando ondas de choque. Além do processo mecânico da cavitação a sonificação pode

gerar efeitos químicos através da geração de espécies reativas. O fenômeno envolvido

na cisão homolítica de ligações O-H é denominado de sonólise da água, o qual leva à

produção direta dos radicais livres H• e HO• no meio que ocorrem por meio de cisão

das ligações H-O nas moléculas de água e produção de peróxido de hidrogênio no meio

irradiado (KORN, ANDRADE e BORGES, 2003).

O processo de cavitação e as temperaturas geradas no colapso são

fortemente dependentes da pressão de vapor do solvente. Assim, moléculas de solventes

com altas pressões de vapor (moléculas de água) podem penetrar nas cavidades e, no

momento do colapso, sofrerem sonólise, resultando na formação de novos produtos (H2

e H2O2) (BORGES e KORN, 2002).

Dependendo do processo que está sendo considerado, os efeitos químicos da

cavitação acústica podem ser vantajosos ou desvantajosos. Quando o radical hidroxil

(OH•) é produzido, por exemplo, pode afetar a qualidade de algumas substâncias

alimentares, mas também pode melhorar a funcionalidade de alguns ingredientes.

Ashokkumar et al., (2008) observaram que há influência da frequência do

ultra-som no rendimento da produção de radicais livres. Na frequência de 20 kHz o OH•

gerado é mínimo. Com aumento da frequência para 358 kHz é observada uma maior

geração de OH•. No entanto quando a frequência passa a 1062 kHz há uma diminuição

do rendimento de OH•. A 20 kHz as bolhas de cavitação são transitórias, enquanto

bolhas estáveis são geradas a freqüências mais altas. Com a cavitação estável e aumento

no número de bolhas ativas é esperado que haja maior rendimento de OH• gerado com o

aumento da frequência. Porém a redução de OH• na frequência de 1062 kHz pode ser

devido ao tempo relativamente menos disponível na fase de expansão da bolha. Em

frequencias altas o ciclo acústico é muito curto, o que restringe a formação de vapor de

água que evapora na bolha durante a expansão. A redução da quantidade de vapor

durante o colapso reduz a geração de OH•.

39

4.2 ULTRASSOM EM ALIMENTOS

De acordo com Lopez-Malo, Guerrero e Alzamora (1999) o processamento

ultrassônico, também denominado sonificação, é uma tecnologia não térmica que tem se

mostrado eficaz na inativação de micro-organismos e enzimas (LÓPEZ et al., 1994;

LÓPEZ e BURGOS, 1995; VERCET e LOPEZ, 1997; VILLAMIELe DE JONG, 2000)

, permitindo dessa maneira, o tratamento de alimentos termossensíveis (HUNTER et al.,

2008).

Pingret et al., (2013) relataram que estudos mostraram algumas alterações

nos parâmetros de qualidade de alimentos tratados por ultrassom, o que pode resultar

em deficiências de segurança ou aceitação inferior do produto final pelo aparecimento

de off-flavors, mudança de cor, redução de teor de açúcar, e/ou modificações de alguns

compostos. A Tabela 4 resume os efeitos sobre os produtos alimentícios tratados com

ultrassom.

40

Tabela 4. Efeitos sobre alguns produtos alimentícios tratados com ultrassom.

Matriz Alimentar Parâmetros Observações Referências

Suco de Tomate

Cor e ácido ascórbico

Modificações na cor e

degradação do ácido ascórbico

Adekunte et al, (2010)

Polpa de Tomate Licopeno Redução da bioacessibilidade do

licopeno e mudanças na

viscosidade

Anese et al, (2013)

Sucos de abacaxi,

uva e cranberry

pH e cor Mudanças no pH e Cor Bermúdez Aguirre e Barbosa-

Cánovas (2012)

Suco de maçã e

Cranberry

Cor e Antocianinas Escurecimento das amostras

sonificadas, detecção de sabores

e diminuição do teor de

antocianinas.

Caminiti et al, (2011)

Agrião (Nasturtium

officinale)

Cor Aumento da cor verde Cruz et al, (2007)

Cascas de

Caranguejo e Amido

de Milho

Quitosana e Amido Degradação de quitosana e

amido

Czechowska et al, (2005)

Suco de laranja Cor e Ácido ascórbico Mudança de cor e degradação de

ácido ascórbico

Gómez-López et al, (2010)

Amido de milho Amido Destruição da estrutura granular Jambrak et al, (2010)

Suco de Laranja Ácido ascórbico Escurecimento e redução do teor

de ácido ascórbico

Lee et al, (2005)

Tomates Licopeno Isomerização de licopeno, com

aumento de 14% dos isomêros

cis e76% de redução de

isômeros trans.

Eh e Teoh (2012)

Mousse de

Chocolate

Cor e Lipídios Após sonificação cor escura e

aparecimento de off-flavors e

redução viscosidade.

Pingret et al, (2011)

Suco de Melancia Ácido ascórbico,

Fenólicos e Licopeno

Degradação de ácido ascórbico,

fenólicos e licopeno

Rawson et al, (2011)

Mirtilos Antocianinas e fenóis

totais

Diminuição de compostos

fenólicos econteúdo de

antocianinas.

Stojanovic e Silva (2007)

Suco de Morango Antocianinas e ácido

ascórbico

Redução do teor de antocianinas

e ácido ascórbico

Tiwari et al, (2008)

Suco de laranja Ácido ascórbico Formação de radicais hidroxila,

interação entre radicais livre e

ácido ascórbico.

Valdramidis et al, (2010)

41

Além das alterações nas características organolépticas dos produtos

alimentares, alguns componentes são afetados pelo tratamento ultrassônico e pode

resultar em uma menor aceitação por parte dos consumidores ou a deterioração em

qualidade. Alguns estudos mostram a degradação de antioxidantes presentes nos

produtos alimentares após sonificação. A degradação do licopeno em tomate assistida

por ultrassom também tem sido observada.

42

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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51

- Capítulo II -

Influência do emprego do ultrassom sobre licopeno puro e no tomate

(Lycopersicum esculentum Mill)

52

Capítulo II

Influência do emprego do ultrassom sobre licopeno puro e no tomate

(Lycopersicum esculentum Mill)

OLIVEIRA, V.S.1, FERNANDES, F.A.N.

1, RODRIGUES, S.

1

1Departamento de Engenharia Química,Universidade Federal do Ceará ,Fortaleza,

Ceará, Brasil.

RESUMO

A conservação de nutrientes envolvendo novas tecnologias alimentícias emergentes tem

sido uma busca incansável de muitos pesquisadores. A sonificação tem se mostrado

bastante eficaz nas várias aplicações da tecnologia de alimentos já que se caracteriza

como um processo não térmico capaz de manter muitas propriedades nutricionais dos

alimentos. Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento do carotenoide

licopeno puro como também na matriz orgânica do fruto de tomate quando estes são

submetidosa ação de um sonificador de ponteira e banho em temperaturas controladas

de 23, 40 e 60°C com potências variando de 100 a 500 W por um período de 30

minutos. Observou-se que quando o licopeno encontrou-se puro não houve variação

alguma de perda desse nutriente em todas as potências estudadas, já quando o mesmo é

analisado na matriz orgânica do tomate é notado em potências menores de 100 a 300 W

uma decomposição brusca em alguns tempos estudados.

Palavras-chave: Conservação; Licopeno; Sonificação;

ABSTRACT

The conservation of nutrients involving new and emerging food technologies has been a

tireless quest for many researchers. The sonication has proven to be quite effective in

various applications in food technology, as it is characterized as a non-thermal process.

This work aims to study the behavior of pure carotenoid lycopene as well as in the

organic matrix of the tomato fruit when they are subjected to the action of a probe

sonicator and a bath sonicator, at controlled temperatures of 23, 40 and 60 °C and with

power ranging from 100 at 500 W for a period of 30 minutes. It was observed that when

lycopene was pure, there was some variation of this nutrient loss in all the powers

studied. In turn, when the organic matrix of tomatoes are analyzed, it is noticed, at

powers lowers than 100 to 300 W, an abrupt decomposition some of studied times.

Keywords: Conservation; Lycopene; Sonification;

53

1. INTRODUÇÃO

O licopeno é classificado como um carotenoide vermelho encontrado

predominantemente em tomates e em algumas frutas, tais como goiaba, melancia,

mamão e pitanga, sendo o tomate e seus derivados as maiores fontes desse carotenoide

(DJURICE POWELL, 2001). Além da segurança alimentar, aspectos de qualidade são

de extrema importância para os produtos de tomate como cor, sabor e consistência

(HAYES et al., 1998). Em produtos derivados desse fruto, uma importante reação que

ocorre durante o processamento térmico é a degradação do pigmento vermelho

licopeno, inicialmente sob a forma trans, devido a isomerização cis para a forma que

resulta em alterações de cor (RODRIGO et al., 2007). De acordo com Servili et al.,

(2000) isso pode ser resultado também de um fator não enzimático, ou seja, o

escurecimento em alguns casos não está associado as enzimas presentes no meio.

O licopeno é importante não só pela cor que transmite aos seus produtos,

mas também pelos benefícios decorrentes para a saúde associados com a sua presença

(BRAMLEY, 2000; SOUTHON, 2000). Acredita-se que o consumo de alimentos ricos

em licopeno, possa ser benéfico em algumas patologias, já que age como agente

quimio-preventivo antioxidante. Tomando-se por base que o licopeno quando ingerido

encontra-se no plasma e nos tecidos do corpo humano, uma maior concentração deste

no sangue, estaria associado a um menor risco de cânceres. (AHUJA et al., 2006)

Segundo Pingrent et. al, (2013), apesar da técnica ultrassônica ser capaz de

produzir modificações benéficas nos parâmetros de qualidade alimentar (por exemplo, a

viscosidade e homogeneização), os efeitos físico-químicos do tratamento ultrassônico

também pode resultar em deficiências de qualidade dos produtos alimentares pelo

aparecimento de sabores, modificações nos parâmetros físicos e degradação de

compostos. Devido às condições de temperatura e de pressão, associado à formação de

radicais durante a sonocavitação algumas alterações nos componentes de alguns

alimentos foram relatados durante o tratamento com ultrassom.

Shi e Le Maguer (2000) afirmam que devido ao processamento industrial de

vários produtos derivados do tomate ocorrem, em muitos casos, oxidação dos mesmos,

gerando perdas de licopeno durante o processamento e armazenamento, principalmente

em presença de metais (Cu2+

, Fe2+

, etc.). Diante disso, diversos estudos têm revelado

54

que a técnica ultrassônica se mostra bastante eficaz em várias aplicações na tecnologia

de alimentos, como na extração de componentes bioativos (RIERA et. al., 2004); na

homogeneização de sucos (TIWARI et. al., 2009); na desidratação de frutas

(FERNANDES et. al., 2008); em processos de esterificação (WEN et. al., 2007) e

emulsificação (CUCHEVAL e CHOW, 2008).

No processamento de polpa de tomate, o ultrassom pode ser utilizado para

homogeneização, redução de micro-organismos, modificação da viscosidade, entre

outros. Este estudo tem por objetivo analisar a influência do efeito do ultrassom de

banho a temperatura ambiente e o ultrassom de ponteira com potências variando de 100

a 500 Watts com temperaturas controladas de 23, 40 e 60°C sob o carotenoide licopeno

puro como também no fruto de tomate (Lycopersicum esculentum Mill).

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Preparo das amostras

2.1.1 Licopeno Puro

Este estudo utilizou cápsulas de licopeno de 410 mg da marca Baldacci

Laboratórios®. Para a realização do experimento utilizou-se 410 mg de licopeno

dissolvido em 50 mL de álcool etílico por um período de 10 minutos em um agitador da

marca Fisatom® . Após o período de agitação a solução de licopeno em álcool com

concentração de 8,2 mg/mL foi filtrada em papel de filtro 125 mm para a retirada de

alguns subprodutos insolúveis.

2.1.2 Frutos de Tomate

No preparo das amostras foram utilizados frutos de tomate (Lycopersicum

esculentum Mill) maduros adquiridos do comércio local varejista de Fortaleza-Ceará.

Os frutos foram lavados em água corrente e cortados em quatro partes e

foram retiradas as sementes. As amostras foram processadas em um liquidificador

Arno® por três minutos, peneiradas em uma peneira de malha 1 mm de abertura e a

polpa foi usado para o experimento.

55

2.2 Aplicação do ultrassom de ponteira

Foram utilizados 50 mL do filtrado de licopeno puro como também 100 mL

de amostra da polpa de tomate. Os mesmos foram submetidos ao processo em um

sonificador de ponteira da marca (Unique® modelo DES500) e em potências variando

de 100 a 500 watts com temperatura controlada de 23, 40 e 60°C. As temperaturas

foram controladas por um banho termostatizado da marca (Tecnal® TE2005) acoplado

ao ultrassom por um período de 30 min. A cada 5 minutos foram feitas as leituras de

absorbância das amostras de licopeno puro e para as amostras da polpa de tomate foram

necessárias extrações químicas de licopeno da matriz celular para realizar a leitura da

absorbância.

2.3 Uso do ultrassom de banho

Foram utilizados 50 mL do filtrado de licopeno puro e 100 mL de amostra

da polpa de tomate, foram colocados em dois banhos de ultrassom um de 25 kHz, 150

watts de potência e volume útil de 2,7 L (Unique modelo USC1450) e outro de 19 kHz,

170 watts de potência e volume útil de 2,5 L (modelo Cristófoli) por um período de 30

min, a cada 5 minutos as amostras foram coletadas e realizadas as leituras no

espectrofotômetro. No caso das amostras da polpa de tomate foram necessárias

extrações de licopeno a cada 5 minutos.

2.4 Método analítico do licopeno puro e em frutos de tomate

Durante o experimento para licopeno puro, a cada cinco minutos de

sonificação foram realizadas medidas de absorbância em um espectrofotômetro da

marca (Spectrum® modelo SP200UV) em cubetas plásticas com 3 mL de solução

sonificada em um comprimento de onda de 470 nm de acordo com Rodriguez-Awaya,

2001.

Foram utilizadas amostras controle nas mesmas condições de temperatura

estudadas, porém estas não foram submetidas ao ultrassom para diferenciar entre o

efeito do ultrassom e o efeito térmico no licopeno.

56

2.5 Extração do licopeno nas amostras sonificadas

A extração de licopeno das amostras sonificadas se procedeu adicionando 8

mL de Hexano P.A em uma alíquota 4 mL de amostra sonificada. As amostras com

reagente foram colocadas em tubo de centrífuga sendo agitado em Vortex Mix da marca

Vision® por 20 segundos. Em seguida os tubos foram colocados em uma centrífuga de

marca Quimis® a temperatura ambiente por um período de 5 minutos sob rotação de

2900 rpm, após isso o sobrenadante constituiu-se a fonte de extração de licopeno e o

mesmo foi medido em um espectrofotômetro da marca (Spectrum® modelo SP200UV)

em cubetas plásticas com 3 mL de sobrenadante em um comprimento de onda de 470

nm baseado em Rodriguez-Awaya (2001). O solvente (hexano) foi usado como branco

para a leitura.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Observa-se que o licopeno puro estudado em sonificador de ponteira em

temperatura de 23, 40 e 60°C e em potências variando de 100 a 500 watts, como

também o licopeno controle estudado não apresentaram diferenças importantes em

perdas desse nutriente, ou seja, o uso do ultrassom nesses tipos de tratamentos

estudados com licopeno puro, não afeta o mesmo como é mostrado nas Figuras 1, 2 e 3.

Figura 1. Licopeno em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a 500 W

a 23°C.

0 5 10 15 20 25 30

6

7

8

9

10

Lic

op

en

o (

mg

/mL

)

Tempo (min)

SEM US a 23°C

100 W

200 W

300 W

400 W

500 W

57

Figura 2. Licopeno em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a 500

watts a 40°C.

Figura 3. Licopeno em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a 500

watts a 60°C.

O uso do ultrassom em diversos estudos aponta a preservação de nutrientes.

Mason (1998) confirma a vantagem da utilização deste equipamento quando o mesmo é

realizado em temperatura ambiente não sendo necessário assim aquecimento e

consequentemente tornando o processo mais barato e reduzindo a probabilidade da

degradação nos alimentos.

0 5 10 15 20 25 30

6

7

8

9

10

Lic

op

en

o (

mg

/mL

)

Tempo (min)

SEM US a 40°C

100 W

200 W

300 W

400 W

500 W

0 5 10 15 20 25 30

6

7

8

9

10

Lic

op

en

o (

mg

/mL

)

Tempo (min)

SEM US a 60°C

100 W

200 W

300 W

400 W

500 W

58

Neste estudo comparamos alguma modificação que pudesse ocorrer no

licopeno quando este foi submetido ao uso do ultrassom nas temperaturas e potências

estudadas, porém concluimos que não houve modificação desse carotenoide nas

condições analisadas.

Alves e Silveira (2002) analisaram a retenção do licopeno na desidratação

osmótica e secagem, concluíram que no primeiro processo empregado houve uma maior

retenção do nutriente estando associado ao emprego de baixas temperaturas do que no

segundo processo o qual chegava até 65°C.

Licopeno em suco de tomate é relativamente resistente à degradação térmica

quando associado a altas pressões e baixas temperaturas, enquanto outros antioxidantes

como o ácido ascórbico, tocoferol e β-caroteno degradam-se mais rapidamente durante

o processamento térmico nas mesmas condições de pressão e temperatura (HSU, 2008).

Neste estudo, podemos observar que, a princípio, os processos com

aplicação de ultrassom envolvendo licopeno em alimentos, não ocasionaram sua

degradação. Terefe et al., (2009) pesquisaram sobre o tratamento ultrassônico de suco

de tomate e comprovaram que esta técnica é capaz de melhorar as características

reológicas do produto, através da redução do tamanho das partículas e inativação da

enzima pectinametilesterase. A aplicação da tecnologia de sonificação na indústria de

produtos a base de tomates (molhos, purês, extratos, catchup, etc.), sucos e polpas de

frutas seria uma solução viável para o problema da degradação, pois o processamento

industrial destes produtos representa uma fase crítica, podendo ocorrer perda do valor

nutricional destes alimentos, devido à exposição a temperaturas elevadas, oxigênio e luz

(SHI e LE MAGUER, 2000).

Partindo para o estudo do licopeno na matriz orgânica, verificou-se que

tanto no uso do ultrassom de banho de 150 e 170 watts a temperatura ambiente (Figura

4) como no de ponteira a 23°C em potências variadas de 100 a 500 watts (Figura 5) não

apresentou mudanças importantes na quantidade de licopeno do fruto de tomate, de

acordo com a Figura 5 apresentada apenas observamos uma tendência média de

decomposição (2%) de licopeno a partir dos 20 minutos de processamento no qual não

podemos afirmar que apenas a sonificação direta foi responsável pela degradação, pois

numa matriz orgânica de frutas temos vários compostos envolvidos como, por exemplo,

lipases que são ativadas com o uso do ultrassom (URBÁNYI e HORTI , 1989). Em

59

algumas pesquisas tem se comprovado que a atividade de enzimas livres pode ser

aumentada sob irradiação ultrassônica moderada (SAKAKIBARA et al., 1996). A

ativação da lipase pode ser atribuída ao rompimento das células causado pelas ondas

ultrassônicas que proporcionam maior contato da enzima com o substrato. Cheng et al.,

(2007) relataram um aumento na atividade de algumas enzimas e a incapacidade do

tratamento ultrassônico de inativar algumas enzimas em sucos sonificados de goiaba.

As lipases ativadas, principalmente em amostras que possuem certo teor de lipídios,

parecem comprometer a estrutura dos lipídios. Como o licopeno é um composto

lipossolúvel este pode ser afetado indiretamente pelo uso do ultrassom.

Figura 4. Extrato da polpa de tomate em sonicador de banho com 150 e 170 W a 23°C.

0 5 10 15 20 25 30

90

95

100

105

110

% A

BS

Tempo (min)

150W

170W

0 5 10 15 20 25 30

90

95

100

105

110

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

100W

200W

300W

400W

500W

60

Figura 5. Extrato da polpa de tomate em sonicador de ponteira com potências variando

de 100 a 500 watts a 23°C.

Outro fator importante que pode contribuir para a degradação do licopeno

no tomate é a inativação de algumas enzimas como polifenoloxidase e peroxidase,

provocada pelo ultrassom o qual tem sido provado ser mais eficaz na inativação de

enzimas, do que o tratamento com calor (SALA et al ., 1994), o que pode reduzir o

efeito de proteção de algumas enzimas para com o licopeno. O ultrassom é conhecido

por inativar proteases, peroxidases e parede celular de enzimas relacionadas

(O'DONNELL et al., 2010). A inibição da atividade da peroxidase foi correlacionada

com a perda de licopeno no tomate (PRESTAMO e MANZANO, 1993). Além disso, o

ultrassom pode ativar as lipases, que têm um efeito negativo sobre a estabilidade do

licopeno e pode aumentar a degradação do mesmo (URBÁNYI e HORTI , 1989).

Com o uso do ultrassom de ponteira a uma temperatura de 40°C variando de

potências entre 100 a 500 W foi verificado que o resultado é bem similar ao encontrado

para temperaturas de 23°C, ou seja, o licopeno da matriz orgânica contida no tomate

sofre uma decomposição média (3%) como é demonstrado na Figura 6.

Figura 6. Extrato da polpa de tomate em sonicador de ponteira com potências

variando de 100 e 500 W a 40°C.

De acordo com a Figura 7, no uso do ultrassom a uma temperatura de 60°

em potências de 100 a 300 watts foi verificado que o processo ultrassônico não degrada

0 5 10 15 20 25 30

90

95

100

105

110

% A

BS

Tempo (min)

SEM US a 40°C

100W

200W

300W

400W

500W

61

o licopeno quando este se apresenta puro, mas quando o mesmo se encontra numa

matriz orgânica o resultado da degradação é fortemente observado, nos vinte cinco

minutos passados do experimento registramos uma brusca queda do composto nesse

ponto analisado. Resultado compatível aos observados por Davies e Hobson (1981),

onde estudaram teores de vitaminas (A, B1, B2, B3, B5, B6, C e E) e minerais em frutos

maduros de tomate.

Para um efeito comparativo uma amostra controle sem uso do ultrassom a

temperatura de 60°C também foi analisada (Figura 8) no qual foi observado que não há

efeito algum na decomposição do licopeno na matriz orgânica do tomate nesta

temperatura.

Figura 7. Extrato da polpa de tomate em sonicador de ponteira com potências

variando de 100 a 500 watts a 60°C.

Acredita-se que alimentos com composição elevada de substâncias

antioxidantes tendem a se degradar com ação do oxigênio, calor e mecanismos de

agitação. Os tomates têm várias vitaminas com propriedades antioxidantes que podem

ser afetados por radicais livres produzidos durante a termo-sonificação ou pelo

oxigênio, dado o alto grau de mistura criada durante a aplicação de ultrassons. O

produto de degradação destas vitaminas pode ser responsável pela degradação de

licopeno na matriz da fruta. De acordo com Ferreira et al., (2004), os tomates possuem

outros nutrientes como baixa caloria e gordura, possuem basicamente água, açúcar

0 5 10 15 20 25 30

40

50

60

70

80

90

100

110

% A

BS

Tempo (min)

SEM US a 60°C

100W

200W

300W

400W

500W

62

(glicose e frutose), ácidos (ácido acético, ácido lático e ácido málico), vitamina C e pró-

vitamina A (β-caroteno) e, também, traços de potássio, fósforo e ferro.

Bou et al., (2011) estudou o efeito da vitamina C na degradação do licopeno

e constatou que a adição de ácido ascórbico ( 1 ou 10 µM ) levou a uma diminuição na

estabilidade do licopeno. O ácido ascórbico por ser um antioxidante solúvel em água

tem os seus mecanismos antioxidantes estão relacionados com a sua capacidade de

eliminar o oxigênio, atuar como um redutor e como um quelante de metais. Tomates

apresentam 15.000-23.000 mg/100 g de vitamina C (Davies e Hobson, 1981), que é uma

concentração considerável de vitamina C. Assim, o efeito indireto de termo- sonificação

sobre a estabilidade licopeno pode ser relacionada com a vitamina C.

Ainda na Figura 8 é observado que a sonificação em temperaturas mais

elevadas como 60°C e também o uso de potências maiores como de 400 e 500 Watts,

não há tanta diferença expressiva em relação às perdas apresentadas em potências

menores. Esse fato pode ser explicado pelo fato de amplitudes de oscilações maiores

aumentarem a biodisponibilidade que faz com que a quantidade total disponível de

licopeno não seja influenciada. Assim esse efeito, ligado à temperatura elevada

compensa assim o efeito combinado do uso do ultrassom unido ao tomate.

Descreve-se também que a biodisponibilidade do licopeno para o organismo

humano é maior nos produtos a base de tomate processados do que em tomates frescos

não processados, isto devido ao rompimento das membranas celulares, liberando o

licopeno (WERTZ, et al., 2004). A matriz em que o licopeno é encontrado parece ser

um fator importante para determinar sua biodisponibilidade (CASTENMILLER et al.,

1999), pois o primeiro passo no processo de absorção é a liberação do licopeno desta

matriz (WILLIAMS et al., 1998). Estudos têm mostrado que a atividade antioxidante do

tomate ocorre em função da presença de várias biomoléculas, como o próprio licopeno,

ácido ascórbico, flavonóides, compostos fenólicos e vitamina E. Quando o fruto é

submetido a tratamento térmico, através de fervura, cozimento ou fritura, não há uma

diminuição significativa da atividade antioxidante do licopeno (SAHLIN et al., 2004).

Podsedeket et. al., (2003) confirmaram que os produtos a base de tomate

processados, são melhores fontes de antioxidantes do que os produtos a base detomate

in natura devido ao aumento da atividade antioxidante total e quantidadede licopeno

63

biodisponível no tomate processado e/ou da não significante mudança no total da

quantidade de polifenóis durante o processamento térmico.

4. CONCLUSÃO

Diante do exposto, concluímos que a aplicação ultrassônica envolvendo o

carotenoide licopeno puro nas condições estudadas, não apresenta diferenças

expressivas em perdas desse nutriente, ou seja, o uso do ultrassom nesses tipos de

tratamentos estudados com licopeno não é influenciado pelo mesmo. Concluímos

também que no uso do ultrassom de banho de 150 e 170 watts a temperatura ambiente

como no de ponteira a 23 e 40°C em potências variadas de 100 a 500 W não apresentou

mudanças expressivas na quantidade de licopeno do fruto de tomate, apenas uma leve

decomposição que se atribuiu a este está na matriz orgânica do tomate (efeito indireto).

Na temperatura de 60°C foi observado apenas em potências maiores de 400 e 500 W

uma leve decomposição, diferente do tratamento nessa mesma temperatura e em

potências menores como de 100 a 300 W, uma decomposição brusca em alguns tempos

estudados. A degradação do licopeno através de efeitos indiretos podem ser atribuídos,

tais como o ataque de vitamina C ou a perda do efeito de enzimas de proteção de fruta,

que podem ser inativados pela aplicação de ultra-som. Aplicação de um tratamento de

ultrassom em purê de tomate (extrato) deve ser realizada a 40°C ou abaixo, pois não

influencia a estabilidade licopeno.

64

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

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67

- Capítulo III -

Influência do emprego do ultrassom sobre vitamina E pura e no abacate

(Persea americana)

68

Capítulo III

Influência do emprego do ultrassom sobre vitamina E pura e no abacate (Persea

americana)

OLIVEIRA, V.S.1, RODRIGUES, S.

1, FERNANDES, F.A.N.

1,

1Departamento de Engenharia Química,Universidade Federal do Ceará ,Fortaleza,

Ceará, Brasil.

RESUMO

A tecnologia ultrassônica tem sido bastante apreciada nos últimos anos por se tratar de

um método seguro na preservação de nutrientes. Desta forma esse trabalho tem como

objetivo, avaliar o comportamento da vitamina E pura como também na matriz orgânica

do fruto de abacate quando este é submetido à ação de um sonificador de ponteira em

temperaturas controladas de 23, 40 e 60°C e em potências variando de 100 a 500 W por

um período de 30 minutos. Observou-se que quando a vitamina E encontrou-se pura,

não houve variação alguma de perda desse nutriente em todas as potências estudadas, já

quando o mesmo foi analisado na matriz orgânica do abacate foi notado que nos

primeiros minutos houve degradação na vitamina E dispersa no meio, como também

após 30 minutos houve uma liberação deste nutriente (aquela ainda ligada à estrutura do

abacate) maior do que a taxa de degradação inicial. Quando se aumentou a temperatura

do sistema verificou-se a liberação do componente estudado ainda mais rápido,

tornando esta vitamina disponível, porém concluiu-se que a tecnologia ultrassônica em

si não possuiu influência na degradação da vitamina estudada.

Palavras-chave: Tecnologia Ultrassônica, Vitamina E, Abacate.

ABSTRACT

Ultrasonic technology has been widely appreciated in recent years because it is a safe

method for preserving nutrients. Thus, this study aims to evaluate the behavior of

vitamin E in pure form as well as in the organic matrix of avocado fruit, when subjected

to the action of a probe sonicatorat controlled temperatures of 23 , 40 and 60 ° C and

powers varying from 100 to 500 W, for a period of 30 minutes. It was observed that

when vitamin E was pure, there was some loss of this nutrient in all the studied power

variations. However, when it was determined in the organic matrix of avocado, it was

noted, in the first minutes, some degradation in the vitamin E dispersed in the medium,

as well as after 30 minutes there is a release of this nutrient (which is still connected to

the avocado structure).When the system temperature increased, there was an even faster

release of the studied component, making this vitamin available. However, it was found

that ultrasonic technology it self not possess any influences on the degradation of

vitamin studied.

Keywords : Ultrasonic Technology , Vitamin E , Avocado.

69

1. INTRODUÇÃO

O abacate (Persea americana Mill.) é uma das frutas tropicais

comercialmente importantes e é cultivada em quase todas as regiões tropicais e

subtropicais, particularmente no México, América Central, países da América do Sul,

Índia, África do Sul, Israel e Havaí (OLIVEIRA et al., 2000). De acordo com

FAOSTAT (2013) em 2010 a produção mundial do Brasil se encontrava dentro do

ranking dos dez maiores produtores mundiais com 63,90 milhões de abacate por ano,

em primeiro lugar vem a Argentina com 325 milhões por ano.

Segundo USDA (2007), o abacate possui considerável qualidade nutritiva,

com alto conteúdo de fibras, proteínas, sais minerais, destacando-se o potássio e

vitaminas lipossolúveis A, D, E e B. Especialmente a vitamina E, possui também

significativa quantidade de ácidos graxos insaturados com efeitos benéficos na

prevenção de doenças cardiovasculares (TANGO et al., 2004). O teor de lipídeos é

muito elevado podendo atingir até 25 % da porção alimentícia do fruto (HIERRO et al.,

1992). Por conter uma alta concentração de lipídios, variando entre 15 a 20%, o abacate

vem sendo classificado como uma das frutas mais ricas em óleo e com pouca

quantidade de carboidratos apresentando menos que 5% o que o torna diferente de

outras frutas (KADAN e SALUNKE, 1995). Estudos também têm demonstrado que o

fruto possui compostos lipofílicos anticancerígenos como carotenóides (DING et al.,

2007).

Segundo Francisco e Baptistella (2005), o óleo de abacate tem sido muito

utilizado na indústria farmacêutica e de cosméticos, também na obtenção de óleos

comestíveis, em substituição ao óleo de oliva. Este fruto é importante como fonte de

moléculas bioativas que protegem as células humanas contra o efeito prejudicial dos

radicais livres. Os principais antioxidantes presentes na polpa de abacate são os

carotenóides (xantofilas, principalmente luteína) (HEINONEN et al., 1989; LU et al,

2005), bem como as vitaminas C e E (BERGH, 1992). Além disso, o abacate também

contém vitaminas A e B, que são moléculas bioativas que protegem contra inflamações

e cânceres. (KIM et al., 2000).

Os antioxidantes são compostos que atuam inibindo e/ou diminuindo os

efeitos desencadeados pelos radicais livres (SOARES et al., 2005), podendo ser

definidos como compostos que protegem as células contra os efeitos danosos dos

70

radicais livres oxigenados e nitrogenados, formados nos processos oxidativos. Os

radicais livres em excesso geram um desbalanço a nível celular, dando início ao estresse

oxidativo, processo metabólico responsável pelo desencadeamento de diversos tipos de

doenças crônico-degenerativas. Os antioxidantes podem ser obtidos por meio da

ingestão de alimentos, destacando-se as vitaminas E e C, carotenoides, compostos

fenólicos, entre outros. (ALI et al., 2008).

Em países como México, Estados Unidos e Europa o abacate é consumido

em saladas, patês, sopas e pastas. Também existe a comercialização na forma de

guacamole, pastas, polpas refrigeradas e congeladas (OLEATA, 2003). Já no Brasil, a

fruta é mais apreciada na forma de sobremesa, batida com leite, açúcar e limão.

Além de alta perecibilidade, outro desafio para o abacate é na sua forma

processada (polpa) e se deve à presença de enzimas, principalmente a polifenoloxidase,

que promovem escurecimento na polpa e conseqüentemente alterações de sabor durante

armazenamento. Outra alteração que ocorre no fruto processado é a rancidez oxidativa-

hidrolítica (DAIUTO et al., 2010a).

Vários pesquisadores no mundo tentam a obtenção de uma polpa estável de

abacate e também que apresente uma vida útil prolongada, utilizando diversos métodos

de preservação, como pasteurização, secagem, extração de óleo, congelamento,

liofilização, tratamento térmico, microondas, ultra pressão, além de aditivos (SOLIVA-

FORTUNY et al., 2004; DAIUTO et al., 2007. RAMTAHAL, 2007).

A técnica ultrassônica vem como uma alternativa para os processos

tecnológicos na área de processamento de alimentos. Para o mercado que procura

constantemente tecnologias emergentes de processamento capazes de preservar as

propriedades químicas e físico-químicas, juntamente com características sensoriais e

nutricionais e a integridade da bioatividade de certos constituintes, a sonificação surge

como uma opção para atender a essas necessidades.

Diante do exposto, este estudo tem por objetivo analisar a influência do

efeito do ultrassom em potências variando de 100 a 500 Watts com temperaturas

controladas de 23, 40 e 60°C sobre a vitamina E pura como também no fruto de abacate

(Persea americana Mill).

71

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Preparo das amostras

2.1.1 Vitamina E Pura

Este estudo utilizou cápsulas de Vitamina E (acetato de racealfatocoferol)

de 400mg da marca Teuto Laboratórios®.

Para a realização do experimento utilizou-se 1200 mg de vitamina E

dissolvidas em 50 mL de álcool etílico absoluto.

2.1.2 Frutos de Abacate

No preparo das amostras foram utilizados frutos de abacate (Persea

americana Mill) maduros adquiridos do comércio local varejista de Fortaleza-Ceará.

Os frutos foram lavados em água corrente e cortados em duas partes onde

foram retiradas as sementes. Os abacates foram despolpados com auxílio de uma colher

e pesados aproximadamente 100g dos mesmos em uma balança analítica da marca

Tecnal®. Após a pesagem da polpa, 100 mL de álcool etílico absoluto foram

adicionados e a amostra foi homogeneizada. A amostra foi peneirada em uma peneira de

malha 1 mm de abertura e o extrato da polpa foi usado para o experimento.

2.2 Aplicação do ultrassom

Foram utilizados 50 mL de solução de Vitamina E em álcool etílico

absoluto como também 100 mL de amostra do extrato da polpa de abacate. Os mesmos

foram submetidos ao processo em um sonificador de ponteira da marca (Unique®

modelo DES500) e em potências variando de 100 a 500 Watts com temperatura

controlada de 23, 40 e 60°C. As temperaturas foram controladas por um banho

termostatizado da marca (Tecnal® TE2005) acoplado ao ultrassom por um período de

30 min. A cada 5 minutos foram feitas as leituras de absorbância das amostras de

vitamina E pura e para as amostras do extrato da polpa de abacate foi necessário fazer a

72

extração química de vitamina E da matriz celular para posterior leitura no

espectrofotômetro.

2.3 Análise de acetato de recealfatocoferol e em frutos de abacate

Durante o experimento para vitamina E pura, a cada cinco minutos de

sonificação foram realizadas medidas de absorbância em um espectrofotômetro da

marca (Spectrum® modelo SP200UV) em cubetas de quartzo com 3 mL de solução

sonificada em um comprimento de onda de 295 nm baseado em Yılmaz et al., (2004).

As amostras controle foram utilizadas para diferenciar entre o efeito do

ultrassom e o efeito térmico na vitamina E, porém estas não foram submetidas ao

ultrassom.

2.4 Análise de vitamina E nas amostras sonificadas

A extração de vitamina E das amostras sonificadas se procedeu adicionando

1 mL de álcool etílico absoluto em uma alíquota 6 mL de amostra sonificada.

As amostras com o reagente foram colocadas em tubo de centrífuga sendo

agitado em Vortex Mix da marca Vision® por 30 segundos. Em seguida os tubos foram

colocados em uma centrífuga de marca Quimis® centrifugados a 2900 rpm por 5

minutos a temperatura ambiente por um período de 5 minutos. O sobrenadante

constituiu-se a fonte de extração de vitamina E e o mesmo foi medido em um

espectrofotômetro da marca (Spectrum® modelo SP200UV) em cubetas de quartzo com

cerca de 3mL de sobrenadante em um comprimento de onda de 295 nm baseado em

Yılmaz et. al., (2004) com adaptações.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Observa-se que a vitamina E estudada em sonificador de ponteira em

temperatura de 23 e 40°C e em potências variando de 100 a 500 Watts, como também a

vitamina E controle estudado não apresentaram diferenças importantes em perdas desse

nutriente, ou seja, o uso do ultrassom nesses tipos de tratamentos estudados com

vitamina E, não afeta o mesmo como é mostrado nas Figuras 1 e 2.

73

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

% A

BS

Tempo (min)

SEM US VIT E a 23°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

Figura 1. Vitamina E em sonificador de ponteira com potências variando de 100

a 500 Watts a 23 °C.

Figura 2. Vitamina E em sonificador de ponteira com potências variando de 100

a 500 Watts a 40 °C.

Já na Figura 3, apenas a potência de 100 Watts foi aplicada ao processo,

pois como se trabalhou com solução de álcool etílico absoluto a 60°C o mesmo

evaporava rapidamente trazendo inviabilidade para conclusão do experimento em todas

as potências propostas a esta temperatura. Quando se trabalha com esta técnica, uma

parte da energia acústica pode ser absorvida como calor, no entanto, dependendo das

condições de operação e condições de substrato, as temperaturas ideais são geralmente

inferiores a 70° C (VILLAMIEL e DE JONG, 2000). Para a condição estudada

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

% A

BS

Tempo (min)

SEM US VIT E a 40°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

74

observamos um leve aumento na absorbância, porém concluímos que essa elevação está

associada apenas a ação do aumento de temperatura no processo, pois nas condições de

23 e 40°C com o uso do ultrassom não foram observados aumentos significativos.

Figura 3. Vitamina E em sonificador de ponteira com potência de 100 Watts a

60 °C.

A tecnologia ultrassônica tem sido utilizada como alternativa às operações

de processamento de alimentos convencionais para controlar a microestrutura e

modificar as características de textura em produtos que contenham elevado teor de

gordura, emulsificação, anti-espumantes, modificando as propriedades funcionais de

diferentes proteínas alimentares, inativação ou aceleração da atividade enzimática para

melhorar a vida de prateleira e qualidade dos produtos alimentares, a inativação

microbiana, congelamento, descongelamento, liofilização e concentração, secagem e

também facilitar a extração de vários componentes alimentares. (AWAD et. al, 2012).

Segundo Gallego et al., (2010) as vantagens dessa tecnologia é que a mesma se

apresenta versátil e rentável para a indústria de alimentos, mesmo que ainda sejam

necessários mais esforços de pesquisa para projetar e desenvolver eficientes sistemas de

ultra-som de potência que suportem operações em grande escala e que possam ser

adaptados para vários processos.

Partindo para o estudo da vitamina E na matriz orgânica de abacate,

observamos um declínio constante nos primeiros 10 a 15 minutos do experimento, um

declínio em todas as potências estudadas (Figura 4), quanto maior a potência aplicada

no processo maior foi a degradação. Observando em potências menores como na de

100 Watts percebemos que o valor de perda de absorbância é de apenas 30% e já na

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

ABS100W

75

potência de 500 Watts percebemos que o valor de perda chega até 80% nos primeiros 10

minutos de cada experimento na temperatura de 23°C.

Figura 4. Extrato da polpa de abacate em sonificador de ponteira nas potências

variando de 100 a 500 Watts a 23°C

Este fato primeiramente pode ser explicado partindo que o processamento

em ultrassom está degradando indiretamente a vitamina E contida no abacate. Já que

quando se obteve o purê de abacate se quebrou a estrutura desse fruto a ponto da

vitamina E se apresentar de duas formas: Vitamina E livre em suspensão diluída na

solução de álcool etílico absoluto e a Vitamina E ligada nas células. O que se observou

é que quando o ultrassom é acionado no experimento, este, diretamente pode degradar a

vitamina E livre no meio ou pode ser explicado também pelo ultrassom ativar algum

componente na solução e este ativado, degradar a vitamina E (neste caso, o ultrassom

agindo indiretamente). De acordo com Soria e Villamiel (2010) embora os efeitos

físicos da cavitação acústica tenham sido extensivamente estudados, mais atenção tem

sido dada aos seus efeitos químicos sobre os alimentos, observa-se que durante a

cavitação, os radicais hidroxil podem ser produzidos e estes radicais gerados podem

reagir facilmente com o substrato oxidando compostos alimentares alí presentes.

Dependendo do processo e da matriz, os efeitos químicos de cavitação acústico pode ser

tanto benéfico ou prejudicial. Sabe-se que a atividade dos antioxidantes nos alimentos e

sistemas biológicos é dependente do grau de hidroxilação (WANASUNDARA et al.,

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100%

AB

S

Tempo (min)

ABSSEMUS

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

76

1997). A formação de radicais gerados na sonificação é considerado como uma

desvantagem para a preservação da bioatividade dos componentes de alguns alimentos,

tais como fenóis (WAN et al., 2005).

Por volta dos 10 minutos de experimento (Figura 4), se nota que há uma

elevação considerável na curva estudada de cada potência no gráfico. Isso pode ser

explicado pela presença de vitamina E ligada nas células dessa estrutura. Na condição

que a vitamina E se encontra, a mesma demorará certo tempo para se expor no meio e

após os 10 minutos, ocorre sua liberação pela aplicação da sonificação. Com 30 minutos

observamos que a taxa de liberação se torna maior que a de degradação.

De acordo com Dolatowski et. al. (2007), o ultrassom pode ser usado como

uma alternativa para a extração de componentes bioativos. O efeito mecânico da

sonificação proporciona uma maior penetração de solvente nos materiais celulares e

resulta no rompimento da parede das células biológicas a fim de facilitar a liberação do

conteúdo. As vantagens dessa tecnologia no processamento de alimentos são: aumentar

tanto o rendimento como também a taxa de extração, resultando em redução no tempo

dessa etapa de processamento quando a mesma existir na indústria. (Rodrigues et al

2008), assim a aplicação do ultrassom seria uma boa alternativa para extração de

vitamina E, pois é observado que após aplicação de ultrassom (cerca de 30 minutos) a

taxa de liberação deste nutriente se torna maior que o de degradação do início do

processo.

O mesmo efeito de degradação e liberação ocorre também na temperatura de

40°C (Figura 5), porém em um intervalo de tempo menor. Para a degradação, no tempo

entre 2,5 e 5 minutos se observa o comportamento de declínio e logo após esse tempo

observamos o início de liberação desse componente em uma taxa bem maior do que na

temperatura de 23°C estudada. Isso pode ser explicado pelo aumento de temperatura

fornecida a esse sistema, pois assim, quanto maior for a temperatura aplicada mais fácil

será a disponibilidade da vitamina E para ser liberada, inclusive para a amostra controle

sem aplicação de ultrassom.

77

Figura 5. Extrato da polpa de abacate em sonificador de ponteira nas potências

variando de 100 a 500 Watts a 40°C

Na temperatura de 60°C (Figura 6) tanto na amostra controle como na que

foi aplicado a potência de 100 Watts (como se comentou essa restrição anteriormente),

observamos que a liberação é ainda mais rápida do que na temperatura de 40°C

estudada dessa vitamina E ligada à matriz orgânica. O processamento térmico ajuda na

liberação da vitamina E ligada nas células do extrato do abacate. Por outro lado

sabemos que em temperaturas elevadas a eficiência do ultrassom é atingida, pois a

energia de cavitação e a propagação não são favorecidas e a produção de radicais livres

é bem diminuída. O ultrassom não tem influência nesta temperatura estudada, pois há

apenas ação do calor como é possível observar na amostra controle.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

78

Figura 6. Extrato da polpa de abacate em sonificador de ponteira na potência de

100 Watts a 60°C

4 CONCLUSÃO

Concluímos, portanto que o processo de sonificação não compromete a

vitamina E pura estudada bem como a amostra controle não apresentou perdas desse

nutriente de maneira expressiva em todas as potências e temperaturas estudadas. Já

quando se aplica o processo tecnológico à matriz orgânica, neste caso, o abacate,

observou-se que nos primeiros minutos o ultrassom degrada a vitamina E disponível no

meio, ou seja, aquela dispersa em solução. Outra observação foi que quando o ultrassom

foi acionado no experimento, este, diretamente pôde degradar a vitamina E livre no

meio ou pode ser explicado também pelo ultrassom ter ativado algum componente na

solução e este ativado, ter degradado a vitamina E (neste caso, o ultrassom agindo

indiretamente). Depois da degradação inicial, verificou-se a liberação do restante da

vitamina E no meio (aquela ainda ligada nas estruturas do abacate). Quando se

aumentou a temperatura, verificou-se que a liberação do componente estudado foi bem

mais rápida, porém concluiu-se que o ultrassom em si não possuiu influência alguma na

degradação da vitamina E.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

% A

BS

Tempo (min)

SEM US

100W

79

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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82

- Capítulo IV -

Influência do emprego do ultrassom sobre vitaminas do Complexo B

83

Capítulo IV

Influência do emprego do ultrassom sobre vitaminas do Complexo B

OLIVEIRA, V.S.1, FERNANDES, F.A.N.

1, RODRIGUES, S.

1

1Departamento de Engenharia Química,Universidade Federal do Ceará, Fortaleza,

Ceará, Brasil.

RESUMO

Ao longo dos últimos anos, observou-se a preocupação da população em consumir

alimentos seguros e saudáveis. É sabido que o processamento industrial de alimentos

promove impactos positivos como destruição de inibidores, biodisponibilidade,

prolongamento de vida útil, entretanto também induz impactos negativos como

principal a perda de nutrientes, especialmente vitaminas do complexo B, assim a

tecnologia alimentícia dia após dia procura meios que possam garantir a retenção de

nutrientes nos alimentos, o uso da tecnologia ultrassônica tem demonstrado ser uma

alternativa para isso já que não comprometeu as vitaminas estudadas em perdas

superiores a 30%.

Palavras-chave: Alimentos; Vitaminas; Tecnologia ultrassônica;

ABSTRACT

Over the past few years, there was an increasing on the concern of the population for

eating safe and healthy food. It is known that industrial food processing promotes

positive impacts such as destruction of inhibitors, bioavailability and prolongation of

shelf life, but also induces negative impacts as a major loss of nutrients, especially B

vitamins. Hence, food technology, day after day, looks for ways in that retention of

nutrients in foodscan be ensured. The use of ultrasound technology has shown to be an

alternative to this, as it has not compromised the vitamins studied with losses in more

than 30%.

Keywords: Food; Vitamins; Ultrasonic technology;

84

1. INTRODUÇÃO

Vitaminas são compostos orgânicos, presentes em alguns alimentos,

essenciais à vida de modo a proporcionarem um funcionamento normal do organismo e

aproveitamento de energia por parte dos alimentos.

De acordo com BIANCHINI e PENTEADO (1999), as vitaminas são

substâncias essenciais ao metabolismo normal dos seres vivos, contribuindo para o

crescimento, funcionamento do corpo e manutenção da saúde, sendo requeridas em

quantidades diminutas.

Os principais fatores que influenciam a perda de vitaminas durante o

processamento de alimentos são: oxidação (exposição ao oxigênio do ar atmosférico),

calor (temperatura e tempo), efeito catalítico de metais, pH, ação de enzimas, umidade,

irradiação (luz ou radiação ionizante), e várias combinações destes fatores (BALL,

2006; LESKOVA et al., 2006; GREGORY, 1996). Algumas vitaminas são sensíveis ao

processamento e estocagem, enquanto outras são mais ou menos estáveis.

A vitamina B1, também conhecida como Tiamina é muito importante para o

bom funcionamento do organismo principalmente nos sistemas cardíaco ou nervoso.

A Tiamina é uma vitamina hidrossolúvel e pode ser encontrados nos

alimentos tais como carne (especialmente de porco), peixes, legumes e batatas, levedura

seca de cerveja, casca do arroz, cereais não refinados, trigo integral, farinha de aveia,

amendoim, farelo e leite (ROY, 2011).

Outra vitamina de interesse estudada é o ácido pantotênico que é uma

substância relativamente instável uma vez que pode ser destruída pelo calor, em

condições ácidas e alcalinas. Congelar, enlatar ou cozinhar estes alimentos leva a perdas

desta vitamina. Sendo assim, a forma mais estável desta vitamina é pantotenato de

cálcio geralmente encontrado em suplementos dietéticos (KELLY, 2011).

Independentemente da forma em que se encontra, está também indicado no

tratamento de vários problemas tais como acne, alopecia, doença celíaca (intolerância

ao glúten), lúpus eritematoso, hepatite A, doença inflamatória do intestino,

hiperlipidemia, obesidade, osteoartrite e artrite reumatóide (KELLY, 2011).

85

Segundo Roy (2011), apesar do ácido pantotênico estar presente na maioria

dos alimentos as principais fontes desta vitamina são: carne, peixe, leite, leguminosas,

cereais integrais, coração, frango, vegetais de folha verde (MINDELL, 1996), manteiga

de amendoim, fígado, rim, amendoim, amêndoas, farelo de trigo, queijo, lagosta

(KELLY, 2011).

A niacina, também conhecida como B3 (terceira vitamina do complexo B a

ser identificada), é uma vitamina hidrossolúvel pertencente ao grupo das vitaminas do

complexo B. (WIKILINGUE, 2003). Sua síntese em humanos é insuficiente para suprir

as necessidades metabólicas e, portanto, sua ingestão diária é fundamental. Além disso,

a niacina, dependendo da dosagem, apresenta efeito farmacológico. Desta forma, a

niacina tem dupla identidade: a primeira como vitamina e a segunda como fármaco

(MARIA e MOREIRA, 2011)

Segundo um estudo a niacina é uma vitamina importante para o nosso

organismoe é capaz de aumentar o colesterol HDL (ALRASADI et al., 2008).

De acordo com Pitche (2005) e Mindell (1996), a niacina pode ser

encontrada nos alimentos tais como: ovos, farelo de trigo, amendoim, carnes, aves,

peixes, carnes vermelhas, legumes, sementes, fígado, rim, levedura de cerveja,

amendoins assados, abacates, tâmaras, figos e ameixas secas.

A influência do emprego da tecnologia ultrassônica tem crescido

expansivamente na área alimentícia já que tem demonstrado vários efeitos positivos,

pois, a indústria de alimentos está constantemente à procura de tecnologias de

processamento capazes de preservar as características químicas e físico-químicas,

juntamente com qualidade sensorial e nutricional, como também a bioatividade de

certos constituintes. Embora o ultrassom seja capaz de produzir modificações benéficas

no parâmetros de qualidade de alimentos (por exemplo, viscosidade e homogeneização),

os efeitos fisico-químico do tratamento com ultrassons podem também resultar em

deficiências de qualidade de produtos alimentares pelo aparecimento de sabores

estranhos, modificações em parâmetros físicos e degradação de vários compostos.

Devido as críticas condições de temperatura e de pressão, associado à formação de

radicais durante a cavitação , algumas alterações em componentes dos alimentos foram

relatados durante o tratamento de ultrassom. (PINGRET et. al., 2012).

86

Diante do que foi apresentado, este trabalho tem como objetivo o estudo da

influência do efeito do uso do ultrassom em potências variando de 100 a 500 Watts com

temperaturas controladas de 23, 40 e 60°C nas vitaminas do complexo B ( Tiamina,

Niacina e Ácido Pantotênico).

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Preparo das amostras

Neste estudo utilizou-se comprimidos de Tiamina (Cloridrato de Tiamina)

300 mg, Niacina (B3) 16 mg; Ácido Pantotênico (B5) 5 mg; Complexo B 32 mg das

marcas Teuto® Laboratórios, Vital Natus® e EMS®respectivamente.

Para a realização do experimento utilizou-se 300 mg de Tiamina, 16 mg de

Niacina, 15 mg de Ácido Pantotênico e 32 mg de Complexo B triturados em um

almofariz e dissolvidos em 100 mL de água destilada por um período de 10 minutos em

um agitador da marca Fisatom®.

Após o período de agitação, a solução de Tiamina, Niacina, Ácido

Pantotênico e Complexo B com concentrações respectivas de 3 mg/mL, 0,16 mg/mL, e

0,1 mg/mL e 0,32 mg/mL foram filtradas em papel de filtro 125 mm para a retirada do

agente encapsulante (insolúvel).

2.2 Uso do ultrassom

Foram utilizados 100 mL de solução de Tiamina, Niacina, Complexo B e

Ácido Pantotênico onde foram submetidos ao processo em um sonificador de ponteira

(Unique® modelo DES500) e em potências variando de 100 a 500 watts com

temperatura controlada de 23, 40 e 60°C. As temperaturas foram controladas por um

banho termostatizado (Tecnal® TE2005) acoplado ao ultrassom por um período de 30

min. A cada 5 minutos foram feitas as leituras de absorbância das amostras de Tiamina,

Niacina, Ácido Pantotênico e Complexo B.

2.3 Método analítico de Tiamina, Niacina, Ácido Pantotênico e Complexo B.

Durante o experimento para Tiamina, Niacina, Ácido pantotênico e

Complexo B, a cada cinco minutos de sonificação foram realizadas medidas de

87

absorbância em um espectrofotômetro da marca (Spectrum® modelo SP200UV) em

cubetas de quartzo, com 3 ml de solução sonificada em comprimentos de onda de 294

nm, 294 nm, 250nm e 215 nm respectivamente de acordo com Aslan e colaboradores

(2011).

Foram utilizadas amostras controle nas mesmas condições de temperatura

estudadas, porém estas não foram submetidas ao ultrassom.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Tiamina (B1), Niacina (B3), Ácido Pantotênico (B5) e Complexo B

Observa-se que as vitaminas Tiamina, Niacina, Ácido pantotênico e

Complexo B processadas em sonificador de ponteira em temperatura de 23, 40 e 60°C e

em potências variando de 100 a 500 Watts, como também as vitaminas controle

respectivas de cada uma estudada não apresentaram perdas significativas, ou seja, o uso

do ultrassom nesses tipos de tratamentos estudados com as vitaminas em questão não as

afeta como é mostrado nas Figuras 1 a 14. O que é verificado é apenas um leve aumento

de absorbância quando se aumenta a temperatura nos tratamentos, com isso concluí-se

que o aumento da absorbância está associado apenas ao aumento da temperatura no

meio e não pelo uso do tratamento ultrassônico.

Em particular, a condição de preservação da Tiamina estudada onde foi

observada uma maior retenção desse nutriente foi na temperatura de 23°C em todas as

potências estudadas, de acordo com Al-Khalifa e Dawood (1993) a tiamina possui

propriedades como de solubilidade em água e também são termo sensíveis, onde foram

observadas perdas freqüentes em estudos onde ocorrem etapas de cozimento de carnes.

88

Figura 1. Tiamina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a

500 Watts a 23°C

Segundo Spitzer, (2007) a tiamina é instável quando exposta ao calor,

álcalis, oxigênio e radiação sendo a mais termolábil das vitaminas do complexo B

(BALL, 2006). As perdas de cozimento da vitamina tendem a variar amplamente,

dependendo do tempo de cozimento, pH, temperatura, quantidade de água utilizada e

descartada, além do fato da água ser ou não clorada (MAHAN e SCOOT-STUMP,

2005), como observado na figuras 2 e 3, foi verificado um aumento de absorbância que

neste caso atribuiu-se a formação de compostos de degradação no meio onde este

acontecimento implica na degradação do nutriente, já que o produto da degradação é

maior que o valor da vitamina. Assim verificou-se que na figura 2 em potências

maiores de (200 a 500W) uma degradação de até 10%, já no teste controle e na

potência de 100 W a amostra permanece constante concluindo que não houve

degradação nestas condições.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

160

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

89

Figura 2. Tiamina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a

500 Watts a 40°C

De acordo com o gráfico 3 observamos as mesmas condições do gráfico 2

porém um aumento maior de degradação a medida do tempo de sonificação, em

potências maiores (400 e 500W) esta pode chegar até 20%, já o teste controle tende

também a ficar constante e este é o que menos gera produtos de degradação.

Segundo Davídek et. al., (1990) outro alimento observado foi o leite, no

qual foi comprovado que durante o aquecimento do mesmo, o conteúdo de tiamina

decresce dependendo da temperatura e do tempo de aquecimento, sendo que a

esterilização UHT resulta em uma perda dessa vitamina da ordem de 10 a 20%. Esta

vitamina é utilizada como índice de retenção de fatores de qualidade resultantes do

tratamento térmico (FELICIOTTI; ESSEELEN, 1957).

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

160

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

90

Figura 3. Tiamina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a

500 Watts a 60°C

Tiamina em solução de 5 e 10% de sacarose a 60°C

Alguns estudos como o de Damadoran (2010), mostram que a tiamina é

mais estável quando em solução de sacarose, pois esta vitamina possui a capacidade de

reagir com os açúcares aumentando sua estabilidade, então se estudou a aplicação do

ultrassom neste tipo de solução a fim de observar a diminuição da sua degradação. O

sub teste foi realizado a partir de duas soluções de tiamina em sacarose utilizando-se

300mg dissolvidas em uma solução de sacarose a 5 e 10% ( 5 e 10g de sacarose em 95

e 90 mL de água destilada dissolvidos e aferidos em um balão de 100mL) nas

condições propostas anteriormente de temperaturas e potências.

Após o experimento, concluiu-se que há uma influência (Média de 26% e

11%) no uso da sacarose confirmando a teoria que os açúcares aumentam de certa forma

a estabilidade desta vitamina em condições adversas como é mostrado nas figuras 4 e 5.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

160

SEM US TIAMINA a 60°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

% A

BS

Tempo (min)

91

Figura 4. Tiamina em 5% de solução de sacarose em sonificador de ponteira

com potências variando de 100 a 500 Watts a 60°C.

Figura 5. Tiamina em 10% de solução de sacarose em sonificador de ponteira

com potências variando de 100 a 500 Watts a 60°C.

Observando o comportamento da Niacina na temperatura de 23°C (Figura 6)

em todas as potências estudadas, concluímos a melhor condição para a preservação da

mesma, pois não são vistas oscilações durante o tempo de processamento e sim todas as

potências no decorrer do tempo tendem a permanecer constante. De acordo com

Damodaran (2010) a Niacina não é afetada pela luz, não ocorrendo perdas térmicas em

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

160

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

160

% A

BS

Tempo (min)

SEMUS

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

92

condições relevantes do processamento de alimentos. Assim como acontece com outros

nutrientes hidrossolúveis, as perdas podem ocorrer por lixiviação na lavagem, no

branqueamento e no processamento/ elaboração, bem como pela exsudação de líquido

dos tecidos (i.e., gotejamento). Dietas de alto valor protéico reduzem as exigências de

niacina, em decorrência da conversão metabólica de triptofano em nicotinamida.

Figura 6. Niacina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a

500 Watts a 23°C

No estudo do gráfico 7, é notado que a partir de 10 minutos de processamento as

potências (300 e 500W) tendem a um pequeno aumento de degradação a medida do

tempo de processamento, já a amostra controle tende a permanecer constante. No estudo

de revisão feito por Davídek et al. (1990) verificou-se que o teor de niacina

normalmente apresenta pequenas perdas durante a pasteurização (75-85 °C/16-18s) do

leite, sendo que na produção de queijo, o processo causou perdas de 7-18% dessa

vitamina.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEMUSNIACINA23

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

93

Figura 7. Niacina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a

500 Watts a 40°C

Na temperatura de 60°C (Figura 8) é analisado que a partir dos primeiros 5

minutos de experimento em geral todas as potências tendem a uma “subida” quase que

linear a medida do tempo de processamento, chegando em média a quase 30% de

degradação, com exceção da amostra controle que mais uma vez tende a permanecer

constante. Watanabe e Ciacco (1990) estudaram o efeito de diferentes condições de

secagem na produção de espaguete (1ª condição: 45 °C/27h; 2° condição: 75 °C/2h; 3°

condição: 40 °C/30min). Os autores observaram perdas das seguintes vitaminas: tiamina

(18 a 20%), riboflavina (4 a 23%) e niacina (1 a 28%), sendo verificadas menores

perdas quando a 1° condição foi empregada e assim não foram observadas diferenças

significativas nas perdas dessas vitaminas entre as condições 2 e 3 estudadas , ou seja,

menores temperaturas em um tempo maior de processamento aplicado é notado uma

maior retenção dessas vitaminas. No nosso caso, a maior retenção de niacina é

observado quando temos temperaturas menores, e neste caso os processos de secagem,

quando aumentamos a temperatura tenderíamos a aumentar a taxa de degradação do

nutriente.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEM US NIACINA a 40°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

94

Figura 8. Niacina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a

500 Watts a 60°C.

Desconsiderando as perdas por lixiviação, a niacina é estável durante o

processamento, estocagem e cozimento de alimentos (BALL, 2006). Tanto o ácido

nicotínico como a nicotinamida são estáveis quando expostos ao calor, luz, oxigênio e

álcali, sendo que pequenas perdas ocorrem no cozimento e estocagem de alimentos

(SPITZER, 2007). Ao inverso do que ocorreu no experimento envolvendo a aplicação

do ultrassom, foi observado que a niacina tende a ser degradada com o aumento de

temperatura e tempo de processamento (60°C/5min).

De acordo com o que observamos no experimento na temperatura de 23, 40

e 60°C o ácido pantotênico é estável ao aquecimento (com apenas 10% de perda para a

maior temperatura estudada) e pH 5,5 -7,0, porém é sensível ao cozimento prolongado

em água (LESKOVA et al., 2006). É prontamente destruído pelo aquecimento em

soluções alcalinas ou fortemente ácidas (SPITZER, 2007) e também é lábil ao calor

seco (HARRIS, 1988). É suscetível a lixiviação durante o branqueamento de vegetais e

o cozimento caseiro (BALL, 2006) e essas perdas podem variar de 30 a 80% segundo

Damodaran (2010), porém apresenta razoável estabilidade em muitos alimentos durante

o cozimento comum. Como está localizada nas camadas externas dos grãos, cerca de

metade dessa vitamina é perdida durante sua moagem (MAHAN e SCOOT-STUMP,

2005).

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEM US NIACINA a 40°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

95

Na temperatura de 23°C estudada (Figura 9), como similar as vitaminas

tiamina e niacina, em todas as potências estudadas é observada a tendência a

permanecer constante (com exceção de 500 W que pode-se atribuir a algum erro

experimental), ou seja, não ocorrem perdas desta vitamina.

Figura 9. Ácido Pantotênico em sonificador de ponteira com potências variando

de 100 a 500 Watts a 23°C.

Já no estudo do ácido pantotênico na temperatura de 40°C observa-se que

nas potências de 100 e 200 W ocorre levemente uma degradação (10%).

De acordo com Damadoran (2010) a vitamina B5 exibe estabilidade

relativamente boa durante o armazenamento de alimentos, em especial em atividade de

água reduzida. Embora o mecanismo de perda térmica desta vitamina não tenha sido

totalmente determinado, uma hidrólise catalisada por ácidos ou bases da ligação entre β-

alanina e o grupo ácido 1,4-di-hidroxi, 3, 3-butiril-carboxílico parece provável. A

molécula de ácido pantotênico, por outro lado, é bastante inerte, interagindo pouco com

outros componentes alimentares.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120%

AB

S

Tempo (min)

SEM US AC. PANT a 23°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

96

Figura 10. Ácido Pantotênico em sonificador de ponteira com potências

variando de 100 a 500 Watts a 40°C.

Na temperatura de 60°C deste estudo, observou-se uma degradação de até

15% para as potências estudadas, como também a amostra controle de acordo com o

tempo de processamento. As taxas de degradação do ácido pantotênico durante o

processamento térmico relatadas são muito inferiores as de outros nutrientes lábeis

(p.ex. tiamina). Esses resultados sugerem que as perdas desse ácido em outros estudos

de transformação de alimentos podem ser causadas mais pela lixiviação que pela

destruição efetiva (Damadoran, 2010).

Figura 11. Ácido Pantotênico em sonificador de ponteira com potências

variando de 100 a 500 Watts a 60°C.

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

% A

BS

Tempo (min)

SEM US AC. PANT. a 40°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

% A

BS

Tempo (min)

SEM US AC. PANT a 60°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

97

Outra situação estudada foi o experimento envolvendo o conjunto de

vitaminas do complexo B em uma única amostra, em todas as condições estudadas de

temperatura e potências. Foi o observado um comportamento muito similar ao

encontrado quando estudamos as vitaminas separadamente. Na temperatura de 23 e

40°C (Figuras 12 e 13) as amostras tendem a permanecer constante onde se observa um

leve aumento de degradação na temperatura de 40°C a partir de 15 minutos de

experimento e na temperatura de 60°C (Figura 14) é bem semelhante o que acontece

nos estudos anteriores no qual o complexo B tende a uma degradação constante em

torno de 10% em todas as potências estudadas, confirmando o estudo do conjunto do

complexo B para as demais vitaminas estudadas individualmente que elas se comportam

analogamente.

Figura 12. Complexo B em sonificador de ponteira com potências variando de

100 a 500 Watts a 23°C

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEM US COMP B a 23°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

98

Figura 13. Complexo B em sonificador de ponteira com potências variando de

100 a 500 Watts a 40°C

Figura 14. Complexo B em sonificador de ponteira com potências variando de

100 a 500 Watts a 60°C.

De acordo com a Tabela 1.0 é mostrada a porcentagem máxima da taxa de

degradação para as vitaminas estudadas nas condições diversas de estudo (23, 40 e 60°C

por 30 minutos de experimento). Observando a tabela, na condição de 23°C não é

detectada nenhuma perda por degradação em todas as vitaminas estudadas, já na

condição de 40°C observamos uma perda de 10% para todos os nutrientes estudados e

na temperatura de 60°C as maiores perdas observadas foram para Tiamina (20%) e

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEM US Comp B a 40°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100

120

140

% A

BS

Tempo (min)

SEM US COMP. B a 60°C

ABS100W

ABS200W

ABS300W

ABS400W

ABS500W

99

Niacina (30%), já para o Ácido pantotênico e o conjunto do complexo B foram

observadas perdas abaixo de 30%.

Concluímos, portanto, que a melhor condição para as menores perdas das

vitaminas estudadas são para as menores temperaturas (23 e 40°C), pois, não

ultrapassam 10% de degradação.

Tabela 1. Taxa máxima de degradação das vitaminas estudadas.

4. CONCLUSÃO

Diante do exposto, o processo de sonificação não compromete as vitaminas

estudadas em perdas superiores a 30%, bem como as amostras controle de cada

vitamina não apresentaram perdas desses nutrientes em todas as condições estudadas,

porém o que observamos no conjunto das vitaminas analisadas é que a degradação que

ocorre veio por conta do aumento de temperatura introduzido no meio e pouco pela

influência ultrassônica. Concluímos também que o uso do ultrassom para o

processamento de alimentos ricos em vitaminas hidrossolúveis como estas que foram

estudadas, é de grande interesse para a tecnologia alimentícia já que o uso deste

equipamento afetou pouco as vitaminas estudadas.

Vitaminas 23°C 40°C 60°C

Tiamina (B1) - 10% 20%

Niacina (B3) - 10% 30%

Ácido Pantotênico (B5) - 10% 15%

Complexo B - 10% 30%

100

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

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101

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