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ELABORAÇÃO DE KOMBUCHA ADICIONADA DE PIMENTA DEDO-DE-MOÇA (Capsicum baccatum ) COM HIBISCO (Hibiscus sabdariffa L.) E ERVA-MATE (Ilex paraguariensis): AVALIAÇÃO DO SEU POTENCIAL FÍSICO QUÍMICO E ANTIOXIDANTE

Capítulo de livro publicado no livro do II Congresso Brasileiro de Produção Animal e Vegetal: “Produção Animal e Vegetal: Inovações e Atualidades – Vol. 2. Para acessá-lo clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062039-59

Este trabalho foi escrito por:

Isac Gonçalves de Oliveira*; Julia Fagundes Trojahn;  Fernanda Gubert de Souza; Gabriela Avello Crepaldi; Maria Lauren Deferrari Arrojo Freitas; Pamela Haissa de Oliveira Sampaio; Andressa Carolina Jacques

*Isac Gonçalves de Oliveira – Email: [email protected]

Resumo: Considerada saudável e que vem se tornando popular em hábitos alimentares, a Kombucha é uma bebida fermentada à base de chá verde e/ou chá preto, açúcar e uma colônia simbiótica de leveduras e bactérias chamada SCOBY (culture of bacteria and yeast). A utilização de frutos com compostos bioativos para a realização da segunda fermentação é um dos principais objetivos de tornar a bebida kombucha funcional. A pimenta dedo-de-moça (Capsicum baccatum), possui uma substância chamada capsaicina, além de ser rica nas vitaminas A,  B1, B2, C, E, possui benefícios energéticos, antioxidantes e analgésicos. As PANC’s (Plantas Alimentícias Não Convencionais) são utilizadas na alimentação de diversas formas, porém não são produzidas ou comercializadas em grande escala, dentre elas, destaca-se o hibisco (Hibiscus sabdariffa L.),  planta herbácea do gênero Hibiscus da família Malvaceae. A erva-mate (Ilex paraguariensis) possui em sua composição compostos bioativos como a cafeína, polifenóis, xantinas, taninos, vitaminas, entre outros. Com base nos efeitos benéficos e antioxidantes da erva mate e da pimenta dedo-de-moça que o presente trabalho tem por objetivo elaborar bebidas kombuchas adicionadas destes  insumos e quantificar os compostos bioativos, tais como atividade antioxidante, compostos fenólicos, além de analisar os parâmetros físico químicos exigidos pela legislação, para esta bebida. Para as determinações físico-químicas (pH, sólidos solúveis, acidez total titulável e teor de álcool), foram utilizadas metodologias oficiais. A atividade antioxidante e os compostos fenólicos totais, foram determinados por método espectrofotométrico. Sendo assim, neste estudo evidencia-se o potencial  antioxidante e a presença de compostos fenólicos nas kombuchas elaboradas a base de erva-mate, pimenta dedo-de-moça e hibisco, destacando-se a bebida adicionada de erva-mate.Também destaca-se que todas as bebidas, tiveram seus parâmetros físico-químicos conforme exigidos pela legislação.

Palavras–chave: Bebida funcional; Fenóis; Fermentação; Fontes vegetais.

Abstract: Considered healthy and becoming popular in dietary habits, Kombucha is a fermented beverage made from green tea and/or black tea, sugar and a symbiotic colony of yeast and bacteria called SCOBY (culture of bacteria and yeast). The use of fruits with bioactive compounds to carry out the second fermentation is one of the main objectives of making the kombucha drink functional. The girl’s finger pepper (Capsicum baccatum), has a substance called capsaicin, in addition to being rich in vitamins A, B1, B2, C, E, has energy benefits, antioxidants and analgesics. The PANC’s (Unconventional Food Plants) are used in food in different ways, but they are not produced or commercialized on a large scale, among them, the hibiscus (Hibiscus sabdariffa L.), herbaceous plant of the Hibiscus genus of the Malvaceae family. Yerba mate (Ilex paraguariensis) has in its composition bioactive compounds such as caffeine, polyphenols, xanthines, tannins, vitamins, among others. Based on the beneficial and antioxidant effects of yerba mate and dedo-de-moça pepper, the present work aims to elaborate kombucha drinks added with these inputs and quantify the bioactive compounds, such as antioxidant activity, phenolic compounds, in addition to analyzing the parameters physicochemicals required by legislation for this drink. For the physicochemical determinations (pH, soluble solids, total titratable acidity and alcohol content), official methodologies were used. The antioxidant activity and the total phenolic compounds were determined by spectrophotometric method. Thus, this study highlights the antioxidant potential and the presence of phenolic compounds in kombuchas made from yerba mate, finger pepper and hibiscus, highlighting the beverage added with yerba mate. that all beverages had their physico-chemical parameters as required by legislation.

Key Word: Functional drink; Phenols; Fermentation; vegetable sources

INTRODUÇÃO

Uma das bebidas consideradas saudáveis e que vem se tornando popular  é a Kombucha, uma bebida fermentada a base de chá verde e/ou chá preto, açúcar e uma colônia simbiótica de leveduras e bactérias chamada SCOBY (Symbiotic Culture of Bacteria and Yeasts) e como resultado tem-se uma bebida com propriedades antioxidantes e funcionais, podendo potencializar sua característica antioxidante,  a partir de uma segunda fermentação adicionando sucos naturais, chás, extratos de frutos e especiarias (1).

De acordo com a instrução normativa Nº41, de 17 de setembro de 2019, para ser considerado bebida kombucha, a primeira fermentação deve ser elaborada a partir da infusão ou extrato aquoso com chás provenientes da espécie Camellia sinensis, no qual possui substâncias tais como teofilina, cafeína, taninos e flavonoides. Alguns parâmetros analíticos também devem ser levados em consideração, como o pH, graduação alcoólica, acidez volátil e pressão atmosférica (quando adicionada CO2). Para a realização da segunda fermentação, denominada saborização, podem ser utilizados sucos naturais ou extratos (2).

A utilização de frutos com compostos bioativos (carotenóides, compostos fenólicos, óleos essenciais, polifenóis, vitaminas) para a realização da segunda fermentação é um dos principais objetivos de tornar a bebida kombucha funcional e nutracêutica, além de torná-la sensorialmente mais aceita . Dentre as possibilidades de espécies vegetais para agregar valor a esta bebida, tem-se a pimenta, as PANC’s (Plantas Alimentícias Não Convencionais) e a Erva mate.

 A pimenta dedo-de-moça (Capsicum baccatum), considerada uma das mais populares no Brasil e com valor nutricional considerado alto, possui uma substância chamada capsaicina, além de ser rica nas vitaminas A,  B1, B2, C, E. Além dos benefícios energéticos, antioxidantes e analgésicos. Seu uso tradicionalmente é em conservas, saladas ou temperos na alimentação humana, porém com os novos hábitos alimentares, seu uso em novos produtos vem agregando valor nutricional visto que as pimentas possuem ação antioxidante que ajudam no combate ao envelhecimento precoce, oxidando os radicais livres e ações anti inflamatórias (3).

As PANC’s (Plantas Alimentícias Não Convencionais) são utilizadas na alimentação, como verduras, hortaliças, especiarias, frutas, castanhas, porém elas não são produzidas ou comercializadas em grande escala, das quais o cultivo pode ser esquecido. Os benefícios nutricionais das PANC’s variam de acordo com sua espécie, mas grande parte dessas plantas são fonte de nutrientes, sais minerais e vitaminas, e também possuem características antioxidantes, anti-inflamatórias e terapêuticas (4). O hibisco (Hibiscus sabdariffa L.) é considerado uma PANC, planta herbácea do gênero Hibiscus da família Malvaceae. Sua utilização como substrato na pré-saborização da kombucha seria devido a sua cor vermelha, trazendo características atrativas ao consumidor (5).

A erva-mate (Ilex paraguariensis) é originária da da América do Sul, consumida tradicionalmente na forma de chimarrão entre os gaúchos. Na sua composição pode-se destacar alguns compostos bioativos bem como a cafeína, polifenóis, xantinas, taninos, vitaminas, entre outros. Esses compostos atuam com a ação antioxidante, antibacteriano, antifúngico e ajudam na digestão apresentando um potencial uso na elaboração de novos subprodutos assim como a kombucha (6).

Com base nos efeitos benéficos e antioxidantes da erva mate e da pimenta dedo-de-moça combinada com a PANC Hibisco,  o presente trabalho tem por objetivo elaborar bebidas kombuchas adicionadas destas espécies vegetais e quantificar seu potencial antioxidante e fenólico além de analisar os parâmetros exigidos pela legislação desta bebida.

MATERIAL E MÉTODOS

Material: Para o desenvolvimento da Kombucha, foram utilizados os ingredientes chá verde açúcar cristal, obtidos do comércio local, além do SCOBY que foi obtido de fornecedor previamente selecionado. As pimentas Capsicum baccatum var. pendulum foram obtidas de um produtor da cidade de Capão do Leão/RS. A PANC hibisco foi obtida de floricultura local no RS e a Erva Mate, do comércio local em Bagé/RS. Os materiais foram conduzidos até o laboratório de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, situado na Universidade Federal do Pampa – Campus Bagé, onde foram armazenados, sendo as flores selecionadas, higienizadas à 100ppm de Cloro e liofilizadas. As pimentas, após a seleção e higienização, foram congeladas à -10ºC e a Erva Mate armazenada em temperatura ambiente.

Métodos: Elaboração da bebida Kombucha: Inicialmente foi preparada 3L da primeira fermentação, na proporção 1L de água para 50g de açúcar e 5g de chá verde juntamente com o SCOBY (Symbiotic Culture of Bacteria and Yeasts) e 400mL de starter (bebida já fermentada, também chamada de chá de arranque). A água foi fervida entre 80 e 90ºC e realizada a infusão do chá com o açúcar por 15 minutos e após o resfriamento do chá foi adicionado o starter e o SCOBY e armazenado em incubadora B.O.D (Demanda Bioquímica de Oxigênio) com temperatura controlada à 25ºC. Após 7 dias foi realizada a primeira medição de pH, devendo obedecer a faixa de  2,5 e 3,5,  para realização da saborização da kombucha. Para o preparo dos extratos foram utilizados a proporção 10g/L de erva mate, 5g/L de pimenta in natura e 5g/L de hibisco. As kombuchas foram saborizadas, envasadas e armazenadas em incubadora B.O.D. por mais 4 dias no qual foram realizadas as determinações físico químicas, antioxidantes e compostos fenólicos.

Avaliações físico químicas: As análises de pH foram determinadas a partir da leitura direta de 10 mL de amostra, estando o equipamento previamente calibrado com soluções tampão de pH 4 e pH 7. O teor de sólidos solúveis foi determinado por refratômetro de bancada do tipo Abé, sendo sua escala em  ºBrix à 20ºC.  O teor alcoólico foi determinado a partir de densimetro Gay Lussac, indicando somente a concentração do álcool em volume,  à temperatura de 20 ºC. O teor de acidez titulável foi realizado por titulação com hidróxido de sódio 0,1N, até o ponto de viragem com o indicador fenolftaleína, conforme método Instituto Adolfo Lutz (5), sendo calculado de acordo com a equação 1.

% de acidez=(v×f×M×100)/P                                                                              [1] 

Onde v: n° de mL da solução de hidróxido de sódio gasto na titulação, f :fator de correção da solução de hidróxido de sódio, P :massa da amostra em g ou volume pipetado em mL, M :molaridade da solução de hidróxido de sódio.

Para a determinação de compostos fenólicos totais, foi utilizado o método Singleton e Rossi (7), utilizando-se 1 mL do extrato de cada amostra, 10 mL de água, 0,5 mL de Folin-Ciocalteau e 1,5 mL de carbonato de sódio 20 %. Após o repouso da amostra por 2 horas no escuro, a leitura foi realizada no espectrofotômetro no comprimento de onda de 765 nm. Os resultados foram obtidos expressos em mg de ácido gálico. O teor de fenóis totais foi obtido através de curva- padrão expressa pela equação 2.

y=0,0085x+0,025                 R²=0,9926                                                              [2]                 

Para a análise de atividade antioxidante foi utilizada a metodologia descrita por Brand-Williams, Cuvelier e Berser (8) , utilizando-se 0,1 mL do extrato com 3,9 mL de solução DPPH em repouso por 1 hora em escuro. A leitura foi realizada no espectrofotômetro no comprimento de onda de 517 nm. O resultado foi expresso em percentual de inibição de acordo com a equação 3.

%Inibição=(A_branco-A_amostra)/A_branco                                                    [3]

 Onde: A_branco é a leitura em absorbância no espectrofotômetro apenas com metanol e A_amostra a absorbância da amostra.

A figura 1 esquematiza as etapas de processo da produção da bebida kombucha para primeira fermentação e segunda fermentação com adição dos substratos pimenta dedo de moça com hibisco e erva-mate.

Figura 1: Fluxograma preparo e produção da 1ºe 2º fermentação da kombucha

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados a seguir estão divididos em análises físico-químicas (Tabela 1) no qual são exigidas pela legislação e análises de compostos bioativos (Tabela 2).

Os resultados de pH das amostras de kombucha são enquadrados dentro da variação mínima de 2,5 e a máxima de 4,2 no qual a Instrução Normativa Nº 41, de 17 de setembro de 2019 exige (2).  A formação dos ácidos orgânicos durante o processo de fermentação, bem como o substrato usado na pré-saborização são fatores que podem interferir na diminuição do pH da bebida.

Durante o processo de fermentação, é esperado a diminuição dos sólidos solúveis (º Brix), visto que as bactérias e leveduras consomem todo (ou parte dele) açúcar presente na kombucha, tornando assim a bebida menos doce e mais ácida, o que sensorialmente é o aceitável entre o público que deseja adquirir a bebida.

O teor alcoólico de todas as kombuchas foi de 0%. Estudos de alguns autores, (9) comprovam que a presença do ácido acético na produção da kombucha podem oxidar o etanol, tornando assim a kombucha uma bebida não alcoólica, porém, dependendo do substrato usado na pré saborização da mesma, pode-se ter uma kombucha alcoólica, com níveis aceitáveis de até 8% permitido pela legislação.

A determinação da acidez titulável é importante para quantificar a porcentagem da acidez presente na amostra, onde grande parte dos benefícios associados a kombucha, são os ácidos formados durante os processos de fermentações que estão presentes na mesma, dentre eles os ácidos glucorônico, glucónico, lático, málico, cítrico, tartárico, fólico, malônico, oxálico, pirúvico e úsnico, pois eles tornaram o sabor da bebida mais adstringente (10). A kombucha de erva-mate obteve um maior valor de acidez quando comparado ao estudo de (11) onde obteve como resultado 2,48, o que evidencia a maior presença de ácidos presentes na kombucha elaborada.

Quando compara-se as bebidas kombuchas adicionadas das diferentes espécies vegetais, a que se destaca, tanto para atividade antioxidante como para compostos fenólicos, é a kombucha de erva-mate, com 63,9 % de inibição para os radicais livres  e 177,55 mg.ácido gálico.100g-1 de compostos fenólicos totais. A partir dos dados, pode-se observar que provavelmente a maior contribuição no potencial de inibição da bebida adicionada de erva-mate, foram dos compostos fenólicos, porém vale ressaltar que a erva-mate também possui outros compostos, como cafeína, teobromina, teofilina e alcalóides. Segundo alguns estudos,  (12) esses compostos atuam como estimulantes no sistema nervoso central e possuem efeitos no sistema cardiovascular. Estudos evidenciam a cafeína como o composto majoritário na erva-mate, conhecida por estimular o metabolismo, bem como fornecer energia, tornando assim a bebida kombucha de erva-mate funcional com aspecto energético (13).

Não houve diferença estatística entre os compostos fenólicos da kombucha controle e da kombucha dedo-de-moça com hibisco, podendo estar relacionado com a baixa concentração dos extratos de pimenta dedo-de-moça e hibisco adicionada a kombucha, interferindo diretamente no resultado dos compostos fenólicos totais, já a bebida adicionada de extrato de erva mate, destacou-se apresentando o valor mais elevado.

Outro composto bioativo associado à bebida kombucha, é a catequina, um composto fenólico da classe dos flavan-3-óis, abundante em chás provenientes da camellia sinensis, como chá verde, chá preto, chá mate, entre outros (14). Como o chá verde foi utilizado no preparo da primeira fermentação da kombucha, pode-se  associar sua presença na bebida, devendo ser feitos testes de compostos fenólicos individuais para ter sua quantificação. Existem poucos estudos sobre a atividade antioxidante da kombucha quando adicionada de pimenta e hibisco em conjuntos na mesma proporção.

 A kombucha de hibisco (Hibiscus sabdariffa) elaborada por autores (5), encontrou resultados superiores para a atividade antioxidante e valores inferiores para compostos fenólicos quando comparada a kombucha elaborada neste trabalho. Fatores ambientais influenciam nessa diferença de resultados, visto que os compostos oriundos do metabolismo secundário, como os com atividade antioxidante, são formados durante diferentes situações de exposição que a planta sofre, como: clima, altitude e temperatura (15).

Estudos sobre a ação antioxidante da pimenta dedo-de-moça (Capsicum baccatum), mais precisamente do composto presente nela, a capsaicina, demonstram que novos produtos com sua utilização como é o caso da kombucha elaborada, vem se tornando um atrativo para quem está em busca de novas fontes de bebidas funcionais, sendo a pimenta desta espécie, possuir cerca de quatro vezes mais vitamina C do que a fruta laranja (3).

Embora existam dúvidas quanto à origem da capacidade antioxidante da bebida kombucha, é comprovada a sua presença, uma vez que o chá da primeira fermentação e o substrato usado na pré saborização possuem diversas propriedades antioxidantes e bioativas.

CONCLUSÕES

Sendo assim, neste estudo evidencia-se o potencial  antioxidante e a presença de compostos fenólicos nas kombuchas elaboradas a base de erva-mate, pimenta dedo-de-moça e hibisco, destacando-se a bebida adicionada de erva-mate. Também pode-se concluir que todas as bebidas apresentaram seus parâmetros físico-químicos de acordo com o que preconiza a legislação. As bebidas analisadas apresentaram características bioativas e físico-químicas compatíveis com as fontes vegetais e ingredientes utilizados, tendo em vista que as kombuchas resultantes apresentam ácidos e compostos antioxidantes benéficos à saúde, podendo suprir algumas necessidades nutricionais. Estudos mais avançados devem ser realizados a fim de entender melhor como os compostos bioativos presentes nessas fontes vegetais atuam no metabolismo, tornando assim a bebida kombucha funcional e eficaz nutricionalmente.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), ao Laboratório Desenvolvimento Tecnológico de Inovação Aplicados aos Olivais da Região da Campanha onde foram realizadas todas as análises deste estudo e ao grupo de pesquisa Elaboração de Kombucha a partir de diferentes fontes vegetais.

REFERÊNCIAS

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  1. Brasil. Instrução Normativa Nº 41, de 17 de setembro de 2019. Diário Oficial da União. 18 set de 2019. Seção 1.
  2. BONTEMPO, M. Pimenta e seus benefícios à saúde.São Paulo: EditoraAlaúde, 2007.
  3. RANIERI, G. R. et al. Guia Prático de PANC Plantas Alimenticias Não Convencionais. Instuto Kairós ed. v. 01, p. 7-71, 2017. Disponível em: https://institutokairos.net/wp-content/uploads/2017/08/Cartilha-Guia-Pr%C3%A1tico-de-PANC-Plantas-Alimenticias-Nao-Convencionais.pdf. Acesso em: 25 agosto de 2022.
  4. JANUÁRIO, J.B. MOREIRA, B.R. PARAISO, C.M MIZUTA, A.G. MADRONA, G.S. Kombucha à base de Hibiscus sabdariffa L: avaliação tecnológica para produção de uma nova bebida. Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 1, p. 3720-3732, jan. 2020.
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  9. MAY, A. NARAYANAN, S. ALCOCK, J. VARSANI, A. MALEY, C. AKTIPIS, A. Kombucha: a novel model system for cooperation and conflict in a complex multi-species microbial ecosystem. National Library Of Medicine. 2019.
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  11. CROGE, C. P.; CUQUEL, F. L.; PINTRO, P. T. M. Yerba mate: cultivation systems, processing and chemical composition. a review. Scientia Agricola, [S.L.], v. 78, n. 5, p. 1-11, 2021.
  12. Turmina, J. Carli, E.M.D. Elaboração de kombucha de erva-mate e chá verde e caracterização de compostos fenólicos e atividade antioxidante. Seminário De Iniciação Científica E Seminário Integrado De Ensino, Pesquisa E Extensão, e25729. 2020.
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  14. NETO, L.G. LOPES, N.P. Plantas medicinais: Fatores de influência no conteúdo de metabólitos secundários. Scielo. 2007.

Fundada em 2020, a Agron tem como missão ajudar profissionais a terem experiências imersivas em ciência e tecnologia dos alimentos por meio de cursos e eventos, além das barreiras geográficas e sociais.

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