PROPRIEDADES FÍSICAS E TEOR DE ANTOCIANINAS DO PÓ DE SERIGUELA OBTIDO POR LIOFILIZAÇÃO, SPRAY DRYER E FOAM-MAT DRYING

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DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062046-57

Este trabalho foi escrito por:

Layane Rosa da Silva^*; Virgínia Mirtes de Alcântara Silva ; Newton Carlos Santos ; Raphael Lucas Jacinto Almeida ; Victor Herbert de Alcântara Ribeiro ; Maria Monique Tavares Saraiva ; Luciano Gomes Barbosa Junior 

*Autor correspondente (Layane Rosa da Silva) – Email: [email protected]

Resumo: A seriguela é uma fruta tropical muito perecível e possui excelente aceitação no mercado. Dentre os métodos de conservação, destacam-se a liofilização, spray dryer e foam-mat drying. O presente estudo objetivou obter o pó da polpa de seriguela através de três técnicas de secagem e avaliar a influência em relação as propriedades físicas do pó e do teor de antocianinas. As técnicas de secagem foram: Liofilização, desidratada em liofilizador de bancada sob -50 °C por 48h; Spray dryer, onde utilizou-se 10% de maltodextrina como agente carreador, com processo sob temperatura de entrada de 150 ºC, velocidade do ar constante e pressão de atomização de 100 psi; e Foam-mat drying, o qual foi elaborada a espuma com polpa e 4% de emustab®, submetida a secagem convectiva na temperatura de 60 °C. Os pós foram avaliados através do teor e atividade de água, densidade aparente e compactada, capacidade de absorção em água, solubilidade, antocianinas totais e posterior teste de média.As três técnicas de secagem foram eficazes na redução do teor e atividade de água até níveis seguros para maior vida útil do produto, os valores de densidade aparente foram inferiores aos da densidade compactadas e apresentaram forte correlação com o teor de água do pó de seriguela, a capacidade de absorção de água e a solubilidade de água indicaram que os pós de seriguela obtidos podem ser um ingrediente desejável para elaboração de novos produtos, e por fim, o método de liofilização garantiu menores degradações do teor de antocianinas totais.

Palavras–chave: conservação de frutos, desidratação, frutos nativos, Spondias purpurea

Abstract: The seriguela is a tropical fruit very perishable and has excellent acceptance in the market. Among the conservation methods, we highlight lyophilization, spray dryer and foam-mat drying. The present study aimed to obtain the powder from the seriguela pulp through three drying techniques and evaluate the influence on the physical properties of the powder and anthocyanin content. Drying techniques were: Lyophilization, dehydrated in bench lionator under -50 ° C by 48h; Spray Dryer, where 10 % of maltodextrin was used as a carrier agent, with a process under entry temperature of 150 ° C, constant air speed and atomization pressure of 100 psi; and Foam-mat drying, which was elaborated with pulp foam and 4% of Emustab®, subjected to convective drying at 60 ° C. The posts were evaluated through the content and water activity, apparent and compacted density, absorption capacity in water, solubility, total anthocyanins and subsequent average test. The three drying techniques were effective in reducing the content and water activity to safe levels for longer product shelf life, the apparent density values were lower than compacted density and showed strong correlation with the water dust water content, water absorption capacity and water solubility indicated that the obtained seriguela posts can be a desirable ingredient for new products, and finally, the lyophilization method ensured lower degradations of total anthocyanin content.

Keywords: conservation of fruits, dehydration, native fruits, Spondias purpurea

INTRODUÇÃO

A seriguela, uma das espécies mais cultivadas do gênero Spondias, é uma fruta tropical muito perecível que se destaca pelo sabor exótico e excelente aceitação no mercado. A crescente demanda por frutas tropicais processadas fez com que muitas agroindústrias atuassem no Nordeste do Brasil, havendo uma demanda de mercado por frutas de qualidade. Tem havido um crescente interesse de fruticultores e agroindústrias pelo cultivo de espécies de Spondias, o que confirma o potencial agrossocioeconômico dessas espécies (1). A seriguela é uma fruta tropical que apresenta de alta perecibilidade durante a manipulação pós-colheita, susceptível ao amolecimento e consequentemente atingindo com rapidez a senescência, de modo a alterar o seu sabor. Por esse motivo, as indústrias vêm investindo crescentemente em novas técnicas de conservação que visam prolongar a vida útil de frutas sazonais como a seriguela (2). 

Dentre inúmeros métodos de conservação, destaca-se a liofilização, spray dryer e foam-mat drying. A liofilização é uma técnica de secagem, que consiste basicamente em retirar a água por meio da sublimação em temperaturas baixas e sob vácuo. Este método foi desenvolvido com o intuito de preservar características sensoriais e nutricionais do produto, geralmente perdidas em secagens convencionais devido as elevadas temperaturas. Seu desempenho está intrinsicamente ligado às condições adequadas de operação e a qualidade do produto que vai ser submetido ao processo (3).

A secagem por atomização (spray dryer) é uma tecnologia em que um produto líquido é atomizado em ar quente obtendo-se um pó, é uma técnica comumente usada em escala industrial, e que apresenta como vantagens atrativas a produção de micropartículas em uma operação relativamente simples, contínua e de baixo custo, se comparada a outras técnicas, além da facilidade de operação, alta taxas de produção e a habilidade de manusear produtos lábeis devido a curta exposição do produto a altas temperaturas (4).

A secagem em camada de espuma é um processo muito empregado na desidratação de alimentos sensíveis ao calor, a exemplo das polpas de frutas, proporcionando retenção das propriedades nutricionais e sensoriais da fruta in natura. É um processo simples com vantagens apreciáveis, que exige poucos equipamentos e envolve tempos de processamento mais curtos se comparados com a liofilização, por exemplo (5). Consiste em transformar um alimento líquido ou pastoso em uma espuma estável mediante incorporação do ar e subsequente formação de bolhas nos alimentos. Esse procedimento aumenta a área de contato entre o ar de secagem e o alimento, melhorando a transferência de massa, bem como a transferência de calor devido ao aumento da área de troca térmica superfície (6).

Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo obter o pó da polpa de seriguela através da aplicação de três técnicas de secagem e avaliar a influência da técnica em relação as propriedades físicas do pó e do teor de antocianinas.

MATERIAL E MÉTODOS

Higienização dos frutos e obtenção da polpa

            As seriguelas foram adquiridas na EMPASA (Empresa Paraibana de Abastecimento e Servicos Agrícolas) em estádio maduro, e passaram pelas etapas de limpeza, higienização, sanitização em solução de hipoclorito de sódio (200 mg L-1 de cloro livre) por 15 min e lavagem em água corrente. Em seguida realizou-se o despolpamento manual, suas frações foram divididas em polpa + cascas e sementes. O mix de polpa com cascas foi processado em liquidificador doméstico para obtenção de uma amostra homogenia. Após o seu processamento a polpa foi filtrada em sacos confeccionados com organza (abertura da malha próxima a 100 mesh).

Obtenção do pó de seriguela

            Para obtenção do pó da polpa de seriguela foram aplicadas três técnicas de secagem diferentes.

Liofilização

            Para liofilização o procedimento de liofilização, inicialmente a polpa foi submetida ao congelamento lento em freezer por 48h à temperatura de -18 °C. Após o congelamento, a polpa foi transferida para um liofilizador de bancada e submetida a uma temperatura de -50 °C por 48h.

Spray dryer

            Para secagem da polpa utilizando o spray dryer, foi necessário utilizar um agente carreador, para isso, utilizou-se 10% de maltodextrina (DE20). O processo de secagem ocorreu sob as seguintes condições: vazão de alimentação da mistura (0,5 L/ h), vazão de ar quente (3,5 L/h), temperatura de entrada (150 ºC) sendo mantida constante a velocidade do ar (30 L/ min) e pressão de atomização (100 psi).

Foam-mat drying

Nesta técnica de secagem, inicialmente foi elaborada a espuma com polpa de seriguela e 4% de emustab®. A espuma elaborada foi submetida a secagem convectiva (espessura 5mm) na temperatura de 60 °C, até que o equilíbrio de massa fosse atingido.

Caracterização dos pós obtidos

Os pós obtidos foram caracterizados em triplicatas quanto aos seguintes parâmetros, descritos a seguir:

Teor de água

O teor de água foi determinado por secagem em estufa a 105 °C até peso constante (7).

Atividade de água

Atividade de água (aw) foi determinada usando o dispositivo Decagon® Aqualab CX-2T a 25 °C

Densidade aparente

A densidade aparente foi determinada com auxílio de uma proveta de 10 mL previamente pesada e posteriormente preenchida com a farinha, e determinada através da Equação 1 (8):

Densidade compactada

A densidade compactada foi determinada a partir da montagem usada na densidade aparente, submetendo ao batimento da proveta preenchida com a amostra por 50 vezes sobre a bancada, a partir de uma altura pré-estabelecida de 2,5 cm, calculando-se a relação através da Equação 2 (8):

Capacidade de absorção em água

A capacidade de absorção da água foi determinada segundo de (9), no qual, cerca de 10 mL de água (destilada) foram adicionados a 1 g da amostra em tubos de centrífuga. A suspensão foi homogeneizada durante 30 segundos e em seguida deixada em repouso por 30 minutos. Posteriormente os tubos foram fechados e centrifugados por 15 minutos a 1000 rpm. As paredes externas dos tubos foram secas e logo pesadas. A massa da água absorvidos foi expressa em porcentagem (%).

Solubilidade

A solubilidade foi determinada pelo método de Eastman e Moore (10), onde 1g de amostra de pó foi diluído em 100 mL de água destilada e centrifugada (2600 rpm/5 min) o sobrenadante foi seco a 105 °C/24 horas.

Antocianinas totais

O método utilizado para leitura das antocianinas totais foi o método do pH único descrito pro Francis (11). O método consiste em fazer uma transferência quantitativa de uma alíquota do extrato concentrado para um recipiente e então essa alíquota é diluída com uma quantidade de solução Etanol – HCl a 1,5 mol.L^-1 tendo assim um volume de extrato diluído.

Análise estatística

Os resultados foram submetidos a tratamento estatístico por meio de delineamento inteiramente casualizado com teste de comparação de médias de Tukey à 5% de probabilidade, utilizando-se o software Assistat versão 7.7 beta (12).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na Tabela 1, pode-se observar os valores médios do teor de água e da atividade de água dos pós de seriguela obtidos por liofilização, spray dryer e foam-mat drying.

Com relação ao teor de água as três técnicas de secagem aplicadas apresentaram valores inferiores a 10%, no entanto, o menor teor de água (4,57%) foi obtido para o método de liofilização. Estatisticamente, ao comparar os resultados entre as técnicas aplicadas os valores de teor de água foram significativamente diferentes. Coelho et al. (13) ao secarem a polpa de acerola em spray dryer nas temperaturas de 150, 160 e 170 °C, obtiveram teor de água com valores próximos a 5%.

Os valores de atividade de água foram baixos e inferiores a 0,3 (aw<0,3), no entanto, não apresentaram diferenças estatísticas significativas (p>0,05). Silva et al. (14) ao determinarem a atividade de água de um mix liofilizado composto por polpa de amora preta e mirtilo, obtiveram valores variando de 0,228 a 0,291.

Segundo Staudt et al. (15), a atividade de água é um dos parâmetros mais importantes no estudo dos alimentos, por estar relacionada com a quantidade de água disponível para as reações físicas, químicas bioquímicas e o crescimento microbiológico. É um fator que influência diretamente nas características dos alimentos e na sua estabilidade, indicando se há possibilidade de crescimento microbiano.

Na Tabela 2, estão apresentados os valores médios das densidades aparente e compactada dos pós de seriguela obtidos por liofilização, spray dryer e foam-mat drying.

Os valores de densidade aparente foram influenciados significativamente (p>0,05) pela técnica de secagem aplicada. Sendo o maior valor de 0,380 g cm-3 para os pós obtidos em spray dryer e o menor valor 0,310 g cm-3 para os pós obtidos por liofilização. Silva et al. (14) obtiveram valores de densidade aparentes variando de 0,336 a 0,451 g cm-3 para pós de uma blend com polpa de amora preta e mirtilo, obtidos por liofilização.

A densidade compactada apresentou valores superiores aos obtidos para densidade aparente, em função do menor volume ocupado pelo pó. No entanto, seguiu o mesmo comportamento da densidade aparente, ou seja, reduziu seus valores conforme se teve aumento do teor de água do pó (conforme apresentado na Tabela 1). Os valores da densidade compactada variaram de 0,388 a 0,422 g cm-3, estatisticamente, foram significativamente diferentes (p<0,05). Martins et al. (16) ao elaborares blends liofilizados com polpa e casca de banana obtiveram densidade compactada variando entre 0,77 a 0,80 g cm-3. Na Tabela 3, estão apresentados os valores médios da capacidade de absorção de água e da solubilidade dos pós de seriguela obtidos por liofilização, spray dryer e foam-mat drying.

Os valores da capacidade de absorção de água, foram influenciados significativamente pela técnica de secagem aplicada (p<0,05). Os pós de seriguela apresentaram altos valores na faixa de 69,47-81,03%, destaque para os pós obtidos por liofilização que apresentaram o maior percentual e o menor teor de água. A capacidade de absorver água dos pós é uma propriedade relevante desejável para aplicação em produtos cárneos, pães e bolos. É necessário determinar a capacidade de absorção de água para saber a disponibilidade dos grupos hidrofílicos em se ligar as moléculas de água (17).

Segundo Fernandes et al. (18) solubilidade é a última etapa de dissolução de partículas e é considerado um fator decisivo para a qualidade destes produtos (19). Os valores de solubilidade foram de 76,16, 84,06 e 92,33% para os pós obtidos por spray dryer, foam-mat drying e liofilização, respectivamente. O maior valor de solubilidade foi obtido para o pó que apresentou maior capacidade absorção de água (Spray dryer), estatisticamente os valores foram significativamente diferentes (p<0,05). De acordo com Beltran et al. (20), pós de fruta com elevados valores de solubilidade podem ser empregadas em alimentos que requerem baixas temperaturas para serem preparados (instantâneos) ou como ingredientes para formulação de sopas sobremesas e molhos, que necessitam de ingredientes com maior solubilidade em água.

Na Tabela 4, pode-se observar os valores de antocianinas totais da polpa de seriguela fresca e dos pós obtidos por liofilização, spray dryer e foam-mat drying.

A polpa de seriguela fresca apresentou 3,91 mg/100g de antocianinas, no entanto, o processo de secagem promoveu degradação destas em até 73,40%. Observa-se que os pós obtidos por liofilização garantiram uma maior preservação em comparação as outras técnicas aplicadas e os obtidos por spray dryer apresentaram menores valores em função da maior temperatura de secagem. Os valores obtidos para os pós foram entre 1,04 a 3,10 g/100g e significativamente diferentes entre si (p<0,05).

A cor de um alimento é um importante fator de escolha pelo consumidor. No caso de pós de polpas de frutas, tem-se estudado a estabilidade das antocianinas como corantes naturais associados às suas propriedades antioxidantes, resultando num produto final com valor agregado à sua imagem, além de suas propriedades funcionais apresentando características benéficas para a saúde do consumidor, por possuírem capacidade protetora contra o estresse oxidativo, atuando na prevenção e/ou redução do risco de desenvolvimento de doenças do coração, alguns tipos de carcinomas e outras doenças e também, além da sua capacidade de inativar radicais livres (21).

CONCLUSÕES

Através dos nossos resultados pode-se concluir que as três técnicas de secagem aplicadas foram eficazes na redução do teor de água e da atividade de água até níveis seguros para maior vida útil do produto, os valores de densidade aparente foram inferiores aos da densidade compactadas e apresentaram forte correlação com o teor de água do pó de seriguela, a capacidade de absorção de água e a solubilidade de água indicaram que os pós de seriguela obtidos podem ser um ingrediente desejável para elaboração de novos produtos, e por fim, o método de liofilização garantiu menores degradações do teor de antocianinas totais.

REFERÊNCIAS

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