REVESTIMENTO ATIVO BIODEGRADÁVEL PARA CAJUS: UMA TECNOLOGIA DE COMERCIALIZAÇÃO PÓS-COLHEITA
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Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.
Este trabalho foi escrito por:
Maria Eduarda Alves da Paz *; Maria Eduarda Nobre do Nascimento ; João Bruno Guilherme Mendes ; Lucas Teixeira Carneiro ; Katiane Arrais Jales
*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]
Resumo: Anacardium occidentale conhecido popularmente como caju, é um fruto de grande incidência na região nordeste do Brasil, sendo bastante visado na obtenção de castanhas e polpa, de modo que o pedúnculo por apresentar elevado grau de perecibilidade acaba por se estragar resultante de condições inapropriadas de armazenamento ou pela senescência natural do fruto visto os elevados índices de produção. Desse modo o presente estudo, buscou avaliar os possíveis efeitos conservantes do óleo essencial de alecrim aplicado como revestimento, assim através de quatro tempos distintos (0, 5, 10 e 15) foram testados parâmetros de vitamina C, carotenoides, fenólicos totais e DPPH. Os estudos mostraram que o pedúnculo do caju é rico em antioxidantes e que o revestimento aplicado obteve êxito no aumento da vida útil e na conservação dos antioxidantes por um tempo maior que o pedúnculo do caju sem revestimento, tendo assim um grande potencial para utilização comercial do mesmo para o mantimento das características antioxidantes na pós-colheita do pedúnculo do caju.
Palavras–chave: óleo essencial de alecrim, vida útil, whey protein
Abstract: Anacardium occidentale popularly known as cashew, is a fruit of great incidence in the northeast region of Brazil, being very targeted in obtaining nuts and pulp, so that the peduncle, due to its high degree of perishability, ends up spoiling as a result of inappropriate storage conditions. or by the natural senescence of the fruit, given the high production rates. Thus, the present study sought to evaluate the possible preservative effects of rosemary essential oil applied as a coating, thus through four different times (0, 5, 10 and 15) parameters of vitamin C, carotenoids, total phenolics and DPPH were tested. The studies showed that the cashew apple is rich in antioxidants and that the applied coating was successful in increasing the shelf life and preserving the antioxidants for a longer time than the uncoated cashew apple, thus having great potential for commercial use of the product even for maintaining the post-harvest antioxidant characteristics of the cashew peduncle.
Key Word: rosemary essential oil, shelf life, whey protein isolate coating
INTRODUÇÃO
Atualmente, a busca por embalagens que além de proteger os alimentos sejam sustentáveis, tem estimulado a inclusão de polímeros biodegradáveis na produção de embalagens, a fim de atenuar a poluição ambiental causada pelo uso de materiais sintéticos. Dentre as matérias-primas adequadas para a produção de filmes biodegradáveis cita-se amido de mandioca (1), amido de batata (2), amido de arroz (3), mucilagem de chia (4), zeína (5), ágar (6), gelatina (7), glúten de trigo (8), proteínas de soro de leite (9), colágeno (10) e metilcelulose (11).
Revestimentos comestíveis e/ou filmes ativos que mesclam proteínas, polissacarídeos e extratos e/ou óleos essenciais de plantas tem chamado a atenção das pesquisas (12, 13, 14), por produzirem filmes estruturados com propriedades funcionais muito eficazes na conservação e melhoria da qualidade de alimentos ricos em gorduras (15, 16).
Pesquisas demonstram que os óleos essenciais, se destacam nesse contexto, por interagirem diretamente com os alimentos, aumentando sua vida útil, além de manter seus aspectos nutricionais e sensoriais durante o armazenamento. O óleo essencial de alecrim (Rosmarinus officinalis L.) tem despertado o interesse das pesquisas por suas moléculas bioativas, como o p-cimeno, α-pineno, β-cariofileno, 4-terpineol, γ-terpineno (17), e ativos de maior concentração como timol e caracol (18, 17, 19).
Uma das grandes dificuldades enfrentadas na comercialização de cajus in natura, está relacionada a alta perecibilidade dos pedúnculos de cajus. Os pedúnculos possuem uma estrutura delicada, ricos em água e nutrientes, e sob temperatura ambiente perde sua firmeza rapidamente, reduzindo significativamente sua vida pós-colheita. Vários estudos que visam prolongar a vida útil pós-colheita dos pedúnculos de cajus têm sido realizados, como redução de temperatura de armazenamento (20) e o tratamento de pedúnculos de cajus com cálcio sob refrigeração (21). Até o momento há poucas pesquisas que visam aumentar a vida pós-colheita de cajus in natura por meio de revestimentos comestíveis antimicrobianos, que funcionem como barreira física a sinérese e a degradação fúngica típica dos frutos in natura.
Assim, devido a importância cultural e socioeconômica da cajucultura para a região nordeste, ainda há um baixo aproveitamento dos pedúnculos de cajus, ocorrendo um desperdício de 80% a 90% da sua produção, e a consequente subutilização desses frutos ricos em vitamina C e minerais. A presente pesquisa se justifica por investigar novas tecnologias de revestimento ativo, com propriedades de barreira expressivas e potencial antimicrobiano, sob refrigeração, que contribua para o aumento da vida pós-colheita de cajus para a comercialização in natura.
MATERIAL E MÉTODOS
Matéria-prima
Isolado de whey protein comercial, com 92% (p/p) de proteína. ACTIVE WM (product n°AJ301402, lote n°00.02.03) contendo transglutaminase de Streptoverticillium independente de Ca2+ obtido da Ajinomoto Co. (Brasil). Pectina de frutas cítricas (baixo teor de metoxilação), com 9,4% metoxilação (Dinâmica), Gelatina (Dinâmica), Glicerol (Merck).
Foi utilizado um preparado enzimático ACTIVA®YG recomendado para derivados lácteos, com atividade enzimática declarada de 100 U.g-1, da Ajinomoto do Brasil, Indústria e Comércio de Alimentos Ltda. (São Paulo, SP, Brasil).
Os cajus foram obtidos no comércio local da cidade de Sobral, Ceará. Logo após foram levados para o Laboratório de Análises Bromatológicas do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – IFCE, Campus de Sobral para o início dos experimentos.
Desenvolvimento dos revestimentos
O filme blenda de whey protein (WP) e pectina (Pec) controle, foi formulado a partir das duas soluções preparadas separadamente. A solução de whey protein (SWP) foi formulada com 1,2g de WP, 0,36 g de glicerol e 3% de gelatina para 25 mL de água destilada. A solução de Pec (SPec) foi elaborada por 1,2 g pectina e 0,36 g de glicerol que foi dissolvido em 25 mL de água destilada. Ambas as soluções foram agitadas por 2 h em temperatura ambiente (20°C) para a hidratação completa das macromoléculas. A SWP foi aquecida em banho-maria sob agitação constante a 80 °C por 25 min para desnaturação das proteínas, enquanto a SPec sofreu agitação sob aquecimento constante de 80 °C por 3 min, para solubilização da pectina em água.
Foram elaboradas três formulações de revestimento, revestimento controle (WP/Pec/TGase), revestimento ativo 1 (WP/Pec/TGase/1%OE) e revestimento ativo 2 (SQ/Pec/TGase/2%OE).
Preparação e armazenamento dos cajus
Foram selecionados 24 cajus maduros com coloração uniforme entre vermelho-amarelo. Os frutos foram sanitizados com água estéril a 100 ppm/15 min., dispostos em grades suspensas para secagem deles, até o momento da aplicação dos revestimentos controle e ativos.
Na aplicação dos revestimentos cada solução foi colocada em becker sob agitação com barra magnética a temperatura controlada de 25°C. Cada caju foi suspenso pela castanha e imerso manualmente na solução do revestimento correspondente por 1 minuto. Os cajus revestidos foram dispostos em grades suspensas para secagem e armazenados em embalagens de polietileno, sendo dois cajus para cada tempo de armazenamento (0, 5, 10, 15 dias) e cada tempo com revestimento controle, ativo 1 e ativo 2.
Parâmetros físico-químicos e quantificação de compostos ativos
Para quantificação de compostos ativos, nos cajus revestidos sob refrigeração foram: (a) Vitamina C total, quantificada por método titulométrico com o reagente 2,6-diclofenol indofenol (22); (b) Carotenóides totais, segundo a metodologia de Rodriguez-Amaya (23), com adaptações; (c) Fenólicos totais, determinados pelo método espectrofotométrico Folin-Ciocalteu (24); (d) Atividade antioxidante por redução do radical livre DPPH, realizada de acordo com a metodologia descrita por Mensor et. al. (25) com adaptações. Os valores de CE50 foram calculados a partir da regressão linear das curvas %AA obtidas para todas as concentrações do extrato. O %AA e CE50 para todos os extratos foram obtidos considerando o valor médio dos ensaios em triplicata.
Análise de dados
Os resultados foram tabulados em planilha eletrônica Excel para obtenção das médias e desvio padrão. Para comparação das médias, foi realizado teste de Tukey a 5% de significância, utilizando o software Statistica v.10.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Tabela 1 são apresentados os valores médios de Vitamina C de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.
O teor de vitamina C para o tratamento controle variou de 189,38 à 141,28 mg de ácido ascórbico.100g-1, no tratamento 1 variou de 204,37 à 157,49 mg ác. ascórbico. 100g-1, e no tratamento 2 de 220,96 à 94,17 mg ác. ascórbico. 100g-1.
Onias et. al. (26), ao estudarem um revestimento biodegradável à base de Spirulina platensis na conservação pós-colheita de goiaba Paluma, notaram que houve uma perda gradual ao longo do tempo de avaliações, ou seja, a aplicação de Spirulina platensis no revestimento não foi capaz de inibir a queda de AA no decorrer do tempo estimado de estudo (0, 3, 9 e 12 dias), diferentemente do presente estudo, onde no “controle” e no “tratamento 1”, ocorre uma queda do tempo 0 ao tempo 5, um aumento entre 5 e 10 e uma queda do 10 ao 15, enquanto isso, no “tratamento 2” ocorre apenas a diminuição gradual de AA do tempo 0 ao tempo 15.
Ao estudar revestimento à base de quitosana, Hong et. al. (27), observaram que houve a inibição da redução de vitamina C em goiabas em contrações de 1 e 2%, porém, em concentração de 0,5 e controle essa inibição não foi possível, diferentemente do estudo atual, no qual a concentração de 2% de óleo de alecrim não foi capaz de inibir essa degradação, fazendo com que a concentração de 1% deste óleo seja a mais ideal para inibição da queda de AA nos frutos revestidos.
Na Tabela 2 são apresentados os valores médios de Carotenoides Totais de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.
O teor de carotenoides totais para o tratamento controle variou de 140,74 à 50,09 μg equivalente β-caroteno/g-1, no tratamento 1 variou de 131,06 à 38,58 μg equivalente β-caroteno/g-1, e no tratamento 2 de 11,71 à 46,21 μg equivalente β-caroteno/g-1.
Verifica-se uma redução no teor de carotenoides durante o tempo de armazenamento nos três tratamentos, isso ocorre devido durante o amadurecimento dos pedúnculos de cajus ocorrer a conversão dos carotenoides em antocianinas gerando a redução natural desse pigmento amarelo. Em relação a quantidade inicial, ao fim do armazenamento observa-se redução de 64,41%, 70,56% e 58,63% da quantidade de carotenoides nas amostras controle, T1 e T2, respectivamente. A amostra T2, portanto, apresentou uma maior retenção dos carotenoides, provavelmente em razão da maior quantidade de óleo essencial de alecrim e de sua atividade antioxidante.
Os carotenoides são os principais pigmentos responsáveis pela cor dos frutos e sucos de caju, principalmente a β-criptoxantina e o β-caroteno (28). Os benefícios relacionados ao seu consumo estão relacionados à sua atividade biológica como atividade antioxidante, antienvelhecimento, proteção cardiovascular, anticâncer, entre outros (29). Além disso, uma vez que o β-caroteno é absorvido, ele pode ser convertido em retinol, que é a forma ativa da vitamina A (30).
Desta forma, a RDC nº 269, de 22 de setembro de 2005, que aprova o Regulamento Técnico sobre a ingestão diária recomendada (IDR) de proteína, vitaminas e minerais (31), não apresenta valores para consumo diário de β-caroteno, mas o representa a partir de sua equivalência em µg de retinol, onde cada 1 µg de β-caroteno corresponde a 0,167 µg de retinol, sendo estabelecido um IDR de 600 µg para indivíduos adultos.
Portanto, a partir da conversão dos resultados obtidos, mesmo do menor valor obtido ao fim do armazenamento, seriam necessários cerca de 93,17 g de caju (o equivalente a uma unidade de caju) para suprir a recomendação de ingestão diária de vitamina A. Logo, presume-se que, embora tenha ocorrido considerável redução do teor de carotenoides ao longo do armazenamento, os três tratamentos apresentaram quantidades ótimas para suprimento de sua necessidade diária de consumo.
Na Tabela 3 são apresentados os valores médios de Compostos Fenólicos de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.
O teor de compostos fenólicos para o tratamento controle variou de 90,82 à 33,55 mg AG/100g-1, no tratamento 1 variou de 65,36 à 18,09 mg AG/100g-1, e no tratamento 2 de 73,55 à 14,45 mg AG/100g-1. Em trabalhos de Braga et. al. (33) pode-se observar que os resultados iniciais estiveram no intervalo de 102,91 mg EAG/100g a 284,21 mg EAG/100g, o mesmo autor ainda explica que o conteúdo de fenólicos totais pode variar de pedúnculo para pedúnculo, devido a peculiaridades relacionadas ao solo, clima, estação de crescimento, armazenamento pós-colheita e extração, como também em resposta de defesa da planta.
Na base de alimentação saudável é possível identificar diversos alimentos que contém bioativos em sua composição, sendo o caju uma importante fonte desses compostos (34, 35). Em alimentos, um antioxidante bem presente em frutas cítricas são os compostos fenólicos que são responsáveis por diversas funções, entre elas, a adstringência, aroma e apresentam propriedades antioxidantes (36).
Observa-se que no presente estudo os compostos fenólicos conseguiram manter-se estáveis entre o dia 0 e dia 5 em todos os tratamentos aplicados no pedúnculo do caju. Consequentemente, o papel dos tratamentos utilizados é a estabilização desses compostos após o dia 5, sendo que o controle no tempo 10 já havia degradado, quase que completamente, o conteúdo de polifenóis. No tratamento 1 e 2 observou-se que o revestimento conseguiu manter os compostos fenólicos estáveis até o dia 10 observando uma queda acentuada apenas no dia 15, assim os revestimentos obtiveram êxito aumentando o tempo de ação dessa classe de antioxidantes.
Na Tabela 4 são apresentados os valores médios de DPPH de pedúnculo de caju refrigerados sem revestimento (controle), pedúnculos com revestimento ativo de 1% de OE alecrim (tratamento 1) e pedúnculos revestidos com 2% (tratamento 2) de OE de alecrim durante a vida útil de 15 dias de armazenamento.
O teor de DPPH EC50 para o tratamento controle variou de 0,98 à 2,65 mg.mL-1, no tratamento 1 variou de 1,41 à 0,18 mg.mL-1, e no tratamento 2 de 1,25 à 1,52 mg.mL-1.
Conhecido por se tratar de um método de determinação de ação antioxidante em insumos naturais, se baseando no sequestro do radical livre 2,2- difenil-1-picril- hidrazila ou DPPH, demonstrando ações à frente de espécies radiculares específicas ou antioxidantes. Dessa forma o DPPH sofre redução para a forma de difenil-picril-hidrazina passando da coloração púrpura para o amarelo, associada ao decaimento da absorbância em uma banda de 520 nm (37, 38, 39). Desde sua primeira aplicação até os dias atuais ele tem sofrido modificações como a utilização de diferentes solventes junto ao radical DPPH, diferenças nas concentrações do radical ou alíquota, assim como o tipo da mesma, mudanças significativas nos tempos de reação ou nas absorbâncias, o que dificulta a comparação como outros resultados pôr eles apresentarem protocolos que variam de acordo com as especificidades requeridas (40).
Desse modo, de forma a simplificar os resultados, os mesmos podem ser interpretados levando como base o equivalente que por sua vez inibe 50% do radical inicial de DPPH (CE50) para uma melhor interpretação dos dados de DPPH (41). Assim foi possível observar certas variações entre os tempos de uma mesma amostra assim como diferenças entre amostras distintas, no caso das amostras controle e a T2, comportamentos de semelhança estatística foram observados, uma vez que ocorre picos nos valores atingidos no tempo 10 que é precedido por um leve queda se assemelhando aos valores antes relatados no tempo 5, dessa forma mantendo os valores constantes no intervalo que se deu entre os tempos 5 e 15 com destaque para a amostra T2 que por sua vez apresentou valores estatísticos menores logo com maior capacidade antioxidante.
Para a amostra T1 também foram relatados decaimentos nos valores, desta vez se iniciando no tempo 10 até o 15, o que demonstra um aumento linear na atividade antioxidante elencado ao menor valor encontrado no tempo 15 se diferenciando estatisticamente das amostras C e T2. Como tanto os tratamentos 1 quanto 2 obtiveram diferenças estatísticas menores que a amostra controle, logo com atividade antioxidante maior, podem ter ocorrido certas migrações de compostos do revestimento para o pedúnculo aumentando sua atividade antioxidante. Assim como relatado nos trabalhos de Durigan et. al. (42) e Zhang et. al. (43), os autores mencionam a melhora na composição de frutos que por sua vez, foram revestidos por algum tipo de revestimento bioativo, assim pressupondo a migração de compostos que passam a fazer parte do fruto, tais como os que apresentam na atividade antioxidante.
CONCLUSÕES
O óleo essencial de alecrim contém potencial preservativo quando aplicado em alimentos. Nesse contexto, nesse contexto observou-se que os tratamentos utilizados foram de extrema importância para a manutenção da capacidade antioxidante do pedúnculo do caju, destacando-se o tratamento 1, contendo 1% de óleo essencial de alecrim, que se mostrou bastante efetivo na manutenção da vitamina C, carotenoides, compostos fenólicos e na redução da liberação de radicais livres. Trazendo assim, uma alternativa na conservação do pedúnculo do caju, auxiliando na vida de prateleira dele.
AGRADECIMENTOS
O presente trabalho foi realizado com o apoio do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – Campus Sobral.
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