( PDF ) Qualidade de batatas palito minimamente processadas

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QUALIDADE DE BATATAS PALITO

MINIMAMENTE PROCESSADAS

GUSTAVO COSTA DE ALMEIDA

2005

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GUSTAVO COSTA DE ALMEIDA

QUALIDADE DE BATATAS PALITO MINIMAMENTE PROCESSADAS

Dissertação apresentada à Universidade Federal

de Lavras como parte das exigências do curso

de Pós-graduação Stricto Senso para a obtenção

do título de “Mestre”.

Orientador

Prof. Eduardo Valério de Barros Vilas Boas

LAVRAS

MINAS GERAIS-BRASIL

2005

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Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da

Biblioteca Central da UFLA

Almeida, Gustavo Costa de

Qualidade de batatas palito minimamente processadas / Gustavo Costa

de Almeida. -- Lavras: UFLA, 2005.

119 p.: il.

Orientador: Eduardo Valério de Barros Vilas Boas.

Dissertação (Mestrado) - UFLA.

Bibliografia.

1. Antioxidante. 2. Escurecimento enzimático. 3. Processamento mínimo. 4.

Refrigeração. 5. Solanum tuberosum I. Universidade Federal de Lavras. II. Título.

CDD-664.80521

GUSTAVO COSTA DE ALMEIDA

QUALIDADE DE BATATAS PALITO MINIMAMENTE PROCESSADAS

Dissertação apresentada à Universidade Federal

de Lavras como parte das exigências do curso

de Pós-graduação Stricto Senso para a obtenção

do título de “Mestre”.

APROVADA em 20 de maio de 2005.

Prof. Celso Luiz Moretti - EMBRAPA

Prof. Joelma Pereira - UFLA

Prof. Ana Helena Romaniello Coelho - Pesquisadora

Prof. Eduardo Valério de Barros Vilas Boas

UFLA

(Orientador)

LAVRAS

MINAS GERAIS - BRASIL

Aos meus pais, Carlos e Ângela.

À minha namorada e companheira, Ana Cristina.

Aos meus irmãos e minha querida irmã.

Aos meus sobrinhos, Victoria e João Victor.

Dedico!

AGRADECIMENTOS

A Deus, sempre presente e iluminando as minhas ações.

À Universidade Federal de Lavras (UFLA), ao Departamento de Ciência

dos Alimentos (DCA) e à Embrapa Hortaliças, pela oportunidade da realização

do curso.

A CAPES e ao CNPq, pelo apoio financeiro por meio de bolsas de

estudo.

Ao Prof. Eduardo Valério Barros Vilas Boas e ao Pesquisador Celso

Luiz Moretti, pela orientação, convívio e amizade.

Ao Tio Paulo e ao Reily, por me hospedarem e ajudarem em Brasília

durante montagem e execução do experimento.

Aos colegas do Laboratório de Pós-Colheita da Embrapa Hortaliças, pelo

convívio e ajuda; Lívia Pineli, João, Aline, Ana, Leonora e o Adonai.

Aos colegas do Curso de Ciência dos Alimentos em Lavras.

A CeasaMinas, em especial ao Departamento de Agroqualidade, pelo

apoio no momento final do curso.

Aos colegas da república de Lavras, Dudu, Leandro, Fabiano,

Marquinho, Douglas e Roberto, por me acolherem e ajudarem.

À Dona Glória e Conceição, por me apoiarem nessa caminhada.

Enfim, a todos que de certa forma me ajudaram a finalizar mais uma

etapa.

SUMÁRIO

Página

RESUMO .................................................................................................

ABSTRACT ............................................................................................ ii

CAPÍTULO 1 ...........................................................................................

1 Introdução geral ....................................................................................

2 Referencial teórico ................................................................................

2.1 Características da cultura ...................................................................

2.2 Composição química da batata ..........................................................

2.2.1 Carboidratos ....................................................................................

2.2.2 Ácidos orgânicos ............................................................................ 07

2.2.3 Substâncias antioxidantes e compostos fenólicos ...........................

2.3 Características intrínsecas e extrínsecas para batatas destinadas ao

processamento ...................................................................................

2.4 Produtos minimamente processados ..................................................

2.4.1 Atual situação dos produtos minimamente processados no Brasil

e no mundo .....................................................................................

2.4.2 Etapas do processamento mínimo de frutas e hortaliças ................

2.4.2.1 Recepção da matéria-prima ......................................................... 14

2.4.2.2 Limpeza e lavagem da matéria-prima ..........................................

2.4.2.3 Desinfecção da matéria-prima .....................................................

2.4.2.4 Descascamento ............................................................................ 15

2.4.2.5 Redução do tamanho ....................................................................

2.4.2.6 Desinfecção e preservação química .............................................

2.4.2.7 Centrifugação ...............................................................................

2.4.3 Mudanças fisiológicas em produtos minimamente processados ....

2.4.4 Escurecimento enzimático ..............................................................

2.4.4.1 Enzimas envolvidos no escurecimento enzimático ..................... 21

2.4.4.2 Fatores que influenciam o escurecimento enzimático .................

2.4.4.3 Métodos para prevenção do escurecimento enzimático .............. 25

3 Referências bibliográficas .................................................................... 29

CAPÍTULO 2: Avaliação do processamento mínimo de batatas

‘Asterix’ e ‘Bintje’, armazenadas a 5°C e 15°C ......................................

1 Resumo .................................................................................................

2 Abstract .................................................................................................

3 Introdução .............................................................................................

4 Material e métodos ............................................................................... 43

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

4.2 Processamento mínimo ......................................................................

4.3 Análises ..............................................................................................

4.3.1 Rendimento da batata após o processamento ................................. 43

4.3.2 Matéria seca ....................................................................................

4.3.3 Firmeza ...........................................................................................

4.3.4 Valor L*...........................................................................................

4.3.5 Taxa respiratória .............................................................................

4.3.6 Acidez titulável ...............................................................................

4.3.7 Amido .............................................................................................

4.3.8 Açúcares totais ................................................................................

4.3.9 Vitamina C ......................................................................................

4.3.10 Polifenoloxidase e peroxidase ...................................................... 47

4.3.10.1 Atividade da polifenoloxidase ou PFO (unidade enzimática

min

-1

de tecido) ....................................................................

4.3.10.2 Atividade da peroxidase ou POD (unidade enzimática min

-1

de tecido) ...................................................................................

4.3.11 Análises visuais e de odor .............................................................

4.3.12. Análises estatísticas .....................................................................

4.4 Delineamento experimental ...............................................................

5 Resultados e discussão ..........................................................................

5.1 Características da batata .................................................................... 50

5.2 Taxa respiratória ................................................................................

5.3 Firmeza ..............................................................................................

5.4 Valor L* .............................................................................................

5.5 Acidez titulável ..................................................................................

5.6 Vitamina C .........................................................................................

5.7 Açúcares totais e amido .....................................................................

5.8 Polifenoloxidase ................................................................................ 66

5.9 Peroxidase ..........................................................................................

6 Conclusões ............................................................................................

7 Referências bibliográficas .................................................................... 72

CAPÍTULO 3: Avaliação do escurecimento enzimático de batatas

palito minimamente processadas, tratadas com antioxidantes................. 77

1 Resumo .................................................................................................

2 Abstract .................................................................................................

3 Introdução .............................................................................................

4 Material e métodos ............................................................................... 84

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

4.2 Processamento mínimo ......................................................................

4.3 Análises ..............................................................................................

4.3.1 Rendimento da batata após o processamento ................................. 84

4.3.2 Matéria seca ....................................................................................

4.3.3 Firmeza ...........................................................................................

4.3.4 Valor L* ..........................................................................................

4.3.5 Acidez titulável ...............................................................................

4.3.6 Amido .............................................................................................

4.3.7 Açúcares totais ................................................................................

4.3.8 Vitamina C ......................................................................................

4.3.9 Polifenoloxidase e peroxidase ........................................................ 87

4.3.9.1 Atividade da polifenoloxidase ou PFO (unidade enzimática

.min

-1

de tecido) ....................................................................

4.3.9.2 Atividade da peroxidase ou POD (unidade enzimática .min

-1

de tecido) .....................................................................................

4.3.10 Análises visuais e de odor .............................................................

4.3.11 Análises estatísticas ......................................................................

4.4 Delineamento experimental ...............................................................

5 Resultados e discussão ..........................................................................

5.1 Características da batata .................................................................... 90

5.2 Firmeza ..............................................................................................

5.3 Valor L* .............................................................................................

5.4 Acidez titulável ..................................................................................

5.5 Vitamina C .........................................................................................

5.6 Amido ................................................................................................

5.7 Açúcares totais ...................................................................................

5.8 Polifenoloxidase ................................................................................ 100

5.9 Peroxidase ..........................................................................................

101

6 Conclusões ............................................................................................

103

7 Referências bibliográficas .................................................................... 104

ANEXOS..................................................................................................

108

RESUMO

Almeida, Gustavo Costa de. Qualidade de batatas palito minimamente

processadas. 2005. 119p. Dissertação (Mestrado em Ciências dos Alimentos) -

Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.

Um dos grandes desafios no processamento mínimo da batata é a

prevenção do escurecimento enzimático, que deprecia a qualidade do produto.

Esse tipo de escurecimento ocorre devido à ação de enzimas, das quais a mais

importante é a polifenoloxidase. O presente trabalho avaliou o comportamento

fisiológico de diferentes cultivares de batata, Asterix e Bintje, minimamente

processadas, na forma palito e intacta, armazenadas em diferentes temperaturas,

5ºC e 15ºC, avaliando-se a concentração de gás carbônico por 4 horas após o

processamento e as variáveis firmeza, intensidade da cor, atividade da

polifenoloxidase e peroxidase, açúcares totais, amido, vitamina C e acidez

titulável no produto minimamente processado armazenado durante 9 dias. Por

fim, foi analisada a eficiência de compostos antioxidantes, ácido cítrico a 2% e

ácido eritórbico a 3%, na redução do escurecimento enzimático na cultivar

Bintje minimamente processada na forma palito, armazenada durante 9 dias, a

5ºC. Foram analisadas as variáveis citadas no experimento anterior, com

exceção para a variável gás carbônico. O trabalho foi realizado no Laboratório

de Pós-Colheita da EMBRAPA no Centro Nacional de Pesquisa de Hortaliças,

CNPH, em Brasília, no ano de 2004. O processamento mínimo da batata

aumentou sua taxa respiratória nas primeiras 4 horas após o processamento, com

a ‘Asterix’ minimamente processada apresentando maior taxa sob as duas

temperaturas de armazenamento. O armazenamento da batata minimamente

processada a 5ºC e 15ºC se mostrou prejudicial para ambas as cultivares, devido

à formação de pequenas pontuações escuras na batata palito. Para as duas

cultivares armazenadas a 15ºC, houve acúmulo de água no interior da

embalagem com a emanação de odor fétido. A cultivar Bintje apresentou menor

atividade da polifenoloxidase, maior intensidade de cor e maior teor de ácido

ascórbico em relação a cultivar Asterix. O ácido cítrico a 2% e o ácido eritórbico

a 3% foram eficientes no controle do escurecimento enzimático da batata palito.

A enzima polifenoloxidase parece estar relacionada com o escurecimento

enzimático em batatas minimamente processadas, pois a sua atividade foi

significativamente reduzida. O ácido eritórbico a 3% parece ter induzido a

síntese de ácido ascórbico durante o armazenamento.

Comitê orientador: Eduardo Valério de Barros Vilas Boas - UFLA (Orientador); Celso

Luiz Moretti - EMBRAPA (Co-orientador).

ABSTRACT

Almeida, Gustavo Costa de. Quality of fresh-cut potatoes strips. 2005. 119p.

Dissertation (Master in Food Science) - Federal University of Lavras, Lavras,

Minas Gerais, Brazil.

One of the biggest challenges in the minimal processing of potato is the

prevention of potato is the enzimatic browning that depreciates the quality of the

product. This type of browning happens due to the action of enzymes, and the

most important is the polyphenoloxidase. This work had the purpose of

evaluating the physiological behaviour of different cultivars of potatoes Asterix

and Bintje, intact and minimally processed in shape of strips, stored at different

temperatures, 5ºC and 15ºC, evaluating the concentration of carbon dioxide for 4

hours after the processing and the variables firmness, colour intensity, activity of

peroxidase and polyphenol oxidase, titratable acidity, total sugars, starch and

vitamin C in the product for 9 days. Besides, it was evaluated the efficiency of

antibrowning agents, citric acid at 2% and erythorbic acid at 3%, in decreasing

of the enzimatic browning of fresh-cut ‘Bintje’ potatoes in strips stored, for 9

days at 5ºC. The variables mentioned in the previous experiment were also

evaluated with the exception of the carbon dioxide. The work was carried out in

Post-Harvest Laboratory of EMBRAPA in Research National Center of

Vegetables, in Brasilia, Brazil, 2004. The minimal processing of the potato

increased its respiration rate in the first four hours after the processing and the

fresh-cut ‘Asterix’ showed higher respiration rate under both storage

temperatures. The storage of fresh-cut potatoes at 5ºC e 15ºC wasn´t appropriate,

since some black spots appeared on the potatoes strips stored under both

temperatures. In relation to the fresh-cut potatoes stored at 15ºC there was

accumulation of water inside of the packing and a disagreeable odor after the

third day. The Bintje cultivar showed lower activity of polyphenoloxidase,

higher colour intensity and content of vitamin C in comparation to ‘Asterix’.

The citric acid at 2% and the erythorbic acid at 3% were efficient in controlling

the enzymatic browning of fresh-cut potato. The polyphenoloxidase enzyme

seems to be related to the enzimatic browning in fresh-cut potatoes, since its

activity was deeply reduced. The erythorbic acid at 3% seemed have induced the

synthesis of ascorbic acid over the storage period.

Guidance committee: Eduardo Valério de Barros Vilas Boas - UFLA (Adviser); Celso

Luiz Moretti - EMBRAPA (Co-adviser).

CAPÍTULO 1

QUALIDADE DE BATATAS PALITO MINIMAMENTE PROCESSADAS

1 INTRODUÇÃO GERAL

Introduzidas no país há aproximadamente 20 anos, com o auxílio das

lojas de “fast food”, observa-se que as frutas e hortaliças minimamente

processadas têm ocupado cada vez mais espaço nas gôndolas dos

supermercados. A procura por produtos frescos e convenientes, o maior número

de pessoas morando sozinhas e a maior participação da mulher no mercado de

trabalho são fatores que contribuem para o aumento na demanda por frutas e

hortaliças minimamente processadas. Esse novo tipo de serviço traz

conveniência, oferecendo economia de tempo para os consumidores. O mercado

de produtos minimamente processados está em crescimento no Brasil, criando

um novo segmento na agroindústria, capaz de gerar mais renda para o produtor.

A batata é uma hortaliça de grande consumo no mundo, rica em

carboidratos e considerável fonte de fibras e minerais. O seu descascamento e

fatiamento são práticas comuns antes do seu consumo, o que torna a batata um

produto pouco conveniente para o consumidor. Devido às transformações dos

hábitos alimentares pelos quais a sociedade vem passando nos últimos anos, esse

tubérculo tem um grande potencial para se enquadrar no ramo de produtos

minimamente processados, em função da sua grande demanda.

Frutas e hortaliças minimamente processadas requerem mais cuidados do

que vegetais que não sofreram nenhum tipo de processamento, devido ao

rompimento da estrutura celular que compõe o tecido vegetal. Para a batata

minimamente processada não seria diferente, pois essa injúria causada pelo

processamento modifica a composição química, física e bioquímica do produto.

O uso da baixa temperatura durante o processamento e a

comercialização, bem como o controle da umidade relativa do ar, o uso de

cultivares adequadas ao processamento, práticas de sanificação eficientes e

embalagens que mantenham a qualidade do produto são os fatores que mais

podem contribuir na qualidade final do produto.

Com base no crescimento desse mercado de frutas e hortaliças

minimamente processadas, o presente trabalho teve os seguintes objetivos:

• avaliar o comportamento fisiológico de duas cultivares de batata, Asterix e

Bintje, minimamente processadas, na forma de palito e intacta, armazenadas

sob diferentes temperaturas, 5°C e 15ºC, medindo-se a concentração de gás

carbônico 1, 2, 3 e 4 horas após o processamento;

• avaliar as características físico-químicas e bioquímicas das cultivares

Asterix e Bintje de batata minimamente processada na forma de palito,

armazenadas por 0, 3, 6 e 9 dias, sob diferentes temperaturas (5ºC e 15ºC);

• avaliar a eficiência de substâncias antioxidantes (ácido cítrico a 2% e ácido

eritórbico a 3%) na prevenção do escurecimento enzimático em batatas

palito (‘Bintje’) minimamente processadas, armazenadas sob uma mesma

temperatura (5ºC) e avaliadas em diferentes tempos (0, 3, 6, e 9 dias).

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Características da cultura

A espécie Solanum tuberosum ssp. tuberosum, cultivada mundialmente,

teve como centro de origem a vizinhança do lago Titicaca, próximo à atual

fronteira entre o Peru e a Bolívia. Essa cultura foi disseminada pela maioria das

regiões tropicais e subtropicais do planeta, tornando-se a base da alimentação de

muitos povos. Poucas são as culturas que vêm desempenhando papel tão

importante como fonte de subsistência das populações, como a batatinha, batata

ou batata inglesa. Nos países latino-americanos ocorre um elevado consumo de

batata, a qual constitui também a base alimentar de europeus e norte-americanos.

Atualmente, a batata é considerada a quarta fonte alimentar da humanidade, logo

após o arroz, o trigo e o milho. No Brasil, é a hortaliça de maior importância

comercial (Reis Júnior & Fontes, 1996).

A batateira é uma solanácea anual. Apresenta caules aéreos, herbáceos, e

suas raízes originam-se na base desses caules ou hastes. As principais partes de

uma batateira são: batata mãe, tubérculos jovens, raízes, estólons, hastes

principais, folhas, folíolos e flores.

O tubérculo da batata é considerado um caule modificado, que possui

folhas, gemas, internódios e caule radialmente expandido. A parte distal do

tubérculo é chamada região da gema apical e a parte proximal é denominada

ponto de ligação do estolão ou hilo. O processo de tuberização é influenciado

pela luz, pela temperatura e pela nutrição da planta. Contudo, fatores endógenos,

como fitormônios, parecem determinar o início da formação dos tubérculos

(Filgueira, 2000).

A produção de batata no Brasil em 2003 foi de 2.897.742 toneladas. A

área colhida foi de 146.963 ha (AGRIANUAL, 2004).

2.2 Composição química da batata

Os tubérculos de batata são compostos por, aproximadamente, 76% de

água, 20% de carboidratos, 2% de proteínas e uma quantidade irrisória de

lipídeos (Orr & Cash, 1991). Na Tabela 1 é mostrada a composição química

aproximada da batata.

TABELA 1 Composição química aproximada da batata.

Componentes Média (%) Variação (%)

Umidade 77,5 63,2 - 86,9

Sólidos totais 22,5 13,1 - 36,8

Carboidratos totais 19,4 13,3 - 30,5

Proteínas 2,0 0,7 - 4,6

Cinzas 1,0 0,44 - 1,9

Fibras 0,6 0,17 - 3,48

Lipídeos 0,1 0,02 - 1,0

Fonte: Smith (1977).

Na Tabela 2 é demonstrada a composição química da batata-inglesa sob

diferentes estados de preparo para alimentação.

TABELA 2 Composição química da batata-inglesa sob diferentes estados de

preparo.

Substância alimentar (100g) Composição

química

Crua Cozida Frita

Calorias 78,50 85,30 274,00

Glicídeos (g) 17,60 19,10 36,00

Proteínas 1,80 2,00 4,30

Lipídeos (g) 0,10 0,10 13,20

Cálcio (mg) 9,00 1,00 15,00

Fósforo (mg) 69,00 56,00 89,00

Ferro (mg) 1,00 0,70 0,80

Ácido ascórbico (mg) 17,40 13,10 10,00

Fonte: Franco (1999).

2.2.1 Carboidratos

Nos tubérculos de batatas formados, o amido é a principal fonte de

reserva, sendo 60% - 80% da matéria seca. O amido é composto de amilopectina

(75% - 79%) e amilose (21% - 25%). A deposição dos grânulos de amido nos

amiloplastos decorre da transformação de sacarose, glicose e maltose em

amilose e amilopectina. Diversas enzimas participam da síntese do amido,

contudo, o precursor comum é a glicose-1-fosfato (G-1-P). Diversos estudos têm

mostrado que a rota predominante de síntese in vivo dá-se por meio da ADP-

glicose pirofosforilase. A enzima amidofosforilase parece estar ligada à

degradação do amido (Fontes & Finger, 1997).

De acordo com Borgstrom (1976), os teores de amido encontrados na

matéria fresca dos tubérculos de batata abrangem uma faixa de 9% a 18%, com

médias entre 12% e 13%. Porém, há variação no teor de matéria seca entre

tubérculos de uma mesma planta (Heemst, 1986). Essa variação ocorre porque

nem todos os tubérculos iniciam seu desenvolvimento concomitantemente,

devido a aspectos genéticos e também a diferenças no crescimento das hastes

principais às quais os tubérculos estão ligados.

Os principais açúcares presentes na batata são os açúcares redutores,

glicose e frutose, e os açúcares não redutores, sacarose. A quantidade de

açúcares totais, assim como os outros compostos presentes no tubérculo, pode

variar entre diferentes cultivares, apresentando valores de 0,14g/100g até

0,71g/100g de peso fresco. Coelho (1998) sugere que os principais

representantes dos açúcares totais são os açúcares redutores e que ainda não foi

esclarecido o papel dos açúcares não redutores no escurecimento não enzimático

da batata. Em tubérculos que sofreram algum tipo de injúria, ocorre um aumento

na síntese de amido com a diminuição na quantidade de açúcares solúveis

(Smith, 1977). Para Vendrusculo (1998), o limite estabelecido na literatura para

o teor de açúcares redutores é quase consensual, sendo o de tubérculos para

fritura em torno de 0,2% a 0,3% da matéria fresca, inclusive para o

desenvolvimento de cor, pois valores inferiores deixarão o produto mais branco.

2.2.2 Ácidos orgânicos

Vários ácidos orgânicos são encontrados em batatas. Dentre os mais

estudados estão o ácido málico e ácido cítrico, os quais se apresentam em

maiores quantidades. Segundo Smith (1977), a acidez titulável para batata varia

entre 0,84% - 1,15%, calculado como ácido cítrico. A concentração de ácido

cítrico aumenta durante o processo de maturação da batata, enquanto a do ácido

málico declina proporcionalmente.

2.2.3 Sustâncias antioxidantes e compostos fenólicos

Substâncias antioxidantes são encontradas em várias frutas e hortaliças e

incluem ácido ascórbico, beta-caroteno, ácido clorogênico e outros flavonóides.

A batata é uma boa fonte de sustâncias antioxidantes, como o ácido ascórbico e

o α-tocoferol (vitamina E) e fornece de 12mg a 23mg de vitamina C, principal

vitamina no tubérculo, por 100g de batata (Rodrigues-Saona & Wrolstad, 1997).

A batata contém quercetina, um flavonóide com atividade antioxidante,

assim como o ácido clorogênico. É rica em compostos fenólicos, os quais podem

atingir níveis de 530µg.g

-1

até 1770µg.g

-1

(AL-Saikhan et al., 1995; Vitti &

Costa, 2003).

A vitamina C, incluindo ácido ascórbico e ácido deidroascórbico, é um

dos mais importantes fatores de qualidade nutricional em várias frutas e

hortaliças. O teor de vitamina C em frutas e hortaliças pode ser influenciado por

vários fatores, como diferenças genotípicas, fatores pré-colheita, tais como

condições climáticas e práticas culturais, maturidade, métodos de colheita e

procedimentos de manuseio na pós-colheita. O controle da temperatura após a

colheita é um dos mais importantes fatores para manter o teor de vitamina C em

frutas e hortaliças, pois as perdas são aceleradas em altas temperaturas e longos

períodos de armazenamento. A retenção de vitamina C é reduzida quando

ocorrem danos mecânicos (Lee & Kader, 2000).

A vitamina de maior importância em batatas é a vitamina C.

Crescimento e condições de armazenamento, bem como métodos de preparo

culinário, afetam o conteúdo desta vitamina no tubérculo. As batatas são a maior

fonte de vitamina C na dieta ocidental, por causa das grandes quantidades

consumidas (Tudela et al., 2002; Davey et al., 2000). O conteúdo de vitamina C

é maior em variedades de batatas com intensa cor amarela. As partes mais

externas do tubérculo contêm maior concentração de vitamina C em relação às

partes mais centrais (Smith, 1977).

Ao contrário da maioria das frutas e hortaliças, batatas minimamente

processadas são capazes de manter seu teor inicial de vitamina C, total ou

parcialmente, uma vez que as perdas decorrentes de processos de oxidação são

compensadas pelo aumento na biossíntese de ácido ascórbico (Asselbergs &

Francis, 1952; Mondy & Leja, 1986; Tudela et al., 2002). Esse aumento pode

estar relacionado com a maior atividade da enzima L-galactono-γ-lactona

deidrogenase (GLDH) em tecidos de batata injuriados (Fukuda et al., 1995; Oba

et al., 1994), a qual catalisa o passo final da biossíntese de ácido ascórbico

(Mutsuda et al., 1995; Oba et al., 1994), fazendo frente ao estresse provocado

pelo processamento mínimo (Fukuda et al, 1995; Imahori et al, 1997; Tudela et

al., 2003). Além disso, o aumento da atividade respiratória, provocado pelo

processamento mínimo, leva à degradação do amido, com acúmulo de glicose,

substrato requerido no processo de síntese do ascorbato (Noctor & Foyer, 1998).

Todavia, a degradação do ácido ascórbico para fazer frente ao estresse oxidativo

provocado pelo processamento mínimo pode acarretar reduções nos teores da

vitamina C, apesar da ocorrência da síntese.

Segundo Matheis (1987), o ácido ascórbico é, provavelmente, o maior

inibidor de ocorrência natural do escurecimento enzimático em batatas. O ácido

ascórbico reduz a habilidade da enzima polifenoloxidase oxidar o catecol

(Smith, 1977). Ele reduz os produtos da oxidação inicial, as ortoquinonas, para

ortodifenóis, até que ele seja quantitativamente oxidado para ácido

deidroascórbico. Devido a esse efeito, o ácido ascórbico tem sido reportado por

inibir diretamente a ação da polifenoloxidase da batata. A relação entre a

concentração de ácido ascórbico e a taxa de escurecimento tem sido

ocasionalmente estudada.

2.3 Características intrínsecas e extrínsecas para batatas destinadas ao

processamento

Para batatas destinadas ao processamento na forma de fritura, as

principais características gerais são o teor adequado de matéria seca (batata

palito, em torno de 19%) e um baixo teor de açúcares redutores. O tamanho, o

formato e a profundidade dos olhos devem ser adequados para cada finalidade

de processamento: batata chips, palha ou palito. Deve-se considerar que os

tubérculos destinados ao processamento não podem apresentar podridões,

defeitos internos, como mancha chocolate ou coração-oco, e defeitos externos,

como crescimento secundário e embonecamento.

A preferência do consumidor brasileiro diz respeito a tubérculos que

apresentam película e polpa amarelas. O tubérculo deve apresentar película lisa e

gemas superficiais e ser alongado, de formato uniforme e tamanho médio. Em

resumo, a batata mais valorizada comercialmente é aquela que apresenta as

características da cultivar holandesa Bintje. Há outras cultivares européias

atualmente utilizadas, como Achat, Agria, Baraka, Concorde, Elvira, Jätte-

Bintje, Marijke, Monalisa e Mondial (Filgueira, 2000).

A cultivar Bintje apresenta plantas de porte médio a alto, formando três a

quatro hastes por tubérculo e ciclo precoce a médio. Os tubérculos são

alongados, de película amarela e brilhante, polpa amarelo-clara e olhos

superficiais. Pelo formato dos tubérculos, a cultivar é indicada para a produção

de palitos fritos e batata palha (Melo, 1999).

A batata ‘Asterix’, também chamada de rosa ou roxa, que antigamente

era apenas consumida nos estados do Sul do país, ganhou destaque devido,

principalmente, à sua excelente condição de fritura (Zeiro & Osakii, 2002). Os

tubérculos dessa cultivar são ovais ou, dependendo das condições climáticas,

alongados, com película vermelha predominantemente áspera, polpa amarelo-

clara e olhos superficiais. Essa cultivar vem sendo bastante utilizada na

fabricação de “french fries” (batatas fritas), em função do seu formato oval-

alongado permitir um ótimo aproveitamento no corte em palitos. É indicada

também para a produção de batata palha e palito (Melo, 1999). Essas duas

cultivares, Asterix e Bintje, são aptas para produzirem tubérculos com alto teor

de matéria seca e baixo teor de açúcares redutores.

A falta de cultivares adequadas no Brasil para o processamento mínimo

faz com que as agroindústrias utilizem cultivares que se adaptem melhor ao

processamento. É fundamental que essas cultivares apresentem bom rendimento

e boa aceitação pelo consumidor.

2.4 Produtos minimamente processados

Produtos minimamente processados são definidos como qualquer fruta

ou hortaliça ou qualquer combinação delas, que foi alterada fisicamente a partir

de sua forma original, embora mantenha o seu estado fresco. Independente do

produto, ela é selecionada, lavada, descascada e cortada em um produto 100%

aproveitável, que posteriormente é embalado ou pré-embalado com o intuito de

oferecer aos consumidores frescor, conveniência e qualidade nutricional (IFPA,

2002).

2.4.1 Atual situação dos produtos minimamente processados no Brasil e no

mundo

A demanda por produtos minimamente processados tem crescido

rapidamente durante estes últimos anos. Empresas no ramo de alimentos têm se

esforçado para preparar, manusear e entregar um produto saudável, fresco e

conveniente para o consumidor (Cantwell, 2000).

Essa nova opção pelo conveniente está gerando bilhões de dólares em

todo o mundo. Em 1984, quando o processamento mínimo de alimentos surgiu

nos Estados Unidos, representava 8,9% de todo o produto hortícola colhido e

gerou US$ 5,2 bilhões. A geração de US$ 17,7 bi, prevista para 1999, foi

alcançada em 1996. O crescimento de vendas de 1997 para 1998 foi de 30%. A

aceitação do publico foi tão grande que, nos hipermercados, o setor representa

8% das vendas e, nos supermercados, 9% (Vitti & Kluge, 2002). De acordo com

dados estatísticos, projeta-se que, para os próximos 10 anos, o volume de frutas

e hortaliças minimamente processadas atinja 20% do total de comercialização de

frutas e hortaliças frescas.

Na Europa, o problema do preparo de produtos minimamente

processados para diferentes países com diferenças culturais tem sido resolvido e

a indústria está crescendo rapidamente. França e Reino Unido foram os

primeiros na comercialização, vendendo os produtos com marcas próprias. A

indústria é relativamente fraca na Alemanha e Itália. O sucesso dos produtos

minimamente processados nesses países vai depender da continuidade do

“marketing” e da qualidade dos produtos (Watada et al., 1996).

No Brasil, em 1998, este mercado movimentou R$ 450 milhões. Na

grande São Paulo, de 1996 a 1999, foi verificado um aumento no varejo de

200% na oferta de produtos minimamente processados. Supermercados, em São

Paulo, vendem em torno de 4 milhões de dólares de produtos minimamente

processados mensalmente, correspondendo às frutas em 54% e às hortaliças 46%

(Ministério da Integração Nacional, 1999).

Em Brasília, no período de 1999, foram comercializadas cerca de 80

toneladas de hortaliças minimamente processadas (Vitti & Kluge, 2002). No

Distrito Federal, alguns produtores chegavam a perder até 1.000 maços de couve

por semana antes de optarem pelo processamento mínimo, aumentando

consideravelmente sua renda. Outro exemplo é o caso da batata que sofreu a

opção pelo processamento mínimo de sua matéria-prima, sendo o produto

entregue a hotéis, restaurantes e serviços de “catering” aéreo (Moretti, 1999).

Os produtos encontrados no mercado atualmente são comercializados em

supermercados e sacolões para uso doméstico e, diretamente por agroindústrias,

para uso em restaurantes. Os mais encontrados são: cenoura lavada e ralada,

couve picada, pimentão lavado e cortado, alho descascado, abóbora sem casca,

sem sementes e picada, feijão-de-corda debulhado, feijão-vagem lavado e

cortado (Luengo & Lana, 1997).

A batata palito minimamente processada detém os atributos da

conveniência, além da qualidade das batatas frescas. O propósito do seu

fornecimento é o de disponibilizar um produto que não requeira nenhuma

preparação posterior por parte do consumidor no que se refere à seleção,

limpeza, lavagem, descascamento e corte. Outra vantagem é a redução

praticamente total do desperdício.

Pesquisa feita pela Associação Brasileira da Batata, em 2002, com 302

consumidores, revelou que 82% preferem batatas frescas, que incluem batata

minimamente processada e batata pré-frita congelada (Berbari et al., 2002). A

batata palito minimamente processada apresenta várias vantagens sobre a pré-

frita congelada, visto ser um produto fresco, o que atende aos anseios do

consumidor, possui custo de produção menor e não necessita de temperaturas de

armazenamento tão baixas quanto para as pré-fritas congeladas (-18ºC).

O Brasil é um grande importador de batata pré-frita congelada, um

mercado que cresce 5% ao ano (Takano, 2001). As batatas pré-fritas congeladas

consumidas no Brasil são, em grande parte, importadas dos Estados unidos,

Holanda, Canadá, França e Argentina, em embalagens de 500g e 1kg, para

atender ao consumo doméstico e 5kg, para o mercado institucional. Os Estados

Unidos caracterizam-se como o maior produtor, consumidor e importador de

batata frita congelada (Agrianual, 2004).

É importante ressaltar que o consumo da batata minimamente processada

ainda é inexpressivo, mas a tendência é de expansão nesse segmento da

agroindústria. Um aumento na produção de batatas palito minimamente

processadas pode levar a uma redução na importação de batata pré-frita

congelada, favorecendo o aumento do superávit da balança comercial brasileira.

2.4.2 Etapas do processamento mínimo de frutas e hortaliças

2.4.2.1 Recepção da matéria-prima

Assim que o produto chega à unidade de processamento, deve ser

colocado numa câmara refrigerada para retirar o calor de campo ou para manter

sua baixa temperatura, caso tenha sido transportado em caminhão refrigerado. A

seleção da matéria-prima por peso e tamanho dá uniformidade e padronização ao

produto final. O produto deverá apresentar uma coloração característica,

maturação adequada, ausência de danos e doenças, e o sabor e aroma

característicos da cultura.

2.4.2.2 Limpeza e lavagem da matéria-prima

A higienização corresponde à etapa de eliminação de agentes causadores

de doenças por meio de procedimentos adequados de limpeza. Após a limpeza,

alguns produtos vegetais, notadamente aqueles que ficam em contato direto com

o solo, necessitam de uma lavagem com solução de detergente para uma boa

remoção dos microrganismos e sujidades aderidos à superfície dos mesmos.

2.4.2.3 Desinfecção da matéria-prima

Na desinfecção da matéria-prima, utilizam-se agentes com atividade

antimicrobiana. A legislação não menciona outros princípios ativos a não ser

clorados, ou seja, os liberadores de cloro ativo, como hipoclorito de sódio e

dicloroisocianurato. A desinfecção é realizada em cuba ou tanque com água

clorada com 100 a 200ppm de cloro ativo (ideal de 120 a 150ppm) pelo tempo

de 10 a 15 minutos.

2.4.2.4 Descascamento

O descascamento pode ser realizado de várias maneiras, de acordo com o

tipo de produto, manual ou mecanicamente. Pode requerer o uso de tratamentos

químico e térmico.

2.4.2.5 Redução do tamanho

A redução do tamanho é realizada por diferentes meios, pelos quais os

frutos e hortaliças são transformados em peças menores, com forma definida e

tamanho uniforme. As facas devem ser extremamente afiadas e finas, para a

obtenção de corte satisfatório, com o mínimo de dano ao produto. Após o corte,

os produtos podem ou não ser lavados com água clorada para a retirada dos

exsudatos celulares e imersos ou pulverizados com soluções de aditivos

químicos.

2.4.2.6 Desinfecção e preservação química

A desinfecção do produto após o corte deve ser realizada com água

clorada, observando-se a concentração de cloro recomendada. A concentração

de cloro na água depende do tipo de produto. Após a lavagem com solução

clorada forte, é preciso fazer o enxágüe dos produtos, utilizando para isso, água

tratada com concentração de 2 a 5mg de cloro ativo/litro.

A lavagem de frutos e hortaliças para o processamento mínimo

geralmente é realizada em câmara isolada, com número restrito de entradas, para

evitar o contato humano com o produto.

Os produtos minimamente processados podem ser submetidos a alguns

tratamentos para melhorar a sua estabilidade durante o armazenamento e a

distribuição. Os aditivos químicos são incorporados para retardar o crescimento

superficial de leveduras, mofos e bactérias, bem como para manter as

características de qualidade (cor, sabor, aroma e textura). Os antioxidantes

evitam o escurecimento enzimático, a perda do sabor e do aroma, o

amaciamento dos tecidos e a perda da qualidade nutricional. Como exemplo,

citam-se os ácidos cítrico, ascórbico, isoascórbico, eritórbico e EDTA (ácido

etileno-diamino-tetracético).

2.4.2.7 Centrifugação

A remoção da água de lavagem e do excesso de água (exsudato) é

crítica, visto que sua presença estimula o crescimento microbiano. É realizada

em equipamentos próprios (centrífugas) que operam em alta rotação.

Todas as etapas do processamento mínimo descritas nesse item, 2.4.2,

foram elaboradas por Chitarra (1998).

2.4.3 Mudanças fisiológicas em produtos minimamente processados

A qualidade das frutas e hortaliças precisa ser excelente, a fim de se

manter uma qualidade adequada para produtos minimamente processados. É

importante, também a regulação da temperatura, da umidade relativa e a

sanitização do produto minimamente processado.

Batatas minimamente processadas não são consumidas no estado fresco,

mas são produtos perecíveis que necessitam ser preservados do escurecimento

enzimático, da perda de água e do crescimento microbiano. Como estes produtos

continuam metabolicamente ativos, o processamento mínimo aumenta sua

perecibilidade por causa do rompimento celular, do aumento da respiração, da

elevação da produção de etileno e da síntese de metabólicos secundários. Essas

reações resultam em encurtamento da vida de prateleira devido a mudanças na

cor, textura e “flavor”, bem como em um aumento da população microbiana na

superfície cortada.

A partir do momento em que o produto minimamente processado perde

uma larga área superficial sem nenhuma casca, ele tem um alto potencial para

perda de peso, principalmente sob altas temperaturas, em que o déficit de

pressão de vapor é alto (Watada et al., 1996).

Em produtos vegetais intactos, a água nos espaços intercelulares não está

diretamente exposta à atmosfera. Porém, quando se realiza o processamento, a

fruta ou a hortaliça processada expõe o tecido e aumenta rapidamente a taxa de

evaporação de água (Brecht, 1995) A aceleração da perda de água resulta em

murchamento, perda da qualidade visual e alteração da textura.

A respiração é um fenômeno necessário para a manutenção da vida dos

tecidos vegetais, como também um mecanismo de degradação de suas reservas

energéticas e nutritivas. O processo respiratório consiste na quebra de

substâncias mais complexas, por meio do processo de oxidação, para a extração

de energia e para a síntese de novas substâncias. As substâncias que são

utilizadas na respiração são produzidas pela própria planta durante a fase pré-

colheita (Honório & Moretti, 2002).

Segundo Kader (2002), a perda de reserva nos vegetais durante a

respiração significa o aparecimento do processo de senescência do produto,

quando as reservas para manter a fruta ou hortaliça viva estão sendo exauridas,

reduzindo o valor energético do produto, provocando perda de sabor e aroma,

especialmente doçura, e perda de matéria seca. Os principais substratos

utilizados na respiração dos tubérculos de batata são os carboidratos

provenientes da hidrólise dos grânulos de amido armazenados nos amiloplastos.

A taxa respiratória dos tecidos e órgãos vegetais é mais comumente

expressa em mg ou mL de CO

.kg

-1

. A taxa respiratória de tubérculos de

batata, em estado de dormência, é considerada baixa quando comparada com

aquelas observadas em outras hortaliças.

A taxa respiratória pode ser usada como índice para se determinar a

qualidade dos tubérculos de batata após sua colheita. A respiração apresenta-se

mais alta logo após a colheita dos tubérculos, especialmente naqueles imaturos,

isto é, cerca de três vezes superior à de tubérculos colhidos após a senescência

das plantas.Tubérculos armazenados a 20

C apresentam taxas respiratórias 50%

superiores àquelas observadas a 10

C (Fontes & Finger, 1997).

Nesse processo energético, cerca de 40% da energia gerada pela quebra

da cadeia de carbono é utilizada pelo tecido vegetal para manter a vida das

células. Os outros 60% da energia gerada são perdidos na forma de calor vital.

Portanto, frutas e hortaliças geram calor e, se colocadas em ambiente fechado,

tendem a aumentar a temperatura do ambiente. O calor gerado pela batata à

temperatura de 0°C é de 0,062 kj.kg

-1

, a 10°C é de 0,071-0,11 kj.kg

-1

e a

temperatura de 20°C é de 0,088-0,176 kj.kg

-1

(Honório & Moretti, 2002).

A taxa de deterioração (perecibilidade) para produtos colhidos é

geralmente proporcional à taxa de respiração. As frutas e hortaliças podem ser

classificadas de acordo com sua respiração. A taxa de respiração para batata

madura é considerada baixa, ou seja, apresenta valores entre 5mg e 10mg

.kg

-1

. Já para a batata imatura, os valores da respiração encontram se

moderados, com o índice entre 10mg e 20mg CO

.kg

-1

. Todos estes valores

foram encontrados sob temperatura de 5°C (Fontes & Finger, 1997).

Diversos fatores podem afetar o metabolismo respiratório dos tubérculos

durante o armazenamento, como alterações bruscas de temperatura e injúrias

mecânicas que induzem aumentos temporários na respiração (Finger & Fontes,

1999).

A taxa de respiração de minimamente processados geralmente é maior

do que produtos intactos. Tipicamente, a taxa de respiração pode ser usada para

avaliar a vida de prateleira de produtos frescos, porém, com produtos

minimamente processados, a fisiologia é alterada muito drasticamente para se

fazer uma previsão. Essa taxa progride com o aumento da temperatura, sendo

que este aumento difere para cada tipo de produto (Watada et al., 1996).

Segundo Gunes & Lee (1997), sob a temperatura de 2°C para o

tubérculo de batata intacto, a respiração foi de 1,22mL CO

.kg

-1

, enquanto

que, para batatas descascadas e fatiadas, a taxa foi de 2,55 e 6,1mL CO

.kg

-1

respectivamente. Segundo esses autores, o processo de respiração ocorre na

mitocôndria passando através da casca, os espaços intercelulares e membranas.

O descascamento e o corte aumentam o nível de respiração porque removem a

casca, reduzindo o caminho de difusão do gás nos tecidos e aumentando a

permeabilidade da membrana.

Produtos minimamente processados geralmente são muito mais

perecíveis que produtos intactos porque eles passaram por um severo estresse

físico, tais como descascamento, cortes, fatiamento e remoção da camada

protetora das células. Conseqüentemente, produtos processados devem ser

mantidos a temperaturas mais baixas do que aquelas recomendadas para

produtos intactos. Embora a temperatura a 0°C seja desejável para muitos

produtos, alguns são preparados, transportados e armazenados a 5°C e, algumas

vezes, sob temperaturas mais elevadas, como a 10°C. Armazenar a esse nível

elevado pode apressar a deterioração por causa do quociente da temperatura de

respiração (Q

) das reações biológicas, que aumenta a taxa respiratória de 2 a 3

vezes para cada aumento de 10ºC na temperatura de armazenamento.

Porém, deve-se tomar o cuidado com a injúria causada por temperaturas

baixas. A batata, por exemplo, pode sofrer injúria pelo frio com temperaturas

entre 0°C e 10°C. O ideal para seu armazenamento é a temperatura entre 10°C e

15°C (Kader, 2002).

A temperatura também afeta o equilíbrio do balanço amido/açúcar em

batata. Temperaturas de armazenamento inferiores a 10°C favorecem o acúmulo

de açúcares solúveis, em detrimento do acúmulo de amido durante o

armazenamento. Contudo, o equilíbrio pode ser restaurado ao se armazenarem

os tubérculos em temperaturas de 15°C a 20°C, pelo período de uma semana ou

mais.

Em batata, o acúmulo de açúcares solúveis é indesejável, por causa do

escurecimento não enzimático que ocorre devido às reações entre aminoácidos e

açúcares, em altas temperaturas. Segundo Pritchard & Adam (1994), a

temperatura deve ser rigorosamente controlada durante o armazenamento de

batatas minimamente processadas embaladas, mantendo-se a 5ºC durante todo o

processo, para que se evite a formação de condições anaeróbicas dentro da

embalagem.

2.4.4 Escurecimento enzimático

O escurecimento da batata, após seu descascamento e corte, consiste

numa alteração indesejável e fator limitante primário para sua a comercialização.

Portanto, tal assunto será tratado em separado, a seguir.

Metade das frutas e hortaliças é perdida devido a reações de

deteriorações pós-colheita. Polifenoloxidase e peroxidase, presentes em muitos

frutos e hortaliças, são responsáveis pelo escurecimento enzimático de produtos

frescos que sofreram escoriações, cortes ou outros danos à parede celular

(Martinez & Whitaker, 1995; Burns, 1995).

O controle do escurecimento enzimático em hortaliças e frutas

minimamente processadas tem recebido atenção pelos pesquisadores por causa

de sua importância no processamento industrial de alimento. Reações de

escurecimento em frutas e hortaliças tornam-se evidentes quando o alimento é

sujeito a um processamento ou injúria mecânica. Historicamente, o

escurecimento enzimático tem sido controlado pela aplicação de sulfitos (Laurila

et al., 2002), os quais são altamente eficientes no controle enzimático de batatas

pré-descascadas. Por causa de seus efeitos adversos na saúde, o uso de sulfitos

para esse propósito tem sido criticado. Diversos substitutos de sulfitos,

principalmente formulações de ácido ascórbico ou ácido eritórbico em

combinação com ácido cítrico, fosfatos e conservantes, têm sido testados, mas

esses não são eficientes como os sulfitos e alternativas para o controle do

escurecimento em batatas processadas ainda precisam ser testadas (Sapers &

Miller, 1995).

O escurecimento geralmente prejudica as propriedades sensoriais dos

produtos porque está associado a mudanças na cor, no sabor e podendo haver

amaciamento devido, provavelmente, à ação de enzimas pécticas (Martinez &

Whitaker, 1995). O processo enzimático pode estar associado a um grande

número de reações oxidativas e de biodegradação, como degradação da clorofila

ou auxinas, oxidação de fenóis, oxidação do ácido indol acético e biossíntese de

ligininas (Valderrama et al., 2001). Uma vez quebrada a integridade das paredes

celulares e das membranas celulares, a oxidação enzimática ocorre de forma

muito mais rápida.

2.4.4.1 Enzimas envolvidas no escurecimento enzimático

O escurecimento enzimático requer quatro diferentes compostos:

oxigênio, a enzima, cobre e um substrato fenólico. A mais importante enzima

em frutas e hortaliças minimamente processadas é a polifenoloxidase (PPO).

Polifenoloxidase é um termo genérico para um grupo de enzimas que catalisam

a oxidação de compostos fenólicos e que leva à produção de cor marrom na

superfície de frutas e hortaliças cortadas. É encontrada nos plastídeos, não sendo

integrantes da membrana protéica. Os substratos fenólicos são encontrados no

vacúolo e sua oxidação ocorre somente quando há uma

descompartimentalização celular (Belknap et al., 1994). Durante a operação de

descascamento e corte, as membranas das células são rompidas e substratos

entram em contato com enzimas de oxidação. Na presença de oxigênio, rápido

escurecimento ocorre devido à oxidação enzimática de fenóis para orto-

quinonas, que se polimerizam rapidamente, formando pigmentos marrons ou

pretos, como as melanoidinas (Laurila et al., 2002). O escurecimento de batatas

processadas começa a ocorrer depois que todo o ácido ascórbico foi oxidado

(Smith, 1977). Acredita-se que a polifenoloxidase seja a enzima mais importante

envolvida no escurecimento de batata.

Polifenoloxidases, também conhecidas como tirosinases, cresolases,

catecolases, difenolases e fenolases, catalisam dois tipos de reações, ambas

envolvendo oxigênio. A primeira reação corresponde à hidroxilação de

monofenóis formando orto-difenóis e a segunda, à oxidação de orto-difenóis,

formando orto-quinonas. As polifenoloxidases atuam sobre uma grande

variedade de substratos; citam-se p-cresol, tirosina e ácido p-cumárico como

substratos monofenólicos, enquanto catecol, didroxifenilalanina e ácido

clorogênico substratos são difenólicos (Gomes et al., 2001).

As polifenoloxidases são encontradas em quase todas as plantas

desenvolvidas, incluindo, trigo, batata, pepino, alcachofra, alface, pêra, mamão,

uva, pêssego, manga e maçã, bem como em sementes de cacau (Martinez &

Whitaker, 1995).

Smith (1977) relatou que a atividade da polifenoloxidase diminui com a

redução da concentração de oxigênio e com o aumento do peso específico da

batata. A maior descoloração de batatas com maior peso específico pode estar

mais relacionada com o alto teor de compostos fenólicos do que com a atividade

da polifenoloxidase. Belkaap et al. (1994) relataram maior atividade da

polifenoloxidase na região mais externa do tubérculo de batata, provavelmente

por ser uma região mais exposta a condições ambientais adversas.

Outra enzima muito encontrada em plantas é a peroxidase. Mudança na

atividade dessa enzima pode ser constatada quando ocorre algum ferimento,

estresse fisiológico e infecções nos vegetais. A peroxidase é uma enzima que

contém um grupo heme e está relacionada com processos de cicatrização, como,

por exemplo, a lignificação (Cantos et al., 2002; López-Serrano et al., 1995). A

peroxidase promove a oxidação de compostos fenólicos na presença de peróxido

de hidrogênio (Dunford & Stillman, 1976). A possível função da peroxidase na

formação da melanina tem sido questionada, dado o baixo teor de peróxido de

hidrogênio nos tecidos vegetais. Entretanto, a liberação de peróxido de

hidrogênio, na oxidação de alguns compostos fenólicos, catalisada pela

polifenoloxidase, poderia indicar uma possível ação sinergística entre essas duas

enzimas, o que sugere a participação da peroxidase nos processos de

escurecimento (Subramanian et al., 1999). A peroxidase utiliza o peróxido de

hidrogênio como doador de elétrons.

Mono e difenóis são potenciais substratos para a peroxidase. Embora a

peroxidase possa também contribuir para o escurecimento enzimático, sua

função ainda continua questionável (Garcia & Barrett, 2002).

A peroxidase apresenta uma alta atividade na região basal da batata. Sua

atividade é maior durante o período de florescimento da planta. A atividade

dessa enzima é crescente durante o crescimento da planta, ocorrendo uma

diminuição no final do período de desenvolvimento. A atividade da peroxidase é

mais alta no pH 5 e aumenta com a temperatura entre 7ºC e 55ºC, perdendo sua

atividade quando exposta durante 10 minutos a 95ºC (Smith, 1977).

2.4.4.2 Fatores que influenciam o escurecimento enzimático

Os fatores mais importantes na determinação do grau de escurecimento

enzimático em frutas e hortaliças são a concentração enzimática ativa, os

compostos fenólicos presentes, o pH, a temperatura e a concentração de

oxigênio no tecido (Laurila et al., 2002).

O pH ótimo para a atuação da polifenoloxidase está entre 4 e 7. Gomes

et al. (2001) relataram que o pH ótimo para a atividade máxima da

polifenoloxidase para nove cultivares de feijão foi 7,2. O ajustamento do pH

com ácidos para 4 ou abaixo desse valor pode ser usado no controle do

escurecimento até onde a acidez possa ser suportada pelo paladar humano.

A temperatura ideal para a polifenoloxidase varia dentre as espécies e

cultivares. A 80°C, a atividade da enzima é completamente destruída. A

inativação com alta temperatura é viável, aplicando-se temperaturas acima de

50°C, mas pode produzir mudanças indesejáveis nas cores, sabor, aroma e ou

textura (Laurila et al., 2002). Um estudo do tratamento térmico dos extratos

concentrados da polpa e casca das cultivares de maçã Gala e Fuji, nas

temperaturas de 60°C, 65°C, 70°C e 75°C, durante o período de 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8

e 10 minutos foi realizado. Os resultados revelaram que a atividade da

polifenoloxidase diminuiu com o aumento da temperatura e com o tempo de

exposição do extrato enzimático, tendo esta isoenzima sido inativada após 10

minutos de tratamento a 75°C (Valderrama et al., 2001).

É importante considerar que produtos minimamente processados, como

todo tecido vivo, requerem um mínimo de oxigênio para continuar suas

atividades metabólicas. O escurecimento enzimático pode ser retardado (na

presença do substrato e da enzima ativa) se o oxigênio não for disponível para a

reação acontecer. Durante o processamento de frutas e hortaliças é comum

deixar esse material mergulhado em água para que seja evitado o escurecimento.

Porém, o tecido vegetal escurece quando é recolocado em contato com o ar

atmosférico. Deve-se tomar o cuidado quando o produto é mantido mergulhado,

pois o equilíbrio osmótico pode resultar em perda de sólidos (Garcia & Barrett,

2002).

Diversos fatores podem contribuir para o desenvolvimento do

escurecimento enzimático, como práticas culturais, tipo de solo, fertilizante,

clima e condições nas quais são colhidas as frutas e as hortaliças. Todos esses

fatores podem influenciar na qualidade final do produto minimamente

processado. Alta quantidade de nitrogênio tem influenciado no aumento do

escurecimento em batata. A seleção do material para o processamento precisa

ser muito bem avaliado. A suscetibilidade para o escurecimento pode variar de

cultivar para cultivar. Alguns tecidos podem apresentar alta atividade da

polifenoloxidase e ou alta concentração ou tipos de fenólicos, substratos da

polifenoloxidase, que, sob condições apropriadas, podem aumentar a tendência

ao escurecimento (Garcia & Barrett, 2002).

O ideal seria selecionar cultivares com baixos níveis de polifenoloxidase

ou substratos fenólicos, ou ambos. A correta escolha da cultivar é

particularmente importante para cenouras, batatas e cebolas.

Algumas hortaliças e ou frutos, como batata, cenoura ou maçã,

necessitam ser descascadas. Há diversos métodos avaliados, mas, em escala

industrial, o descasque é normalmente realizado com descascadores mecânicos,

químicos ou com vapor à alta pressão. O método ideal seria o descascamento à

mão, com uma faca bem afiada. Segundo Gunes & Lee (1997), batatas devem

ser descascadas por soluções lixívias alcalinas (NaOH ou KOH) ou com faca,

quando ocorre um menor escurecimento enzimático.

2.4.4.3 Métodos para prevenção do escurecimento enzimático

O uso de filmes ou coberturas comestíveis pode modificar a atmosfera

internamente, tendo se mostrado uma eficiente ferramenta para estender a vida

de prateleira do produto. Porém, extensiva modificação da atmosfera poderá

causar injúrias no tecido (Watada et al., 1996).

Para batatas pré-descascadas, substâncias conservantes, embalagem a

vácuo e a baixa temperatura durante a distribuição têm sido comumente usadas.

O mais eficiente conservante para produtos frescos é o sulfito, que serve como

agente antimicrobiano e controla o escurecimento enzimático. Porém, o uso de

sulfitos está sujeito a regulações pelo governo em diversos países e sua

aplicação tem sido ligada a reações adversas em consumidores ( Baldwin et al.,

1996).

Na teoria, o escurecimento em frutas e hortaliças pode ser prevenido

utilizando-se tratamentos com alta temperatura, inativando a enzima, fazendo a

exclusão ou remoção de um dos compostos (O

ou fenóis), abaixando o pH para

4, ou adicionando compostos que inibam a polifenoloxidase ou previnam a

formação de melanoidinas. Vários inibidores da polifenoloxidase são

conhecidos, mas poucos têm sido considerados como alternativas para os

sulfitos.

A alternativa mais estudada para substituir o sulfito é o ácido ascórbico.

Este composto é altamente efetivo na inibição do escurecimento enzimático,

primariamente por causa de sua habilidade em reduzir a transformação de

compostos fenólicos em orto-quinonas. Infelizmente, uma vez que o ácido

ascórbico tem sido completamente oxidado a ácido deidroascórbico, quinonas

podem ser acumuladas e sofrer escurecimento (Laurila et al., 2002).

O ácido cítrico atua como agente quelante e acidulante, ambos inibidores

da polifenoloxidase (Laurila et al., 2002) e é o principal ácido orgânico de frutas

e hortaliças (Wiley, 1994; Gardner, 1966). O ácido cítrico reduz o pH, quelando

o cobre no sítio ativo da polifenoloxidase, inativando a enzima. Resultados

promissores têm sido obtidos usando ácido cítrico e as combinações com ácido

ascórbico e ácido benzóico, mergulhando-se batata minimamente processada

nessas soluções. Gunes & Lee (1997) observaram que a mistura de 0,5% de L-

cisteína e 2% de ácido cítrico proporcionou o melhor resultado em relação ao

valor L* (intensidade de cor) em batata descascada por abrasão e embaladas em

atmosfera modificada quando comparada ao uso de outras sustâncias

antioxidantes.

Segundo Langdon (1987), batatas foram fatiadas e mergulhadas durante

1 minuto em solução contendo 0,3%, 0,5% ou 1% de ácido cítrico em

combinação com ácido ascórbico e depois embaladas em polietileno. Após 14 e

20 dias, as batatas tratadas com esta solução apresentavam aparência, cheiro e

textura de batatas frescas fatiadas. Gardner (1991), avaliando batatas

descascadas tratadas com uma solução de 1,08g de ácido cítrico e 1,08g de ácido

ascórbico em 100mL de água (partes por peso) e embaladas em polietileno,

armazenando-se a 0°C e 4°C, obteve bons resultados. A vida de prateleira

baseada na cor do produto foi de 12 dias, apresentando um odor característico de

produto fresco. Após a abertura da embalagem, a batata manteve sua coloração

normal por 7 horas em atmosfera natural. Laurila et al. (1998), estudando três

diferentes cultivares (uma delas era a Bintje), observaram boa qualidade visual

para batatas fatiadas mergulhadas em soluções com concentração de 0,1% de

ácido cítrico 0,5% de ácido ascórbico e com uma mistura de 20% de CO

+ 80%

na embalagem.

O ácido eritórbico é um isômero do ácido ascórbico, apresentando

propriedades semelhantes, embora não tenha atividade de vitamina C. O ácido

eritórbico atua como seqüestrador de oxigênio e, portanto, reduzindo o oxigênio

molecular. Esse composto chega a ser até cinco vezes mais barato que o ácido

ascórbico. O ácido eritórbico tem sido usado como inibidor de escurecimento

enzimático em combinação com o ácido ascórbico ou cítrico para batatas

fatiadas e para batatas inteiras descascadas por abrasão. Santerre et al. (1991)

retiraram a casca da batata por abrasão, deixando-a inteira e mergulhou o

tubérculo em uma solução contendo 3% de ácido eritórbico, armazenando-o em

embalagem plástica a 3,8°C. As batatas mergulhadas na solução de ácido

eritórbico apresentaram luminosidade igual ou maior do que batatas com

2.000ppm de sulfito.

Acredita-se que, num futuro próximo, cultivares mais adaptadas ao

processamento mínimo já tenham sido desenvolvidas. Talvez, produtos

destinados ao processamento serão cultivados em condições mais controladas, a

fim de se obter um produto mais próximo do padrão desejável.

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CAPÍTULO 2

AVALIAÇÃO DO PROCESSAMENTO MÍNIMO DE BATATAS

‘ASTERIX’ E ‘BINTJE’, ARMAZENADAS A 5°

°°

°C E 15°

°°

°C

1 RESUMO

Almeida, Gustavo Costa de. Avaliação do processamento mínimo de batatas

‘Asterix’ e ‘Bintje’, armazenadas a 5ºC e 15ºC. 2005. 119p. Dissertação

(Mestrado em Ciências dos Alimentos) - Universidade Federal de Lavras,

Lavras, MG.

A batata enquadra-se no grupo das hortaliças que possuem as

características para o processamento mínimo devido à sua pouca conveniência

durante o preparo para as refeições. Dois obstáculos a serem enfrentados durante

processamento mínimo de frutas e hortaliças são a escolha correta da cultivar e a

manutenção da baixa temperatura durante o período de comercialização. O

presente trabalho avaliou o comportamento fisiológico de diferentes cultivares

de batata, Asterix e Bintje, minimamente processadas na forma palito e intactas,

armazenadas em diferentes temperaturas, 5ºC e 15ºC. Foram avaliadas a

concentração de gás carbônico e as variáveis firmeza, intensidade da cor,

atividade da polifenoloxidase e peroxidase, açúcares totais, amido, vitamina C e

acidez titulável no produto minimamente processado armazenado a 5ºC e 15ºC,

durante 9 dias. O trabalho foi realizado no Laboratório de Pós-Colheita da

EMBRAPA, no Centro Nacional de Pesquisa de Hortaliças, CNPH, em Brasília,

no ano de 2004. O processamento mínimo da batata aumentou sua taxa

respiratória nas primeiras 4 horas após o processamento, com a ‘Asterix’

minimamente processada apresentando maior taxa sob as duas temperaturas de

armazenamento. O armazenamento da batata minimamente processada a 5ºC e

15ºC se mostrou prejudicial para ambas as cultivares, devido à formação de

pequenas pontuações escuras na batata palito. Para as duas cultivares

armazenadas a 15ºC, houve acúmulo de água no interior da embalagem com a

emanação de odor fétido. A cultivar Bintje apresentou menor atividade da

polifenoloxidase, maior intensidade de cor e maior teor de ácido ascórbico em

relação a cultivar Asterix.

Comitê orientador: Eduardo Valério de Barros Vilas Boas - UFLA (Orientador); Celso

Luiz Moretti - EMBRAPA (Co-orientador).

2 ABSTRACT

Almeida, Gustavo Costa de. Evaluation of minimal processing of ‘Asterix’ e

‘Bintje’ potatoes, stored at 5ºC and 15ºC. 2005. 119p. Dissertation (Master in

Food Science) - Federal University of Lavras, Lavras, Minas Gerais, Brazil.

Potatoes belong to a group of vegetables which have the specific

characteristics to be minimally processed due their low convenience during the

prepare to meals. There are two shortcomings related to fresh-cut fruits and

vegetables: the right choice of cultivar and keeping the low temperature during

the marketing. This work had the purpose of evaluating the physiological

behaviour of different cultivars of potatoes Asterix and Bintje, intacts and

minimally processed in shape of strips, stored in different temperatures, 5ºC and

15ºC. It was evaluated the concentration of carbon dioxide for 4 hours after the

processing and the variables firmness, colour intensity, activity of peroxidase

and polyphenoloxidase, titratable acidity, total sugars, starch and vitamin C in

the fresh-cut product stored at 5ºC and 15ºC for 9 days. The work was carried

out in Post-Harvest Laboratory of EMBRAPA in Research National Center of