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AVALIAÇÃO DA RETENÇÃO DE CAROTENÓIDES DE ABÓBORA,
MANDIOCA E BATATA DOCE
Priscila do Nascimento
Engenheira de Alimentos
Profª. Drª. Mieko Kimura
Orientadora
Profª. Drª. Maria Aparecida Mauro
Co-orientadora
Junho/2006
São José do Rio Preto – SP
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PRISCILA DO NASCIMENTO
AVALIAÇÃO DA RETENÇÃO DE CAROTENÓIDES DE ABÓBORA,
MANDIOCA E BATATA DOCE
Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências,
Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual
Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São
José do Rio Preto, para obtenção do título de Mestre
em Engenharia e Ciência de Alimentos (Área de
concentração: Ciência e Tecnologia de Alimentos).
Orientadora: Profª. Drª. Mieko Kimura
Co-orientadora: Profª. Drª. Maria Aparecida Mauro
São José do Rio Preto
2006
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Nascimento, Priscila.
Avaliação da retenção de carotenóides de abóbora, mandioca e batata
doce / Priscila do Nascimento. - São José do Rio Preto: [s.n.], 2006
67 f.; 30 cm.
Orientador: Mieko Kimura
Co-orientador: Maria Aparecida Mauro
Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista,
Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas
1. Tecnologia de alimentos. 2. Carotenóides -
Retenção. 3. Abóbora.
4. Mandioca. 5. Batata doce. I. Kimura, Mieko. II. Mauro, Maria
Aparecida. III. Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências,
Letras e Ciências Exatas. IV. Título.
CDU – 664
PRISCILA DO NASCIMENTO
AVALIAÇÃO DA RETENÇÃO DE CAROTENÓIDES DE ABÓBORA,
MANDIOCA E BATATA DOCE
COMISSÃO JULGADORA
DISSERTAÇÃO PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE
_____________________________________________
Profª. Drª. Mieko Kimura - Orientadora
_____________________________________________
Profª. Drª. Cristiane Hess de Azevedo Meleiro - Titular
_____________________________________________
Prof. Dr. José Antonio Gomes Vieira - Titular
_____________________________________________
Profª. Drª. Patricia Maria Onofre Colombo Silva - Suplente
_____________________________________________
Profª. Drª. Neuza Jorge - Suplente
São José do Rio Preto, 28 de junho de 2006
Aos meus pais, Antonio e Isaura, e à minha amiga Lidia
pelo apoio incondicional
dedico
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pelo dom da vida e oportunidade de crescimento moral,
espiritual e intelectual.
À Profª. Drª. Mieko Kimura pelo incentivo, estímulo ao desenvolvimento do
raciocínio científico, pelas cobranças, às vezes nem tão sutis, para realização de um bom
trabalho e sobretudo pelos ensinamentos que levo para minha vida pessoal.
À Profª. Drª. Maria Aparecida Mauro pela co-orientação deste trabalho e valiosas
sugestões pela ocasião de participação da banca de qualificação.
Aos Profs. Drs. Cristiane Hess de Azevedo Meleiro, José Antonio Gomes Vieira,
Patricia Maria Onofre Colombo Silva e Neuza Jorge pela disposição em participar da
banca examinadora, e empenho na correção da dissertação.
À Profª. Drª. Lidia Maria de Almeida Plicas pela participação na banca de
qualificação, pela amizade, companheirismo e sugestões para a elaboração da tese.
À Alice pela compreensão, a Maria Elena por zelar pelo meu bem estar físico e
psicológico, e à minha amiga Luciene pela paciência e incentivo.
Aos colegas da pós-graduação e às companheiras das jornadas no laboratório,
Naiara, Ellen e Natália que tanto me auxiliaram.
A todos os professores, técnicos e funcionários do DETA que contribuíram de
forma direta ou indireta para a realização deste trabalho.
À Fapesp pelo auxílio financeiro ao projeto e ao Harvest-Plus pela bolsa de
pesquisa.
"O valor das coisas não está no tempo que elas duram, mas na intensidade com
que acontecem.
Por isso, existem momentos inesquecíveis, coisas inexplicáveis e pessoas
incomparáveis."
(FERNANDO PESSOA)
SUMÁRIO
Resumo .................................................................................................................. i
Abstract ....................................................................................................................
iii
Capítulo 1. Retenção de carotenóides durante a secagem de alimentos: revisão
bibliográfica ..............................................................................................................
1
1. Introdução ............................................................................................................ 2
2. Estruturas, propriedades e funções dos carotenóides ........................................ 2
3. Principais fontes brasileiras de carotenóides importantes para a saúde .............
9
4. Efeito do processamento nos carotenóides .........................................................
10
4.1. Efeito da secagem ........................................................................................ 11
4.2. Efeito do branqueamento ............................................................................. 14
4.3. Efeito da desidratação osmótica .................................................................. 16
5. Referências bibliográficas ....................................................................................
19
Capítulo 2. Avaliação da retenção de carotenóides de abóbora durante a
secagem: efeito do branqueamento, pré-tratamento osmótico e temperatura de
secagem ..................................................................................................................
26
Resumo ................................................................................................................... 27
1. Introdução ............................................................................................................ 28
2. Objetivos............................................................................................................... 29
3. Materiais e métodos ............................................................................................ 30
3.1. Materiais ....................................................................................................... 30
3.2. Processamento .............................................................................................
30
3.2.1. Corte, descascamento e fatiamento .................................................... 31
3.2.2. Branqueamento ................................................................................... 32
3.2.3. Desidratação osmótica ........................................................................ 32
3.2.4. Secagem ..............................................................................................
33
3.3. Métodos analíticos ........................................................................................
33
3.3.1. Determinação de carotenóides totais .................................................. 33
3.3.2. Determinação de α-caroteno e β-caroteno por cromatografia líquida
de alta eficiência (CLAE) ......................................................................
34
3.3.2.1. Preparo dos extratos para análise cromatográfica .................. 35
3.3.2.2. Condições cromatográficas ..................................................... 35
3.3.2.3. Identificação e quantificação ................................................... 36
3.3.2.4. Isolamento de padrões por cromatografia em coluna aberta .. 36
3.3.2.5. Verificação da pureza............................................................... 36
3.3.2.6. Confirmação da identidade dos padrões isolados ................... 37
3.3.2.7. Cromatografia em camada delgada......................................... 38
3.3.2.8. Cálculo das concentrações dos padrões ................................. 38
3.3.2.9. Preparo da mistura de padrões e construção da curva padrão
39
3.3.3. Cálculo da retenção de carotenóides .................................................. 39
3.3.4. Determinação de umidade ...................................................................
39
4. Resultados e discussão ....................................................................................... 40
5. Conclusões .......................................................................................................... 45
6. Referências bibliográficas ....................................................................................
46
Capítulo 3. Efeito do cozimento, fritura e secagem no teor de β-caroteno de
mandioca e batata doce ..........................................................................................
48
Resumo ................................................................................................................... 49
1. Introdução ............................................................................................................ 50
2. Objetivos .............................................................................................................. 53
3. Materiais e métodos ............................................................................................ 53
3.1. Materiais ....................................................................................................... 53
3.2. Métodos......................................................................................................... 53
3.2.1. Preparo das amostras de batata doce .................................................
53
3.2.2. Preparo das amostras de mandioca .................................................... 54
3.2.3. Avaliação da retenção de β-caroteno ..................................................
55
3.2.4. Quantificação de β-caroteno por CLAE ...............................................
56
3.2.5. Condições cromatográficas ................................................................. 56
3.2.6. Identificação e quantificação ............................................................... 57
4. Resultados e discussão ....................................................................................... 57
4.1. Retenção de β-caroteno de batata doce durante o preparo doméstico .......
57
4.2. Retenção de β-caroteno da mandioca durante o preparo doméstico ..........
61
4.3. Retenção de β-caroteno de batata doce e mandioca durante a secagem ...
63
5. Conclusões .......................................................................................................... 65
6. Referências bibliográficas ....................................................................................
66
i
RESUMO
A secagem com ar aquecido é uma das técnicas mais conhecida e simples de
conservação, mas que pode prejudicar a qualidade sensorial e nutricional dos alimentos.
A atrativa coloração de muitos alimentos se deve a presença de carotenóides cuja
importância para manutenção da saúde é mundialmente reconhecida. No entanto, a
estrutura altamente insaturada responsável pela suas propriedades, torna os
carotenóides susceptíveis à degradação durante o processamento.
No presente trabalho, a retenção de α-caroteno e β-caroteno de fatias de
abóbora, submetidas ao processo de secagem foi avaliada, verificando o efeito do
branqueamento (98°C/2 min), pré-tratamento osmótico com solução de sacarose (40%) e
da temperatura de secagem (60°C, 70°C e 80°C). Secagem direta sem pré-tratamento
acarretou perdas consideráveis de α-caroteno e β-caroteno (17% - 18% e 11% - 13%,
respectivamente), todavia, diferenças na retenção desses carotenóides devido à
diferença de temperatura não foram observadas. α-Caroteno e β-caroteno permaneceram
estáveis durante o branqueamento. A desidratação osmótica provocou perda de
aproximadamente 5% dos dois carotenóides. No entanto, o branqueamento e tratamento
osmótico realizados previamente à secagem melhoraram a retenção de α-caroteno e β-
caroteno durante a secagem, exceto para a temperatura de 80°C na qual a amostra
branqueada apresentou menor retenção.
Devido à grande presença de mandioca e batata doce na alimentação básica de
muitos países em desenvolvimento e sua importância como fonte de vitamina A
principalmente das populações mais carentes, a retenção de β-caroteno durante o
cozimento, fritura e secagem foi avaliada utilizando amostras pareadas analisadas por
CLAE. A retenção do β-caroteno variou (2 ensaios) de 87% a 88% na batata doce cozida
por 20 minutos. Como esperado a retenção das amostras fritas (67% - 68%) foi menor do
que nas amostras cozidas devido à temperatura mais alta utilizada nessa forma de
ii
preparo. A mandioca apresentou menor retenção de β-caroteno em ambos os processos
quando comparado à batata doce. A porcentagem de retenção foi de 79% - 82% para
amostras cozidas e 54% - 56% para as fritas.
iii
ABSTRACT
Hot air drying is one of the best known and simplest of the conservation
techniques, but which harm the sensory and nutritional qualities of foodstuff. Many foods
owe their attractive colouring to the carotenoid’s presence, which is known as being
important for good health. None-the-less, the highly unsaturated structure responsible for
its properties makes the carotenoids susceptible to process degradation.
In this work, during the drying, the α-carotene e β-carotene retention in sliced
squash was evaluated, verifying the effect of blanching (98°C/2 min), osmotic pre-
treatment with sucrose solution (40%) and drying temperature (60°C, 70°C e 80°C).
Drying without pre-treatment caused considerable losses of α-carotene e β-carotene (17%
- 18% e 11% - 13%, respectively), however, variances in carotenoid’s retention due to
different temperature were not observed. During blanching, α-Carotene e β-carotene
remained stable. Osmotic dehydration caused, in both carotenoids, an approximate loss
of 5%. Even so, blanching and osmotic treatment done previously to drying improved the
α-carotene e β-carotene retention during the process, except at 80°C where the blanched
sample showed lower retention.
Cassava and sweetpotato are staple foods in many developing countries and an
important vitamin A source, principally among the poorer population. Because of this, β-
carotene retention during cooking, frying and drying were evaluated using paired samples
analyzed by HPLC. The retention of β-carotene varied (2 trials) from 87% to 88 % in
sweetpotatoes cooked for 20 minutes. As expected, the retention of fried samples (66% -
67%) was lower than boiled samples due the higher temperature of this preparation.
Cassava presented lower retention of β-carotene in both processes when compared to
sweetpotato. The retention percentage was 78-81 for boiled and 54-56 for fried samples.
1
Capítulo 1
Retenção de carotenóides durante a secagem
de alimentos: revisão bibliográfica
2
1. INTRODUÇÃO
O estudo dos carotenóides sempre se destacou pela sua importância na
alimentação humana como fonte de vitamina A e pela sua ação antioxidante que está
relacionada com a diminuição do risco de doenças degenerativas como alguns tipos de
câncer, doenças cardiovasculares, degeneração macular e formação de catarata,
proteção das mucosas gástricas, além do seu uso comercial como corante natural.
Reconhecidas como as principais fontes de carotenóides importantes para a
saúde humana, as frutas e demais vegetais in natura foram intensivamente estudados,
tanto no Brasil quanto no exterior.
No entanto, a sazonalidade e a distância entre a região produtora e consumidora
que dificulta o acesso às frutas e outros vegetais frescos por parte da população, bem
como, a perecibilidade desses alimentos devido ao elevado teor de água, tornam o
processamento imprescindível para preservação dos mesmos, a fim de possibilitar o seu
consumo de forma regular e em quantidades adequadas durante o ano todo.
Aliado às evidências de maior biodisponibilidade dos carotenóides em alimentos
processados e tendo conhecimento da susceptibilidade dos mesmos à degradação
quando expostos ao calor, luz e oxigênio, estudos envolvendo o efeito do processamento
e avaliação da composição de carotenóides em alimentos processados, vem sendo
bastante estudados.
2. ESTRUTURAS, PROPRIEDADES E FUNÇÕES DOS CAROTENÓIDES
Os carotenóides estão entre os pigmentos mais encontrados na natureza com
uma estimativa de produção de 100 milhões de toneladas por ano (FRASER; BRAMLEY,
2004). Eles estão presentes em todos organismos fotossintéticos e são responsáveis por
muitas das cores, que vão do amarelo ao vermelho, de muitas frutas, flores, legumes e
3
hortaliças, tubérculos, animais (pássaros, insetos, peixes e crustáceos) e microrganismos
(leveduras).
A estrutura básica dos carotenóides é de um tetraterpeno (C
40
), formado por oito
unidades isoprenóides (C
5
H
8
) unidas por ligações tipo “cabeça-cauda”, com exceção da
posição central onde a ligação é do tipo “cauda-cauda” (PFANDER, 1987).
Essa estrutura pode ser modificada de várias maneiras através de hidrogenação,
dehidrogenação, ciclização, migração de dupla ligação, encurtamento ou extensão da
cadeia, rearranjo, isomerização, introdução de substituintes ou combinações de
processos, resultando nos mais de 600 carotenóides naturais até hoje isolados e
identificados (RODRIGUEZ-AMAYA, 1993).
Os carotenóides constituídos apenas de carbono e hidrogênio são chamados de
carotenos. Esses hidrocarbonetos podem ser acíclicos como o licopeno ou cíclicos como
o α-caroteno e β-caroteno (Figura 1).
licopeno
α-caroteno
β-caroteno
Figura 1. Estruturas de carotenóides acíclicos e cíclicos
Carotenóides que contém oxigênio são chamados xantofilas. Os substituintes
mais comuns são os grupos hidroxilas como o da β-criptoxantina (mono-hidroxilado) e
4
luteína (di-hidroxilado) e grupos epóxi como da violaxantina e 5,8-monoepoxi-β-caroteno
(Figura 2).
β-criptoxantina
luteína
violaxantina
5, 8-monoepoxi-β-caroteno
Figura 2. Estruturas de xantofilas
As propriedades físico-químicas, funções e ações dos carotenóides estão
intimamente ligadas às suas estruturas.
A capacidade de absorver luz na região visível e, conseqüentemente o poder
corante dos carotenóides, deve-se ao sistema dessas duplas ligações conjugadas
presente em suas estruturas. Pelo menos sete duplas ligações conjugadas são
necessárias para que um carotenóide seja colorido, como no caso do ζ-caroteno que
confere uma coloração amarela ao maracujá. À medida que o sistema conjugado vai
sendo estendido, a cor também se intensifica; portanto, o licopeno com 11 duplas
5
ligações conjugadas, colore o tomate de vermelho. A ciclização coloca as duplas ligações
que se encontram dentro dos anéis, fora do plano daquelas da cadeia poliênica,
diminuindo a sua coloração. Assim, o γ-caroteno, com uma dupla ligação conjugada
localizada no anel, é laranja-avermelhado, enquanto o β-caroteno, com duas destas
ligações em anéis, é laranja (cenoura), embora ambos tenham 11 duplas ligações
conjugadas como o licopeno (RODRIGUEZ-AMAYA, 1997) (Figura 3).
ζ-caroteno
licopeno
γ-caroteno
β-caroteno
Figura 3. Estruturas de carotenóides associadas à cor de vegetais
Além do poder corante, funções e ações biológicas têm sido atribuídas aos
carotenóides, sendo a atividade pró-vitamínica A, a função fisiológica mais conhecida.
Em países em desenvolvimento, onde os produtos de origem animal (fontes de vitamina
A pré-formada) não são economicamente acessíveis a grande parte da população, a
vitamina A da dieta é proveniente principalmente das pró-vitaminas A. A ingestão de pró-
6
vitamina A tem a vantagem desta ser apenas bioconvertida pelo organismo quando há
carência, evitando-se assim a hipervitaminose. Os carotenóides que podem ser
convertidos em vitamina A são aqueles que possuem pelo menos um anel β-ionona não
substituído, ligado a uma cadeia poliênica conjugada de no mínimo 11 carbonos.
A transformação dos carotenóides pró-vitamínicos em vitamina A ocorre por
clivagem central (mecanismo principal), onde o carotenóide é dividido ao meio, formando
duas moléculas de retinal no caso do β-caroteno ou uma molécula no caso dos demais
carotenóides pró-vitamínicos A, que são posteriormente transformadas em retinol.
Alternativamente, pode ocorrer clivagem excêntrica em que segmentos são retirados de
uma das extremidades da molécula do carotenóide, formando apocarotenóides e
eventualmente retinal (OLSON, 1999 apud Niizu, 2003).
β-caroteno
retinal retinol
Figura 4. Transformação de β-caroteno em vitamina A
Assim, dos mais de 600 carotenóides, identificados e presentes na natureza,
apenas cerca de 50, possuem a habilidade de serem precursores da vitamina A
(GOODWIN; BRITTON, 1988). O β-caroteno é o mais ativo (100% de atividade),
enquanto γ-caroteno, α-caroteno, β-zeacaroteno, β-criptoxantina e α-criptoxantina
apresentam apenas 50% de atividade.
7
Além da atividade pró-vitamínica A, os carotenóides desempenham outras
funções biológicas como fortalecimento do sistema imunológico, diminuição do risco de
doenças degenerativas como doenças cardiovasculares e certos tipos de câncer,
prevenção de degeneração macular e formação de catarata.
Experimentos com culturas de células in vitro demonstrando que os carotenóides
inibem a transformação e proliferação de células, assim como regulam a manifestação de
certos genes, indicam o efeito protetor contra carcinogenese (COLLINS, 2001).
De acordo com Dorgan (1998), altos níveis de licopeno sérico estão associados
com a diminuição do risco de câncer de mama. Também, o efeito benéfico da ingestão de
licopeno na diminuição dos riscos de câncer de próstata foi relatado por Giovannucci
(1995, 1999) e Van Breemen et al (2002). Chen et al (2001) mostraram que uma dieta
rica em produtos de tomate pode reduzir danos oxidativos do DNA do leucócito e danos
oxidativos nos tecidos da próstata em pacientes já diagnosticados com câncer de
próstata, sugerindo que tais alimentos podem ser usados no tratamento do câncer de
próstata, bem como na sua prevenção. No entanto, apesar do licopeno ser o carotenóide
com maior poder antioxidante, os estudos não são conclusivos de que seja o único
composto presente no tomate que contribui para esse efeito protetor. Esse efeito parece
ser devido à associação de carotenóides e outros fitoquímicos encontrados nas frutas.
Estudos epidemiológicos recentes correlacionando carotenóides (especialmente
β-caroteno) e desenvolvimento de doenças cardiovasculares, mantém a hipótese que os
carotenóides têm potencial preventivo (KOHLMEIER; HASTINGS, 1995). O consumo de
produtos processados de tomate reduz a sensibilidade de lipoproteínas a danos
oxidativos (HADLEY; CLINTON; SCHWARTZ, 2002) e o baixo licopeno sérico está
associado com o aumento do risco de ocorrência de aterosclerose vascular em homens
de meia idade (RISSANEN et al, 2002). Por outro lado, outros estudos têm demonstrado
pequeno ou nenhum efeito do β-caroteno na redução da mortalidade por doenças
cardíacas ou derrame cerebral (COOPER; ELDRIDGE; PETERS, 1999).
8
Nenhum efeito protetor do β-caroteno sobre o desenvolvimento de eritema de pele
foi observado por Garmyn et al (1995). No entanto, Gollnick et al (1996) observaram
resultados satisfatórios para o menor desenvolvimento de psoríase em estágio inicial com
suplementação de β-caroteno. Stahl et al (2000) demonstraram que a combinação
dietética de β-caroteno com vitamina E é mais efetiva que o β-caroteno isoladamente,
enquanto, Eichler; Sies; Stahl (2002) mostraram que a peroxidação lipídica UV-induzida
dos fibroblastos das células da pele humana, in vitro foi diminuída pela adição de β-
caroteno, licopeno ou luteína.
Doenças relacionadas à visão, associadas à idade tais como catarata e
degeneração macular, são problemas comuns que atravessam o mundo. Em ambos os
casos, há evidências de que carotenóides específicos na dieta podem reduzir a
incidência dessas doenças, provavelmente pela extinção de espécies de oxigênio ativo.
De acordo com Bone et al (1977), a mácula dos olhos contém alto conteúdo de
luteína e zeaxantina, que a protegem dos danos induzidos pela luz e eliminam os radicais
formados nos fotoreceptores.
Dados epidemiológicos prospectados acima de 8 anos mostraram um risco abaixo
de 19% de catarata em homens que consomem altos níveis de luteína e zeaxantina
(BROWN, 1999). Uma pesquisa aleatória, com médicos americanos, durante
aproximadamente 12 anos, mostrou que a suplementação de β-caroteno não foi
significativamente benéfica e nem prejudicial com relação ao risco de catarata, porém em
um subgrupo, com fumantes, as análises mostraram um possível efeito benéfico da
suplementação de β-caroteno, atenuando o risco excessivo de catarata em fumantes por
volta de 26% (CHRISTEN, 2003).
Schalch et al (2000) publicaram uma revisão onde estudos epidemiológicos e
testes de intervenção clínica controlada indicam que ingestão de luteína e zeaxantina,
seja em alimentos ou através de suplementos, podem especificamente aumentar seus
9
níveis na mácula ou no sangue, e estão correlacionados com a redução do risco de
degeneração macular.
3. PRINCIPAIS FONTES BRASILEIRAS DE CAROTENÓIDES IMPORTANTES PARA A
SAÚDE
As principais fontes brasileiras de β-caroteno são o buriti (360 µg/g) (GODOY;
RODRIGUEZ-AMAYA, 1995), batata doce variedade Acadian e Centennial (218 e 149
µg/g, respectivamente) (ALMEIDA-MURADIAN; PENTEADO, 1992), abóbora variedade
Baianinha (150 µg/g) (ARIMA; RODRIGUEZ-AMAYA, 1990), caruru (110 µg/g)
(MERCADANTE; RODRIGUEZ-AMAYA, 1990) e tucumã (107 µg/g) (GODOY;
RODRIGUEZ-AMAYA, 1994), além da cenoura, outras variedades de abóbora no estado
maduro (Menina Verde e Goianinha), bocaiúva e verduras nativas como a taioba,
serralha e mentruz. Além de β-caroteno, o buriti, a cenoura e algumas variedades de
abóbora apresentam também conteúdos significativos de α-caroteno.
A β-criptoxantina, outra pró-vitamina A, pode ser encontrada em concentrações
apreciáveis na pitanga (49 µg/g) (CAVALCANTE; RODRIGUEZ-AMAYA, 1992), cajá (16
µg/g) (RODRIGUEZ-AMAYA; KIMURA, 1989) e mamão (9,7 µg/g) (KIMURA;
RODRIGUEZ-AMAYA; YOKOYAMA, 1991).
Atualmente considerado o carotenóide com maior poder antioxidante, o licopeno
está presente em elevadas quantidades na pitanga, goiaba, mamão Tailândia, melancia e
tomate (72 µg/g, 66 µg/g, 40 µg/g, 36 µg/g e 35 µg/g, respectivamente) (CAVALCANTE;
RODRIGUEZ-AMAYA, 1992; PORCU; RODRIGUEZ-AMAYA, 2004; KIMURA;
RODRIGUEZ-AMAYA; YOKOYAMA, 1991; NIIZU; RODRIGUEZ-AMAYA, 2003, 2005).
Os vegetais verdes folhosos como a rúcula (76 µg/g) (NIIZU; RODRIGUEZ-
AMAYA, 2005), espinafre (68 µg/g) (AZEVEDO-MELEIRO; RODRIGUEZ-AMAYA, 2005),
10
almeirão (57 µg/g) e agrião (56 µg/g) (KIMURA; RODRIGUEZ-AMAYA, 2003); além de
conter β-caroteno, são as mais importantes fontes de luteína. A zeaxantina, que junto
com a luteína atua na prevenção da degeneração macular e formação de catarata, é
encontrada em conteúdos significativos em poucos alimentos (buriti, abóbora moranga e
milho).
4. EFEITO DO PROCESSAMENTO NOS CAROTENÓIDES
Frutas e vegetais são bastantes perecíveis devido ao seu alto conteúdo de água e
baixa resistência a danos mecânicos, tornando necessária aplicação de alguma técnica
de preservação para garantir a sua estabilidade e oferta durante o ano todo, e
conseqüentemente garantir à população, a ingestão dos carotenóides importantes para a
saúde em quantidades suficientes e de forma regular e contínua. Por outro lado, devido a
sua estrutura altamente insaturada, os carotenóides são bastante susceptíveis a
degradação (isomerização, oxidação e epoxidação) durante o processamento e
estocagem dos alimentos.
A isomerização de trans-carotenóides para cis-carotenóides, promovida pelo
contato com ácidos, tratamento térmico e exposição à luz, diminuem a cor e altera sua
atividade biológica. Geralmente não na mesma extensão que a oxidação enzimática e
não enzimática, as quais dependem da disponibilidade de oxigênio e da estrutura do
carotenóide, sendo estimulada pela luz, calor, metais, enzimas e peróxidos e inibida por
antioxidantes. A degradação dos carotenóides durante processamento e estocagem dos
alimentos aumenta com a destruição da estrutura celular dos alimentos, aumento da área
superficial ou porosidade, período ou severidade das condições de processamento,
tempo e temperatura de estocagem, exposição à luz e permeabilidade da embalagem ao
oxigênio. O processamento também influencia a biodisponibilidade dos carotenóides,
conduzindo à isomerização e rompimento da estrutura celular.
11
Qualquer que seja o método de processamento escolhido, a retenção do
carotenóide diminui com o tempo mais longo de processamento, temperatura mais alta,
tamanho e desintegração das partículas do alimento. Reduzindo o tempo de
processamento e temperatura, e tempo entre descascamento, corte ou desintegração e
processamento a retenção melhora significantemente. Dessa forma, processamento com
alta temperatura e menor tempo, é uma boa alternativa (RODRIGUEZ-AMAYA, 2002).
4.1. Efeito da secagem
Dentre as técnicas tradicionais de conservação de alimentos, a secagem é uma
das mais largamente utilizada em alimentos. Fundamentada na redução da
disponibilidade de água tanto para o desenvolvimento de microorganismos quanto para
reações bioquímicas deteriorativas, apresenta a vantagem de ser simples e permitir a
obtenção de produtos com maior tempo de vida de prateleira, envolvendo custos e
volumes menores de acondicionamento, armazenagem e transporte. No entanto, a
qualidade de alimentos secos com ar aquecido geralmente é baixa, devido às alterações
de cor e sabor, grande compactação e, principalmente, perda de nutrientes.
Devadas et al. (1978) relataram perda de 40% do β-caroteno durante a secagem
de folhas de Moringa oleifera e feno grego (Trigonella foenum-graecum). Em cubos de
cenouras secos a 65°C em estufa com circulação de ar as retenções de α-caroteno, β-
caroteno e carotenóides totais, foram respectivamente de 64%, 65% e 62% (PINHEIRO-
SANT’ANA et al., 1998).
Suvarnakuta; Devahastin; Mujumdar (2005), estudaram a cinética de degradação
de β-caroteno de cubos de cenoura verificando o efeito da secagem com ar aquecido,
secagem a vácuo e secagem a baixa pressão com injeção de vapor na câmara do
secador (LPSSD). As secagens foram realizadas a temperaturas de 60°C, 70°C e 80°C
até os produtos finais atingirem 10% de umidade. A retenção do β-caroteno nas
12
temperaturas de 60°C, 70°C e 80°C foram, respectivamente, de 83%, 76% e 74% para o
secador a baixa pressão com injeção de vapor (LPSSD), de 74%, 71% e 68% para o
secador a vácuo e de 62%, 62% e 58% para o secador com ar aquecido. Nos três tipos
de secadores, o aumento da temperatura de secagem acarretou menor retenção do β-
caroteno por acelerar o processo de oxidação. As cenouras secas em secador com ar
aquecido apresentaram as maiores perdas quando comparado às secas nos secadores a
vácuo e LPSSD, devido à maior disponibilidade de oxigênio. Comparando o secador a
vácuo com o secador a baixa pressão com injeção de vapor, a retenção de β-caroteno de
cenouras secas no segundo foi maior devido ao baixo nível de oxigênio livre no ambiente
da câmara do secador e menor temperatura do produto.
O efeito da secagem na retenção de β-caroteno de cenouras branqueadas com
teor inicial de 1580 µg/g de matéria seca foi avaliado por Prakash; Jha; Datta (2004),
utilizando três tipos de secadores: secador solar com temperatura média de 55°C durante
16 horas, secador de leito fluidizado com temperaturas de 50°C, 60°C e 70°C e secador
por microondas em três diferentes potências até atingir 6% de umidade. Os teores de β-
caroteno remanescentes nas amostras secas em secador de leito fluidizado, secador por
microondas e secador solar foram de 1460 - 1470 µg/g, de 1260 - 1290 µg/g e 930 µg/g,
respectivamente.
As retenções de β-caroteno não foram influenciadas pela diferença de
temperatura utilizadas no leito fluidizado (92% - 93%), nem pela diferença de potência no
secador de microondas (80% - 82%) e o secador solar foi o que apresentou menor
retenção (59%). De acordo com os autores, a maior perda do β-caroteno da cenoura
seca no secador solar de cabine pode ser atribuída ao longo tempo de secagem e
exposição à luz, que induz à oxidação do β-caroteno, devido à sua instabilidade. A
redução do teor de β-caroteno durante a secagem foi observada nas mais altas
13
temperaturas e níveis de potência e esse fato poderia ser devido ao aumento da taxa de
oxidação de sua estrutura química altamente insaturada.
Ndawula; Kabasa; Byaruhanga (2004) em um estudo feito em Uganda,
compararam o efeito da secagem, até umidade final de 10% - 15%, direta ao sol e dois
secadores solares com diferentes coberturas, no teor de β-caroteno em fatias de manga
e folhas de feijão caupi (Vigna unguiculata). As perdas na secagem direta ao sol foram de
94% e 63% respectivamente para a manga e folhas de feijão. No secador solar com
cobertura de polietileno a perda na manga foi de 84% e da folha de feijão caupi foi de
51%. Utilizando secador solar coberto com ‘visqueen’, as perdas diminuíram para 73% e
44%, respectivamente para a manga e folha de feijão caupi. As amostras secas nos dois
secadores solares com coberturas não apresentaram diferença de perdas, embora os
valores de β-caroteno observados para o secador coberto com “visqueen” tenderem ser
maiores, devido ao menor tempo de secagem e melhor eficiência de filtragem dos raios
UV. A maior perda na secagem direta ao sol, foi explicada pelos autores pela exposição
à radiação solar, particularmente, raios ultravioleta (UV) que catalisariam a oxidação do
β-caroteno. Além disso, na secagem diretamente ao sol, os produtos levaram um tempo
maior (6 dias) para atingir o teor de umidade final de 15% quando comparado aos do
secador solar com cobertura de polietileno (4 dias) e secador coberto com ‘visqueen’ (3
dias). Teores de umidade acima de 15% promovem reações enzimáticas e interações de
outros constituintes na secagem do produto, o que contribui para maior perda de β-
caroteno na secagem direta ao sol.
As retenções extremamente menores encontradas por Ndawula et al. (2004) para
manga e folhas de feijão caupi quando comparadas às encontradas por Prakash et al
(2004) para cenoura, pode ter sido influenciada pelo longo tempo de secagem utilizado
pelos primeiros autores (6 dias vs 16 horas).
14
4.2. Efeito do branqueamento
O branqueamento é um pré-processamento aplicado a alimentos, que tem como
objetivo principal a inativação de enzimas, com o propósito primário de aumentar a
estabilidade de estocagem de alimentos onde a atividade enzimática continua mesmo
depois do processamento.
Para alimentos refrigerados e congelados, a inativação enzimática é crítica visto
que muitas enzimas em frutas e demais vegetais retomam a atividade e causam
deterioração e perda na qualidade do produto mesmo a baixas temperaturas empregadas
na estocagem de alimentos refrigerados ou congelados. O branqueamento também é
requerido antes da desidratação de muitos produtos, pois as temperaturas associadas ao
processo de secagem são insuficientes para inativar enzimas no interior do produto, e a
atividade enzimática não é controlada pela redução da umidade da mistura (HELDMAN;
HARTEL, 1998).
O efeito do branqueamento no teor de carotenóides totais durante a secagem de
cubos de cenoura com ar aquecido a 50°C foi avaliada por Faria et al. (2000). Enquanto
as cenouras sem tratamento sofreram uma perda de aproximadamente 25% logo na
primeira hora de secagem, permanecendo constante até o final do processo, o teor de
carotenóides totais dos cubos branqueados (água em ebulição por 8 minutos) não sofreu
perda significativa durante todo o processo, indicando que os carotenóides são mais
afetados pela degradação enzimática do que pelo processo de secagem.
O efeito do branqueamento na retenção de β-caroteno também foi avaliado por
Ndawula; Kabasa; Byaruhanga (2004) em folhas de feijão submetidas à secagem por
exposição direta ao sol e em dois secadores solares com diferentes tipos de coberturas.
As perdas de β-caroteno foram reduzidas nas três condições de secagem (63%, 51%e
44% para amostras não branqueadas versus 53%, 34% e 24% para amostras
15
branqueadas). Os resultados encontrados mostraram que o branqueamento contribui
para um aumento da retenção de β-caroteno.
Negi; Roy (2000) verificaram o efeito de diferentes condições de branqueamento e
métodos de secagem na retenção de β-caroteno em vegetais folhosos consumidos na
Índia. O β-caroteno mostrou-se sensível ao calor e oxidação durante o branqueamento
apresentando retenções de 49% a 92%, as quais foram melhoradas quando
metabissulfito de potássio foi adicionada durante o tratamento (50% a 98%). As
condições de secagem também afetaram significativamente as retenções que variaram
de 18% a 41% na secagem direta ao sol, de 21% a 49% na secagem em secador solar e
de 35% a 73% na secagem em secador de cabine.
Koca; Burdurlu; Karadeniz (2005) estudaram o efeito do branqueamento (sete
minutos em água a 90°C) na degradação de carotenóides de cenouras em fatias,
desidratadas em secador com ar aquecido a 60°C. O teor de β-caroteno na amostra seca
submetida ao branqueamento foi de 844 mg/kg enquanto na amostra levada a secagem
sem branqueamento prévio foi de apenas 606 mg/kg. Além de reduzir as perdas durante
a secagem, o branqueamento também influenciou na estabilidade da cenoura durante a
estocagem. As perdas de carotenóides durante a estocagem para cenoura branqueada e
não branqueada apresentaram uma variação de 52% - 72% e 87% - 99%,
respectivamente.
Por outro lado, Arya et al. (1979) observaram maior degradação de carotenóides
durante o armazenamento de cenoura em fatias liofilizadas, previamente branqueadas
com água em ebulição por seis minutos (45% para amostras não branqueadas vs 54%
para amostras branqueadas). De acordo com os autores, o branqueamento acelera a
velocidade de auto-oxidação dos carotenóides.
16
4.3. Efeito da desidratação osmótica.
Para melhorar a qualidade de produtos desidratados, estudos envolvendo pré-
tratamento osmótico prévio à secagem com ar aquecido vêm crescendo nos últimos
anos.
A desidratação osmótica é um processo de remoção de água que envolve
imersão de um alimento sólido como um pedaço de fruta ou hortaliça em uma solução
concentrada contendo um ou mais solutos. Durante a imersão ocorrem pelo menos dois
importantes fluxos simultâneos em contra-corrente: um substancial fluxo de água do
alimento para a solução e uma menor transferência de soluto que migra da solução para
o alimento. Também se constata, em menor proporção, um fluxo envolvendo perda de
solutos naturais do alimento para a solução (SAUREL et al., 1994).
Devido à permeabilidade seletiva das membranas celulares que envolvem o
conteúdo celular (BILDWEEL, 1979), que não são barreira para a transferência das
moléculas de água, mas bloqueiam a passagem de solutos de elevado peso molecular,
geralmente se observa grande perda de água do tecido vegetal para a solução e menor
transferência de solutos da solução para o sólido. Estes últimos terão espaço disponível
restringido para difundir através do tecido celular (MARCOTTE; LE MAGUER, 1991).
Diferentes estudos sobre desidratação osmótica têm sido conduzidos, visando
obtenção dos mais variados produtos ou ingredientes, como frutas minimamente
processadas ou com umidade intermediária, ou então visando sua aplicação como
tratamento prévio à secagem convectiva ou congelamento. Os primeiros pesquisadores a
reportar estudos sobre desidratação osmótica de alimentos já destacavam as vantagens
de submeter frutas a tratamentos prévios em soluções de açúcares antes da secagem,
tendo como resultado a manutenção da cor e dos aromas e a redução da acidez
(PONTING et al., 1966; PONTING, 1973; DIXON, 1976).
17
O conteúdo de carotenóides de vegetais submetidos à desidratação osmótica foi
estudado por Soares; da Silva (1993) que não observaram perda significativa de
carotenóides totais durante a desidratação osmótica de cenoura em solução aquosa de
glicerol e cloreto de sódio e por Heng; Gilbert; Cuq (1990) que obtiveram resultados
semelhantes durante a desidratação de mamão com solução de açúcar.
O efeito de diferentes condições de secagem nos teores de licopeno de tomate foi
avaliado por Shi et al. (1999), sendo que os autores não observaram nenhuma perda
durante o tratamento osmótico com solução de sacarose 65° Brix por 4 horas a 25°C. A
secagem a vácuo (55°C) durante 4 a 8 horas e a secagem convencional a 95°C durante 6
a 10 horas acarretaram perdas de 3,2% e 3,9%, respectivamente. Tomates pré-tratados
com solução de sacarose 65° Brix por 4 horas a 25°C, seguidos de secagem a vácuo
(55°C) durante 4 a 8 horas, mostraram perda de apenas 2,4% do teor inicial de licopeno.
De acordo com os autores, provavelmente, o açúcar protegeu o tomate do oxigênio
reduzindo a oxidação do licopeno.
Estudos do processo de desidratação osmótica de cubos de mamão formosa
(Carica papaya L.) feitos por El-Aquar; Murr (2003), avaliaram a qualidade do produto
final mediante análises de vitamina C, carotenóides totais, acidez e pH. A desidratação
osmótica foi preparada com dois tipos de solução de sacarose a 70° Brix, contendo 2,4%
p/p de lactato de sódio sendo a primeira com ácido láctico 0,1M e a segunda com ácido
cítrico 0,1M. O conteúdo de carotenóides totais da fruta ‘in natura’ foi de 301,7 µg/g de
matéria seca e após 4 horas de processamento os valores encontrados foram 296,7 e
294,1 µg/g de matéria seca para a solução contendo ácido láctico e ácido cítrico
respectivamente, mostrando que as perdas de carotenóides foram mínimas para ambas
as condições, apesar dos autores não apresentarem os cálculos de retenção dos
carotenóides.
Pan et al. (2003) conduziram experimentos de desidratação osmótica com
cenouras e abóboras em diferentes concentrações de sacarose e sal e avaliaram o teor
18
de carotenóides nas amostras tratadas. No tratamento osmótico de abóbora com
soluções de sacarose nas concentrações de 20%, 30%, 40%, 50% e 65% os respectivos
teores de carotenóides encontrados foram 210, 205, 199, 200 e 189 µg/g de matéria
seca. Para cenoura tratada osmoticamente com soluções de sacarose a 20%, 40% e
50%; 40% mais 10% de cloreto de sódio e 40% mais 15% de cloreto de sódio, as
concentrações de carotenóides encontradas foram 1248, 1212 e 1176; 1171 e 1251 µg/g
de matéria seca, respectivamente. Os resultados levaram os autores a sugerir que a
perda de carotenóides é diretamente proporcional à perda de água ou ganho de soluto.
Porém, é importante ressaltar que a diminuição no teor de carotenóides dos produtos
desidratados osmoticamente se deve ao aumento da matéria seca, o que não implica
propriamente em perdas como sugerido pelos autores.
Mauro; Garcia; Kimura (2005) constataram que durante a secagem de fatias de
abóbora com e sem pré-tratamento osmótico com solução de sacarose 60% por 1 hora
nenhuma perda de carotenóides foi observada durante o tratamento osmótico. Fatias de
abóboras apresentaram retenção de 74% de α-caroteno e 77% de β-caroteno durante
secagem a 50°C, e de 60% e 66% a 70°C. O pré-tratamento osmótico aumentou o grau
de retenção para 83% e 88% (50°C) e 72% e 76% a 70°C.
19
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25
Van BREEMEN, R. B. et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 50, n. 8, p.
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26
Capítulo 2
Avaliação da retenção de carotenóides de
abóbora durante a secagem: efeito do
branqueamento, pré-tratamento osmótico e
temperatura de secagem.
27
RESUMO
A abóbora Rajada Seca Melhorada apresenta frutos grandes (média de 30 kgs)
com alto rendimento de polpa e cor alaranjada intensa, características desejáveis para
obtenção de produtos processados. A secagem com ar aquecido é uma das técnicas
mais conhecidas e simples de conservação de alimentos, mas que pode prejudicar a sua
qualidade sensorial e nutricional. A atrativa coloração dessa variedade de abóbora deve-
se ao alto conteúdo de α-caroteno e β-caroteno, importantes pró-vitaminas A, que podem
se degradar durante o processamento. No presente trabalho, a retenção de α-caroteno e
β-caroteno de fatias de abóbora, submetidas ao processo de secagem foi avaliada,
verificando o efeito do branqueamento (98°C / 2 minutos), pré-tratamento osmótico com
solução de sacarose (40%) e da temperatura de secagem (60°C, 70°C e 80°C). Secagem
direta sem pré-tratamento acarretou perdas consideráveis de α-caroteno e β-caroteno
(17% - 18% e 11% - 13%, respectivamente), todavia, diferenças na retenção desses
carotenóides devido à diferença de temperatura não foram observadas. α-Caroteno e β-
caroteno permaneceram estáveis durante o branqueamento. A desidratação osmótica
provocou perda de aproximadamente 5% dos dois carotenóides. No entanto, o
branqueamento e tratamento osmótico realizados previamente à secagem melhoram a
retenção de α-caroteno e β-caroteno durante a secagem, exceto para a temperatura de
80°C na qual a amostra branqueada apresentou menor retenção.
Palavras-chave: abóbora, secagem, desidratação osmótica, branqueamento,
carotenóides.
28
1. INTRODUÇÃO
A abóbora é uma espécie indígena americana com significativa participação na
alimentação de muitos países, sendo a produção mundial em 2005, de 19.503.828 ton
(FAO, 2006).
No Brasil, as abóboras são importantes do ponto de vista sócio econômico, por
fazer parte da alimentação básica em várias regiões do país, sendo a região nordeste a
maior produtora apresentando no período de 1995 a 1997 um volume de 56.760
toneladas de abóbora (CEAGEPE, 1996). A produção abastece principalmente os
estados de Minas Gerais, São Paulo, Espírito Santo e em menor escala, os estados do
Rio de Janeiro e a cidade de Salvador.
Do ponto de vista nutricional, a importância da presença das abóboras na dieta
são os carotenóides, compostos responsáveis pela sua atrativa coloração e que
desempenham importante papel na saúde humana, pois contribuem para o fortalecimento
do sistema imunológico e diminuição do risco de doenças degenerativas (KOHLMEIER;
HASTINGS, 1995; COLLINS, 2001; RISSANEN et al., 2002; Van BREEMEN et al., 2002).
Além da sua função como corante natural e ação antioxidante, alguns carotenóides,
como o α-caroteno e β-caroteno, apresentam atividade pró-vitamínica A.
No Brasil, abóboras de diferentes variedades comercializadas para consumo
direto (in natura) ou para fabricação de doces, já foram estudadas com relação à
composição de carotenóides (ARIMA; RODRIGUEZ-AMAYA, 1988; ARIMA;
RODRIGUEZ-AMAYA, 1990; AZEVEDO-MELEIRO; RODRIGUEZ-AMAYA, 2003).
Abóboras das variedades Menina Verde, Baianinha e Goianinha apresentaram altos
conteúdos de α-caroteno (23 a 47 µg/g) e β-caroteno (39 a 234 µg/g), enquanto nas
Morangas e híbridos Tetsukabuto, os carotenóides principais foram o β-caroteno (13 a 30
µg/g) e luteína (10 a 56 µg/g).
29
A abóbora da variedade Rajada Seca Melhorada tem aparência externa e
coloração de polpa muito semelhante à variedade Menina Verde no estado maduro, mas
seus frutos apresentam em média, maior peso, casca fina e pequena cavidade interna,
ou seja, alto rendimento de polpa que a torna muito adequada ao processamento.
Para aumentar o aproveitamento dessa importante matéria prima, cujo
processamento se restringe, atualmente, apenas à fabricação de doces, a transformação
em “chips” ou farinhas apresenta grande potencial, pois produtos desidratados
geralmente apresentam maior tempo de vida de prateleira e menor volume e custo de
acondicionamento, armazenamento e transporte.
No entanto, considerando a susceptibilidade dos carotenóides à degradação
quando submetidos ao processamento, o presente estudo teve por objetivo avaliar a
retenção de carotenóides da abóbora Rajada Seca Melhorada durante o processo de
secagem com ar aquecido.
2. OBJETIVOS
2.1. Avaliar a retenção de carotenóides totais durante a secagem com ar aquecido a
70°, verificando o efeito do branqueamento e tratamento osmótico com solução de
sacarose.
2.2. Verificar o efeito da temperatura de secagem (60°, 70° e 80°C) nos teores de α-
caroteno e β-caroteno.
2.3. Verificar o efeito de branqueamento e tratamento osmótico com solução de
sacarose na retenção de α-caroteno e β-caroteno durante a secagem com ar
aquecido a 60°C, 70°C e 80°C.
30
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Materiais
Abóboras maduras com peso médio de 38 kg, variedade Rajada Seca Melhorada
(Figura 1), provenientes da Bahia foram adquiridas no CEASA de São José do Rio Preto.
Esta variedade foi escolhida por apresentar frutos grandes (média de 30 kg) com alto
rendimento de polpa e cor alaranjada intensa, características desejáveis para obtenção
de produtos processados.
Figura 1. Aparência externa da abóbora Rajada Seca Melhorada.
3.2. Processamento
Inicialmente, um estudo preliminar foi realizado para avaliar a retenção de
carotenóides totais durante a secagem de fatias de abóbora com ar aquecido a 70°C,
assim como verificar o efeito do branqueamento e pré-tratamento osmótico com solução
de sacarose a 40% na retenção. Tendo observado que o branqueamento e pré-
tratamento osmótico melhoravam a retenção de carotenóides totais durante a secagem,
experimentos foram realizados para verificar o efeito dos pré-tratamentos e temperatura
31
de secagem na retenção dos carotenóides principais, α-caroteno e β-caroteno, utilizando
cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE).
3.2.1. Corte, descascamento e fatiamento
Para facilitar o manuseio, as abóboras foram cortadas transversalmente em três ou
quatro peças e, em seguida, longitudinalmente em 6 ou 8 partes. Após o descascamento
e remoção das sementes, as peças foram fatiadas (4,5 mm de espessura) utilizando um
cortador elétrico da marca Eco. As fatias foram homogeneizadas e após a retirada de
amostra para análise de carotenóides e determinação de umidade, separadas em três
porções, sendo uma porção levada para secagem sem tratamento, a segunda submetida
ao branqueamento e a terceira ao tratamento osmótico, tomando-se o cuidado de pesar
todas as amostras antes e depois de cada processo.
Figura 2. Abóbora cortada em peças e em fatias
32
3.2.2. Branqueamento
O branqueamento foi realizado por imersão das fatias de abóbora em um tacho
com aproximadamente 10 L de água à temperatura de 98°C por 1 minuto, seguido de
resfriamento em água corrente, drenagem e remoção da água superficial com papel
absorvente. As fatias foram homogeneizadas, uma parte retirada para análise de
carotenóides e determinação de umidade, e o restante distribuído em bandejas de aço
perfurado, com pintura eletrostática de epóxi, e levadas para secagem.
Figura 3. Fatias de abóbora após branqueamento e em bandeja perfurada
3.2.3. Desidratação osmótica
Para desidratação osmótica, as fatias de abóbora dispostas dentro de um cesto
metálico, cilíndrico e perfurado, com uma tela de nylon na parte superior a fim de manter
as amostras imersas na solução osmótica, foram colocadas num tacho contendo solução
de sacarose 40% (p/p) na proporção de 1:20 (amostra:solução) para evitar diluição
significativa da solução pela água eliminada pela amostra. Após 1 hora de tratamento a
temperatura ambiente, com agitação manual em intervalos de 10 minutos, as fatias foram
drenadas dentro do próprio cesto e o excesso de solução aderida à sua superfície foi
33
removida com papel absorvente. Após homogeneização e retirada de amostra para
análise de carotenóides e umidade, as fatias foram distribuídas em bandejas metálicas
perfuradas e levadas para secagem.
Nos testes preliminares, nos quais as quantidades de amostra foram menores, o
pré-tratamento osmótico foi realizado em recipientes de vidro com tampas e em
incubadora com controle de temperatura e plataforma de agitação orbital.
3.2.4. Secagem
As fatias com ou sem pré-tratamentos foram secas em estufa com circulação
de ar, permanecendo as três primeiras horas com renovação de ar e com recirculação
até o término da secagem. As fatias e as bandejas tiveram suas posições invertidas com
a finalidade de obter uma secagem mais homogênea. Os experimentos foram conduzidos
a 60°C, 70°C e 80°C até atingir a umidade de equilíbrio.
3.3. Métodos analíticos
Para determinação de umidade, carotenóides totais, α-caroteno e β-caroteno,
amostras representativas de fatias cruas, pré-tratadas e secas foram retiradas,
homogeneizadas em multiprocessador e analisadas em duplicata.
3.3.1. Determinação de carotenóides totais
O teor de carotenóides totais foi determinado de acordo com o método descrito por
Rodriguez-Amaya e Kimura (2004). Os carotenóides de aproximadamente 5,0 e 1,0 g de
amostra crua e seca, respectivamente, foram extraídos com acetona e celite utilizando
almofariz e pistilo de porcelana e filtradas em funil com placa de vidro sinterizado
34
(porosidade G4) até que o resíduo se apresentasse destituído de cor (2 ou 3 extrações).
Para facilitar a extração, a amostra crua permaneceu por 10 minutos em acetona e as
amostras secas foram previamente hidratadas com água destilada por 20 minutos.
Em um funil de separação contendo aproximadamente 50 mL de éter de petróleo,
foi adicionada uma porção do extrato de carotenóides em acetona, seguido de adição
cuidadosa de água destilada (aproximadamente 300 mL). Após a separação das fases, a
fase inferior constituída de água e acetona foi descartada e uma nova porção do extrato
foi adicionada. O procedimento foi repetido até que todo o extrato fosse transferido para o
éter de petróleo. Em seguida, a fase etérea foi lavada cinco vezes com água destilada
para a remoção completa de acetona. Após o descarte da água da última lavagem, o
extrato etéreo foi recolhido num balão volumétrico fazendo-o passar por funil de vidro
contendo uma pequena porção de sulfato de sódio anidro para remoção de eventual
água residual. Após o ajuste do volume, a absorvância no comprimento de onda de
absorção máxima foi medida num espectrofotômetro UV-Visível (Beckman Coulter,
moledo DU 640).
O teor de carotenóides totais em µg/g e expresso como β-caroteno, foi calculado
utilizando valor de absortividade (A
%1
1cm
) de 2592
e a fórmula abaixo:
absorvância x volume (mL) x 10
4
C (µg/g) =
(A
%1
1cm
) x peso da amostra (g)
3.3.2. Determinação de α
αα
α-caroteno e β
ββ
β-caroteno por Cromatografia Líquida de
Alta Eficiência (CLAE)
A análise de carotenóides por CLAE foi realizada utilizando metodologia de
Kimura; Rodriguez-Amaya (2002), com os devidos reajustes para as amostras em
35
estudo. Todo o procedimento durante as análises foi realizado no menor tempo possível
e evitando ao máximo a exposição ao oxigênio, luz e temperaturas elevadas a fim de
evitar degradação dos carotenóides.
3.3.2.1. Preparo dos extratos para análise cromatográfica
As etapas de extração com acetona e transferência para éter de petróleo foram
realizadas da mesma forma descrita no item 3.3.1. Para evitar co-eluição dos ésteres de
xantofilas presentes nas amostras de abóbora, o extrato etéreo de carotenóides foi
recolhido diretamente num erlenmeyer e saponificado, adicionando-se igual volume de
solução de metanol com 10% de KOH e 0,1% de BHT, por 15hs, no escuro e à
temperatura ambiente. Após lavagem com água destilada e remoção de água residual, o
extrato foi concentrado em um evaporador rotatório (T < 35º C) e seco com N
2
. No
momento da injeção, o resíduo foi completamente redissolvido com acetona grau
cromatográfico filtrado em filtro PTFE 0,22 µm (Millipore) diretamente no ‘vial’ de
amostras do cromatógrafo.
3.3.2.2. Condições cromatográficas
A análise de carotenóides foi realizada num cromatógrafo líquido (Waters modelo
2695) com bomba quaternária, injetor automático, degaseificador à vácuo e detector UV-
Visível com arranjo de diodos (Waters modelo 2996), ambos controlados pelo software
Empower. Foi utilizada uma coluna monomérica C18, 3µm, 4,6 x 150 mm com fase móvel
constituída de acetonitrila (0,05% de trietilamina), metanol e acetato de etila na proporção
de 60:20:20 e eluição isocrática a um fluxo de 0.5 mL/min. A detecção dos picos foi
realizada no comprimento de onda máximo de absorção.
36
3.3.2.3. Identificação e quantificação
A identificação dos picos foi realizada pela análise conjunta dos tempos de
retenção, espectros de absorção obtidos pelo detector de arranjo de diodos e co-
cromatografia com padrões.
A quantificação de cada carotenóide foi realizada por padronização externa
utilizando-se padrões isolados no próprio laboratório, à partir das áreas obtidas nos
comprimentos de absorção máxima de cada carotenóide (447,6 nm para o α-caroteno e
454,9 nm para o β-caroteno).
3.3.2.4. Isolamento de padrões por cromatografia em coluna aberta
Extrato de carotenóides de cenoura foi preparado conforme descrito no item 3.3.1.
O isolamento dos padrões de carotenóides foi realizada segundo a metodologia
descrita por Rodriguez-Amaya (1999), utilizando uma coluna de vidro (2,5 x 30 cm)
empacotada até a altura de aproximadamente 15 cm com mistura de hyflosupercel:MgO
(1:1) ativada a 110° C por 4 horas.
As frações foram eluídas com gradiente de acetona em éter de petróleo (Figura 4)
tomando-se o cuidado de coletar apenas a porção central da banda para evitar
contaminação.
3.3.2.5. Verificação da pureza
Para verificar a pureza dos padrões de α-caroteno e β-caroteno, uma alíquota foi
levada à secura com N
2
, redissolvida em acetona grau cromatográfico, filtrada e injetada
no cromatógrafo.
37
β-caroteno 2% de acetona em éter de petróleo
α-caroteno éter de petróleo
Figura 4. Representação gráfica do isolamento de padrões da cenoura.
O cálculo da porcentagem de pureza da amostra foi feito utilizando a seguinte
fórmula:
área do pico do padrão x 100
% pureza =
área total
A área total é obtida através da soma das áreas de todos os picos detectados.
Para que o padrão possa ser utilizado, ele deve ter no mínimo 90% de pureza e nenhum
dos contaminantes pode co-eluir com os outros padrões que farão parte da mistura.
Quando esses requisitos não eram alcançados, o padrão era recromatografado.
3.3.2.6. Confirmação da identidade dos padrões isolados
Para confirmação da identidade, os padrões isolados foram submetidos à análise
espectrofotométrica na região UV-Visível (350 – 550 nm). A identificação foi feita pela
análise conjunta do comportamento cromatográfico em coluna aberta, camada delgada e
38
CLAE e espectros de absorção (λ
max
e estrutura espectral fina) obtidas em
espectrofotômetro UV-Visível e pelo detector de arranjo de diodos.
3.3.2.7. Cromatografia em camada delgada
Uma alíquota dos padrões isolados foi concentrada e cromatografada em placas
de sílica gel 90 ativada, utilizando 5% de metanol em tolueno como fase móvel.
Nessas condições, os carotenos eluem com a frente do solvente e apresentam
valores de Rf (fator de retenção) próximos de um devido à ausência de grupos
substituintes. Os ceto-carotenóides e epóxidos de carotenos apresentam Rf na faixa de
0,70 a 0,80. Já os valores dos mono-hidroxilados e di-hidroxilados ficam ao redor de 0,50
e 0,20, respectivamente. Os tri-hidroxilados são altamente polares e permanecem
praticamente retidos no ponto de aplicação.
3.3.2.8. Cálculo das concentrações dos padrões
Confirmada a identidade dos padrões e a adequação da pureza dos mesmos, a
concentração das soluções dos padrões foi calculada utilizando a medida da absorvância
em espectrofotômetro UV-Visível e valores de absortividade (A
%1
1cm
)
de 2800 para α-
caroteno e 2592 para β-caroteno (ambos em éter de petróleo) e corrigida de acordo com
a % de pureza.
absorvância x 10
4
C (µg/g) =
(A
%1
1cm
)
C (µg/mL) x % pureza
C
corrigido
(µg/mL) =
100
39
3.3.2.9. Preparo da mistura de padrões e construção da curva padrão
De cada solução padrão, volumes adequados para obter uma mistura de
carotenóides aproximadamente na mesma proporção em que se encontram nas
amostras, foram colocados num balão de fundo redondo de 250 mL, concentrados e
transferidos para um balão volumétrico de 50 mL. Após o ajuste do volume, alíquotas de
1, 2, 3, 4 e 5 mL foram colocadas em tubos de ensaios, secos sob N
2
, redissolvidos em
acetona grau cromatográfico, filtrados e injetados no cromatógrafo.
3.3.3. Cálculo da retenção de carotenóides
Para o cálculo da retenção foi levada em consideração a mudança de peso
durante o processamento de acordo com Murphy; Criner; Gray (1975).
(teor de carotenóide/g alimento processado) x g de alimento após processamento
% retenção =
(carotenóide/g alimento cru) x g de alimento antes do processamento
3.3.4. Determinação de umidade
O teor de umidade foi determinado através de secagem em estufa a 100°C até
peso constante (AOAC, 1984). As quantidades de amostras utilizadas para determinação
de umidade foram de 4,0g para as amostras crua, branqueada e desidratada
osmoticamente e 2,0g para as amostras secas.
40
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados dos testes preliminares do teor de carotenóides totais de abóboras
secas a 70°C determinadas por espectrofotometria (UV/visível), mostraram que os pré-
tratamentos por branqueamento ou desidratação osmótica melhoram a retenção dos
carotenóides durante a secagem quando comparados com as amostras sem tratamento
(Tabela 1).
Tabela 1. Teores (µg/g) e retenção (%) de carotenóides totais de abóbora.
Amostras teor de carotenóides
teor de carotenóides
retenção (%)
determinado corrigido*
sem tratamento 178 ± 1 -
seca sem tratamento
2323 ± 45 148 ± 3 83
branqueada e seca 3290 ± 171 163 ± 8 91
des. osmót. e seca 1255 ± 23 167 ± 3 94
*corrigido considerando a variação de peso durante o processo
Verificada a influência dos pré-tratamentos na retenção de carotenóides totais,
experimentos mais detalhados foram realizados para verificar o comportamento dos
carotenóides principais em cada etapa do processo e em três diferentes temperaturas de
secagem.
A abóbora Rajada Seca Melhorada apresentou perfil de carotenóides (Figura 5)
muito semelhante ao da abóbora Menina Verde analisada por Azevedo-Meleiro;
Rodriguez-Amaya (2003). Dois carotenóides, trans-α-caroteno e trans-β-caroteno foram
identificados. O α-caroteno foi identificado pelo espectro de absorção (Figura 5-1)
consistente com um cromóforo constituído de dez duplas ligações conjugadas. A perda
de definição do primeiro pico demonstrou que uma das duplas ligações estava localizada
em anel. A ausência de grupos substituintes indicada pela baixa retenção em coluna
aberta e alto tempo de retenção em CLAE (23,5 minutos), foi confirmada pela
41
cromatografia em camada delgada, na qual o pigmento eluiu com a frente do solvente.
Com onze duplas ligações conjugadas, duas das quais localizadas em anéis, o β-
caroteno (Figura 5-2) apresentou absorção máxima à (420), 455, 480 nm e uma inflexão
no lugar de pico a 420 nm. Assim como para o α-caroteno, a ausência de grupos
substituintes foi constatada pelo comportamento cromatográfico na coluna aberta, CLAE
e camada delgada.
Os teores de α-caroteno e de β-caroteno dos lotes analisados foram de 6,8 a 27
µg/g e de 10 a 40 µg/g, respectivamente.
O branqueamento não causou mudança significativa nos pesos das amostras assim
como nos teores de carotenóides (7 a 30 µg/g e de 11 a 44 µg/g, de α-caroteno e de β-
caroteno, respectivamente) (Tabela 2).
As amostras tratadas osmoticamente apresentaram, de um modo geral, teores mais
elevados que as amostras sem tratamento (11 a 30 µg/g e de 16 a 44 µg/g, de α-
caroteno e β-caroteno, respectivamente). No entanto, quando corrigidas de acordo com
a perda de peso causada pela perda de água durante o processo, esses teores se
mostraram menores que as respectivas amostras sem tratamento, mostrando que uma
perda de carotenóides, em média de 5%, ocorreu durante esta etapa. Além disso, um
ganho de soluto relativamente alto e baixa perda de água foram observados.
Estes resultados foram totalmente diferentes dos resultados obtidos nos ensaios
preliminares e em trabalhos anteriores, onde o tratamento osmótico com solução de
sacarose a 60% não causou degradação de carotenóides e a relação perda de
água:ganho de soluto foi maior (MAURO; GARCIA; KIMURA, 2005; SHI et al., 1999).
Essa diferença pode ter sido causada pelo fato de ter sido empregado
desidratação osmótica estática, ou seja, sem agitação da solução, que poderia permitir a
formação de uma camada de açúcar na superfície das fatias dificultando a saída de água
do interior das fatias e acarretando produto final com excessivo ganho de soluto e alta
umidade.
42
Figura 5. Cromatograma dos carotenóides de abóbora crua (a) e seca (b), a 450 nm e
espectro de absorção dos picos principais obtidos pelo detector por conjunto de diodos.
Coluna C18 monomérica, 3 µm, 4,6 x 150 mm. Fase móvel: acetonitrila:metanol:acetato
de etila (60:20:20). Fluxo: 0,5 mL/min.
trans-
α
αα
α
-caroteno trans-
β
ββ
β
-caroteno
43
Tabela 2. Teor (µg/g) e retenção de carotenóides de abóbora crua, branqueada, desidratada osmoticamente e seca
determinado corrigido 1* retenção (%) corrigido 2* retenção (%) corrigido 3* retenção (%) T °C amostra
α β α β α β α β α β α β α β
60 sem tratamento 6,8 10
branqueada 7,0 11 6,6 10 98 100
des. osmot. 11 16 6,4 9,8 95 96
seca sem trat. 122 192 5,6 8,9 83 87
branqueada e seca
183 296 6,5 10 94 97 6,1 9,9 91 97
des. osmot. e seca 41 67 9,8 16 92 97 5,9 9,5 87 93
70 sem tratamento 25 36
branqueada 25 37 24 36 99 100
des. osmot. 30 44 23 34 95 94
seca sem trat. 329 511 20 32 83 87
branqueada e seca
471 697 23 34 94 93 23 34 93 93
des. osmot. e seca 144 217 29 43 95 98 22 33 91 92
80 sem tratamento 27 40
branqueada 30 44 28 41 104 102
des. osmot. 28 43 26 39 96 97
seca sem trat. 318 524 22 36 82 89
branqueada seca 420 661 24 38 81 85 22 35 84 87
des. osmot. e seca 127 210 25 42 90 97 23 38 87 94
T = temperatura de secagem; trat. = tratamento; des. osmot. = desidratada osmoticamente; α = α-caroteno; β = β-caroteno
* correção de acordo com a variação de peso durante pré-tratamento (1), secagem (2) e pré-tratamento + secagem (3)
44
Embora tenha causado degradação dos carotenóides analisados, o pré-
tratamento osmótico demonstrou efeito protetor durante a secagem nas três temperaturas
avaliadas, resultando em retenções de 9 a 14% maiores que as das amostras sem
tratamento.
Por outro lado, o branqueamento mostrou efeitos diferentes dependendo da
temperatura de secagem. Para temperatura de 60°C, as amostras branqueadas, assim
como as tratadas osmoticamente, apresentaram maior retenção de carotenóides durante
a secagem, quando comparadas às amostras sem tratamento. À temperatura de 70°C, o
branqueamento também melhorou a retenção, mas em nível menor que a 60°C. Já a
80°C, as retenções de α-caroteno e de β-caroteno foram ligeiramente menores que as
apresentadas pelas amostras sem tratamento prévio. Estas observações sugerem que
durante a secagem, os carotenóides sofrem dois processos de degradação, enzimático e
não enzimático. Na secagem a 60°C, a temperatura de secagem não é suficiente para
diminuir a atividade enzimática, fazendo com que as amostras submetidas à inativação
enzimática prévia através do branqueamento apresentem maior retenção de carotenóides
durante a secagem. Na secagem a 80°C, a degradação oxidativa não enzimática
acelerada pela temperatura prevalece causando redução da retenção durante a
secagem.
Levando-se em consideração o efeito do pré-tratamento (branqueamento e
desidratação osmótica) e secagem na retenção de α-caroteno e β-caroteno, observou-se
que apesar de todas as condições estudadas terem levado a retenções totais
semelhantes, as amostras secas branqueadas apresentaram teores de α-caroteno e β-
caroteno maiores que as secas sem tratamento e seca com tratamento osmótico.
Por outro lado, os resultados demonstraram o efeito protetor do tratamento
osmótico durante a secagem de abóbora, indicando que novos estudos devem ser
realizados para determinar a concentração de solução osmótica que proporcione menor
ganho de soluto, mas mantenha o seu efeito protetor.
45
5. CONCLUSÕES
Os carotenóides principais da abóbora rajada seca melhorada foram trans-α-
caroteno (6,8 a 27 µg/g) e trans-β-caroteno (10 a 40 µg/g).
Secagem com ar aquecido na faixa de 60°C a 80°C causa degradação dos
carotenóides de abóbora, mas a taxa de perda parece não ser afetada pela diferença de
temperatura.
O branqueamento realizado antes da secagem aumenta a retenção de
carotenóides durante a secagem a 60°C e 70°C, mas não afeta a retenção durante a
secagem a 80°C, sugerindo que durante a secagem, os carotenóides de abóbora sofrem
dois processos de degradação, enzimático e não enzimático. Na secagem a 60°C, a
temperatura não é suficiente para diminuir a atividade enzimática, prevalecendo o
processo de degradação enzimática. Assim, as amostras submetidas ao branqueamento
apresentam maior retenção de carotenóides quando comparadas às amostras sem
tratamento. Durante a secagem a 80°C a degradação oxidativa parece prevalecer, já que
atividade enzimática é reduzida pela temperatura do processo de secagem, assim o
branqueamento não causa nenhum efeito sobre a retenção.
O pré-tratamento osmótico exerce efeito protetor sobre os carotenóides nas três
temperaturas, provavelmente por diminuir a degradação oxidativa causada pela
exposição ao oxigênio e calor.
Embora os resultados demonstrem o efeito protetor do tratamento osmótico
durante a secagem de abóbora, os teores de carotenóides nas amostras secas são
menores que as sem tratamento devido ao ganho de soluto, indicando que novos estudos
devem ser realizados para determinar a concentração da solução osmótica que
apresente efeito protetor, mas com menor ganho de soluto.
46
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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2003. f. 99. Tese (Doutorado em Ciência de Alimentos) – Faculdade de Engenharia de
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4
7
MAURO, M. A.; GARCIA, C. C.; KIMURA, M. Effects of osmotic dehydration on air-drying
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Mercosur Congress on Chemical Engineering / 4th Mercosur Congress on Process
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Van BREEMEN, R. B. et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 50, n. 8, p.
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48
Capítulo 3
Efeito do cozimento, fritura e secagem nos
teores de β
ββ
β-caroteno de mandioca e batata doce
49
RESUMO
Devido à grande presença de mandioca e batata doce na alimentação básica de
muitos países em desenvolvimento e sua importância como fonte de vitamina A
principalmente das populações mais carentes, a retenção de β-caroteno durante o
cozimento, fritura e secagem foi avaliada utilizando amostras pareadas analisadas por
CLAE. A retenção do trans-β-caroteno variou (2 ensaios) de 87% a 88 % na batata doce
cozida por 20 minutos. Como esperado a retenção das amostras fritas (67% - 68%) foi
menor do que nas amostras cozidas devido à temperatura mais alta utilizada nessa forma
de preparo. A mandioca apresentou menor retenção de β-caroteno em ambos os
processos quando comparado à batata doce. A porcentagem de retenção foi de 79 - 82%
para amostras cozidas e 54% - 56% para as fritas. Durante a secagem a retenção de
trans-β-caroteno da batata doce foi de 82% para amostra sem tratamento e de 73% para
amostra branqueada. A mandioca seca sem tratamento apresentou retenção de 88%
enquanto a branqueada de 73%.
Palavras-chave: mandioca, batata doce, β-caroteno, processamento, retenção
50
1. INTRODUÇÃO
A mandioca (Manihot esculenta C.) é bastante consumida principalmente nos
países em desenvolvimento, onde pode ser cultivada em pequenas áreas com baixo nível
tecnológico. Segundo a FAO (2006), o consumo per capta no Brasil em 2003, foi de 41,5
kg/hab, enquanto o consumo mundial foi de apenas 16,5 kg/hab. O país figura também
entre os maiores produtores de mandioca, sendo a sua produção em 2004 de 23.926.553
toneladas (IBGE, 2006). Apesar do setor ter enfrentado uma crise na comercialização em
2005, foi observado em 2006, um crescimento de 22% na área plantada, passando de
166 mil hectares para 204 mil hectares (GROXKO, 2006). Atualmente, a comercialização
da mandioca se destina principalmente ao consumo direto (in natura), fabricação de
farinhas e extração de amido. No entanto, crescimento no mercado de produtos
industrializado para uso culinário como a mandioca pré-cozida congelada, produtos
processados à base da massa cozida como croquetes, empanados, palitos e ‘chips’ fritos
tem sido observado.
Assim como a mandioca, a batata doce (Ipomoea batatas) é típica das regiões
tropicais e subtropicais, rústica, de fácil manutenção e boa resistência contra a seca,
custo de produção relativamente baixo, com investimento mínimo e retorno elevado. No
Brasil, a batata doce é uma cultura antiga, bastante disseminada e cultivada
principalmente por pequenos produtores rurais, em sistemas agrícolas com reduzida
entrada de insumos (SOUZA, 2000).
O Brasil ocupa o décimo lugar na produção de batata doce, produzindo em
torno de 538.503 toneladas em 2004, com área plantada de 47.338 hectares e
produtividade média de 11,5 toneladas/hectare (IBGE, 2006). O consumo se dá
restritamente de forma direta (in natura) e sua industrialização é incipiente, sendo o
produto mais conhecido, o doce em pasta ‘marrom-glacê’.
51
Do ponto de vista nutricional, a batata doce e a mandioca são boas fontes apenas
de carboidratos. Segundo a Tabela Brasileira de Composição de Alimentos (TACO,
2006), a composição centesimal média da mandioca é de 62% de umidade, 36% de
carboidratos, 1,9% de fibras, 1% de proteína, 0,6% de cinzas e traços de lipídios. Os
teores médios de cálcio, magnésio, fósforo, potássio e vitamina C são 15, 44, 29, 208 e
17 mg/100g, respectivamente. A composição média da batata doce é de 70% de
umidade, 28% de carboidratos, 2,6% de fibras, 1% de proteína, 0,9% de cinzas e traços
de lipídios. Os teores médios de cálcio, magnésio, fósforo e potássio são de 21, 17, 36,
340 mg/100g, respectivamente.
No entanto, a batata doce e mandioca podem apresentar conteúdos significativos
de β-caroteno, cuja ingestão feita de forma regular pode prevenir e combater a cegueira e
mortalidade infantil causada por deficiência de vitamina A, principalmente nas populações
mais carentes que não tem acesso a outras fontes dessa vitamina.
Almeida-Muradian; Penteado (1992) reportaram concentrações de β-caroteno
variando de 0,1 a 203 µg/g em 10 cultivares não comerciais do Brasil.
O teor de β-caroteno encontrado em 28 variedades de batata doce dos Estados
Unidos avaliados por Simonne et al. (1993) variou de traços a 190 µg/g em base seca,
sendo que oito das variedades apresentaram concentrações menores que 1 µg/g, doze
entre 1 e 50 µg/g, seis entre 51 e 100 µg/g, e apenas duas, mais do que 100 µg/g.
Batatas doce de 11 diferentes estádios de maturação e origem, analisadas na
Indonésia, apresentaram teor de β-caroteno de 58 ± 70 µg/100g (HULSHOF et al., 1997).
Os conteúdos de β-caroteno de 18 variedades de batatas doce com diferentes
colorações de polpa, cultivadas no Havaí, variaram de 67 a 131 µg/g nas batatas doce de
polpa laranja (7 variedades), de traços a 3 µg/g nas de polpa amarela e branca (7
variedades) e de traços a 5 µg/g nas de polpa roxa (4 variedades) (HUANG;
TANUDJAJA; LUM, 1999).
52
K’osambo et al. (1998) reportaram teores de carotenóides totais na faixa de traços
a 88 µg/g e teores de β-caroteno na faixa de traços a 80 µg/g para 17 cultivares de batata
doce cultivadas no Kenia.
Batatas doce da variedade Resisto cultivadas na África do Sul foram avaliadas por
van Jaarsveald et al (2006) que encontraram altos conteúdos de β-caroteno (132 a 194
µg/g em base úmida) refletindo a sua coloração alaranjada bastante intensa.
Embora represente uma importante fonte de vitamina A para as populações
carentes que vivem em regiões inadequadas ao cultivo de fontes mais ricas, as
variedades de mandioca existentes apresentam teores baixos de β-caroteno.
Em 632 acessos do banco de germoplasma global do CIAT (International Center
for Tropical Agriculture) que incluíam mandiocas com coloração variando do branco ao
laranja, Iglesias et al. (1997) encontraram teores de carotenóides totais de 6 a 24 µg/g.
Embora a primeira vista, esses valores sejam significativos, normalmente o β-caroteno
nas variedades amarelas (mandioca brava) estão presentes em baixa proporção.
De acordo com estudos realizados por Penteado; Almeida (1988) e Flores;
Penteado (1992) as variedades cultivadas no estado de São Paulo apresentaram apenas
0,02 a 3,34 µg/g de β-caroteno. Teores similares foram encontrados por Marinho et al.
(1996) em mandiocas da Amazônia.
Tendo em vista que batata doce e mandioca representam a única fonte de pró-
vitamina A de muitas populações, e que esses alimentos necessitam ser preparados
antes do consumo, o efeito do cozimento, fritura e secagem na retenção de β-caroteno foi
avaliada utilizando amostras pareadas analisadas por CLAE.
53
2. OBJETIVOS
2.1. Avaliar a retenção de β-caroteno durante o cozimento e fritura de mandioca e
batata doce.
2.2. Avaliar o efeito da secagem com ar aquecido a 70°C na retenção de β-caroteno
de mandioca e batata doce.
2.3. Avaliar o efeito do branqueamento na retenção de β-caroteno durante a secagem
de mandioca e batata doce a 70°C.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Materiais
Raízes de mandioca (variedade desconhecida) de coloração creme, colhidas no
final do dia anterior ao processamento, foram adquiridas diretamente de um produtor
situado na região de São José do Rio Preto. As batatas doce, procedentes do CEASA de
São Paulo, também foram adquiridas no comércio local. A variedade escolhida foi a de
casca roxa opaca com polpa amarela e estrias rosa. Para o processo de fritura foi
utilizado óleo de soja refinado comercial.
3.2. Métodos
3.2.1. Preparo das amostras de batata doce
54
De lotes iniciais compostos por 10 batatas, seis tubérculos com peso médio de
350g foram descascados e quarteados. Dois lados opostos foram combinados, cortados
em pedaços menores, triturados em processador doméstico e utilizados para análise do
produto cru. Os outros dois lados opostos foram combinados e levados para o processo
de cozimento ou fritura.
Para o cozimento, as amostras foram cortadas, transversalmente ao sentido do
comprimento em pedaços de aproximadamente 6 cm, e cozidas completamente imersas
em água em ebulição (98°C) por 20 minutos em panela com tampa. Após o cozimento, os
pedaços foram drenados e resfriados à temperatura ambiente.
Para a fritura, as amostras foram cortadas manualmente em fatias com espessura
de aproximadamente 4 mm e fritas em óleo quente (180°C), por imersão durante 12
minutos. Após remoção do excesso de óleo superficial com papel absorvente as
amostras foram resfriadas até temperatura ambiente.
As batatas doce destinadas ao processo de secagem (8 kg) foram
descascadas, fatiadas manualmente (3 a 4 mm), homogeneizadas e após retirada de
amostra para análise do produto cru (2 kg), dividiu-se o restante em duas porções, sendo
uma levada para secagem sem tratamento e a outra para secagem após branqueamento
a 95°C por 1minuto. As amostras branqueadas e sem tratamento foram distribuídas em
bandejas perfuradas e secas em estufa com circulação de ar a 70°C até atingir umidade
de equilíbrio.
Em todos os processos, as amostras foram pesadas antes e depois de cada
etapa.
3.2.2. Preparo das amostras de mandioca
Cinco raízes com peso médio de 650 g, retiradas de lotes iniciais de 10 raízes,
foram descascadas, lavadas, cortadas em pedaços de aproximadamente 7 cm e
55
quarteadas. Quando necessário (raízes ou partes de raízes com diâmetro maior do que 5
cm) os quartos foram cortados ao meio longitudinalmente, a fim de padronizar o tamanho
das amostras. Dois lados opostos foram combinados, cortados e triturados em
multiprocessador doméstico para análise do produto cru. Os outros dois lados opostos
foram destinados ao cozimento ou fritura.
O cozimento foi realizado com água em ebulição (98°C), em quantidade suficiente
para cobri-las, em panela com tampa durante de 30 minutos. Após o cozimento as
amostras foram drenadas e resfriadas.
Para a fritura, as amostras foram cozidas em água em ebulição por 20 minutos.
Após drenagem da água de cozimento e resfriadas, as amostras foram submetidas à
fritura e óleo por aproximadamente 8 minutos. Após a retirada do excesso de óleo com
papel absorvente resfriaram-se as amostras até temperatura ambiente.
Para secagem da mandioca seguiu-se o mesmo procedimento usado para a
batata doce.
Em todos os processos, as amostras foram pesadas antes e depois de cada
etapa.
3.2.3. Avaliação da retenção de β
ββ
β-caroteno
Para avaliar a retenção de β-caroteno durante os diversos processamentos,
amostras pareadas representativas de batata doce e mandioca crua e processada foram
analisadas por CLAE (cromatografia líquida de alta eficiência) em triplicata . Para o
cálculo da retenção, os teores de β-caroteno das amostras processadas foram corrigidos
considerando-se a variação de peso durante o processo (MURPHY; CRINER; GRAY,
1975).
56
3.2.4. Quantificação de β
ββ
β-caroteno por CLAE
A determinação do teor de β-caroteno por CLAE foi realizada utilizando
metodologia descrita por Rodriguez-Amaya; Kimura (2004).
Os carotenóides das amostras homogeneizadas (20 g de mandioca e 10 g de
batata doce) foram extraídos com acetona e celite em almofariz e pistilo de porcelana e
transferidos para éter de petróleo em funil de separação com auxílio de água destilada. O
extrato etéreo foi então concentrado e secos com N
2
. Imediatamente antes da injeção no
cromatógrafo, o resíduo foi redissolvido em acetona grau cromatográfico e filtrado em
filtro PTFE 0,22 µm (Millipore).
O extrato etéreo das amostras submetidas à fritura foi saponificado para remoção
do óleo absorvido durante a fritura, adicionando-se igual volume de solução de metanol
com 10% de KOH e 0,1% de BHT. A mistura permaneceu por 14hs sem incidência de luz
à temperatura ambiente.
3.2.5. Condições cromatográficas
Foi utilizado um cromatógrafo líquido da marca Waters (modelo 2695), equipado
com bomba quaternária, ‘degasser in line’ a vácuo, detector UV-visível com arranjo de
diodos (modelo 2996) e coluna monomérica C18 (Waters Spherisorb ODS2, 3 µm, 4,6 x
150 mm). A fase móvel constituída de acetronitrila (0,05% trietilamina), metanol e acetato
de etila, na proporção de 60:20:20, foi utilizada a um fluxo de 0,5 mL/min, em condição
isocrática. A detecção dos picos foi feita no comprimento de onda de absorção máxima
do β-caroteno (454,9 nm).
57
3.2.6. Identificação e quantificação
A identificação do β-caroteno foi realizada pela análise conjunta do tempo de
retenção, espectro de absorção obtido pelo detector de arranjo de diodos e co-
cromatografia com padrão.
A quantificação foi realizada por padronização externa utilizando padrão de β-
caroteno isolado de extrato de cenoura utilizando cromatografia em coluna aberta.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para avaliação do efeito do cozimento e fritura na retenção de β-caroteno de
batata doce e mandioca, dois experimentos utilizando lotes adquiridos em dias diferentes
foram realizados. Já para avaliação da secagem com ar aquecido, apenas um
experimento foi realizado. Devido à utilização de temperaturas altas, foi observada
degradação de β-caroteno em todos os processos avaliados tanto para a batata doce
quanto para a mandioca.
4.1. Retenção de β
ββ
β-caroteno de batata doce durante o preparo doméstico
Cromatogramas das amostras crua, cozida e frita de batata doce e espectros dos
carotenóides principais são apresentados nas Figuras 1 e 2. Similarmente aos perfis de
carotenóides de batata doce de polpa creme ou amarela já relatados na literatura, os
lotes analisados apresentaram β-caroteno como componente principal, com baixa
proporção de isômeros cis.
A retenção de β-caroteno total durante o cozimento variou de 103% a 107 %
enquanto a retenção de trans-β-caroteno foi de 87% a 88% (Tabela 1). Resultados
semelhantes foram encontrados por van Jaarsveld et al. (2006) durante o cozimento de
58
batata doce da variedade Resisto (88% a 92 % de retenção de β-caroteno total) e por
Almeida-Muradian e Penteado (1992) durante o cozimento de batata doce Centennial e
Acadian (96% e 87%, respectivamente).
Embora o cozimento acarrete degradação de trans-β-caroteno, o teor total de β-
caroteno parece não se alterar, indicando que essas temperaturas causam apenas
isomerização da forma trans para a forma cis, o que pode ser observado pelo aumento
do pico cis no cromatograma típico da batata doce cozida (Figura 1b).
Como esperado, a retenção de β-caroteno total (77% - 79%) e trans-β-caroteno
(67% - 68%) nas amostras fritas foi menor do que nas amostras cozidas devido à
temperatura mais alta utilizada nessa forma de preparo (Tabela 2). Além disso, a
temperatura mais elevada causou, além do aumento dos isômeros cis como no processo
do cozimento, a formação de 5,8-monoepoxi-trans-β-caroteno diminuindo também a
retenção de β-caroteno total (Figura 1c).
Embora os dois processos, cozimento e fritura, tenham causado degradação de β-
caroteno, as concentrações tanto das amostras cozidas quanto fritas praticamente são as
mesmas da encontrada na amostra crua, devido à perda de água ocorrida durante o
processo.
59
Figura 1. Cromatograma dos carotenóides de batata doce crua (a), cozida (b) e frita (c),
a 450 nm. Identificação dos picos: 1. 5,8-monoepoxi-β-caroteno; 2. trans-β-caroteno; 3.
9-cis-β-caroteno e 4. 13-cis-β-caroteno. Coluna C18 monomérica, 3 µm, 4,6 x 150 mm.
Fase móvel: acetonitrila:metanol:acetato de etila (60:20:20). Fluxo: 0,5 mL/min.
60
Figura 2. Espectros de absorção dos picos principais de mandioca e batata doce crua,
cozida e frita, obtidos pelo detector por conjunto de diodos. Identificação: trans-β-
caroteno (a), 9-cis-β-caroteno (b), 13-cis-β-caroteno (c) e 5,8-monoepoxi-β-caroteno (d).
61
Tabela 1. Retenção de β-caroteno na batata doce cozida.
Amostra
β-caroteno total (µg/g) β-caroteno trans (µg/g)
determinado
corrigido*
retenção
determinado
corrigido*
retenção
Crua 1
6,4 ± 0,1
6,2 ± 0,1
Cozida 1
6,9 ± 0,1 6,8 ± 0,1
107 %
5,6 ± 0,1 5,5 ± 0,1
88 %
Crua 2
3,4 ± 0,1
3,3 ± 0,1
Cozida 2
3,5 ± 0,1 3,6 ± 0,1
103 %
2,9 ± 0,1 2,9 ± 0,1
87 %
*correção de acordo com a variação de peso durante o preparo
Tabela 2. Retenção de β-caroteno em batata doce frita.
Amostra
β-caroteno total (µg/g) β-caroteno trans (µg/g)
determinado corrigido*
retenção
determinado
corrigido*
retenção
Crua 1
2,6 ± 0,1
2,5 ± 0,1
Frita 1
3,1 ± 0,0 2,0 ± 0,0
79 %
2,5 ± 0,0 1,7 ± 0,0
68 %
Crua 2
3,5 ± 0,0
3,4 ± 0,0
Frita 2
4,0 ± 0,2 2,7 ± 0,1
77 %
3,3 ± 0,2 2,2 ± 0,1
67 %
*correção de acordo com a variação de peso durante o preparo
4.2. Retenção de β
ββ
β-caroteno da mandioca durante o preparo doméstico
Assim como a batata doce, os lotes de mandioca analisados apresentaram β-
caroteno como componente principal, mas com concentrações mais elevadas de cis-
isômeros (Figura 3a).
Diferentemente da batata doce, a retenção da mandioca cozida (79% a 82 %) foi a
mesma tanto para o β-caroteno total quanto para o trans-β-caroteno (Tabela 3). Isto
pode ser explicado pelo fato da mandioca apresentar um alto teor de cis isômeros, que
são mais susceptíveis à degradação.
62
Figura 3. Cromatograma dos carotenóides de mandioca crua (a), cozida (b) e frita (c), a
450 nm. Identificação dos picos: 1. trans-β-caroteno; 2. 9-cis-β-caroteno e 3. 13-cis-β-
caroteno. Coluna C18 monomérica, 3 µm, 4,6 x 150 mm. Fase móvel:
acetonitrila:metanol:acetato de etila (60:20:20). Fluxo: 0,5 mL/min.
63
Valores menores de retenção de trans-β-caroteno foram reportados por Penteado;
Almeida em 1988 (35% a 80%), Flores; Penteado em 1992 (41% a 61%) e Iglesias et al.
em 1997 (66%). Esses autores, no entanto, não consideraram a absorção de água
durante o cozimento que resulta numa concentração menor no produto cozido.
Quando comparada à mandioca cozida, mandioca frita apresentou retenção (54%-
56%) de β-caroteno total e de trans-β-caroteno consideravelmente menor. Provavelmente
pelo fato da mandioca passar pelo processo de cozimento antes da fritura.
Tabela 3. Retenção de β-caroteno na mandioca cozida.
*correção de acordo com a variação de peso durante o preparo
Tabela 4. Retenção de β-caroteno na mandioca frita.
*correção de acordo com a variação de peso durante o preparo
4.3. Retenção de β
ββ
β-caroteno de batata doce e mandioca durante a secagem
Para conservar as raízes de mandioca e tubérculos de batata doce e permitir o
seu consumo fora do período de colheita, a secagem com ar aquecido é uma alternativa
Amostra
β-caroteno total (µg/g) β-caroteno trans (µg/g)
determinado
corrigido* retenção
determinado
corrigido* retenção
Crua 1
2,4 ± 0,0
1,4 ± 0,0
Cozida 1
1,8 ± 0,1 2,0 ± 0,1
82 %
1,1 ± 0,1 1,2 ± 0,1
82 %
Crua 2
3,0 ± 0,0
1,6 ± 0,1
Cozida 2
2,3 ± 0,0 2,4 ± 0,0
79 %
1,2 ± 0,0 1,3 ± 0,0
79 %
Amostra
β-caroteno total (µg/g) β-caroteno trans (µg/g)
determinado
corrigido* retenção
determinado
corrigido* retenção
Crua 1
2,1 ± 0,0
1,2 ± 0,0
Frita 1
1,4 ± 0,0 1,1 ± 0,0
54 %
0,8 ± 0,0 0.6 ± 0,0
54 %
Crua 2
2,6 ± 0,0
1,3 ± 0,0
Frita 2
1,8 ± 0,0 1,4 ± 0,0
56 %
0,9 ± 0,0 0,7 ± 0,0
56 %
64
acessível ao pequeno agricultor e famílias que dependem desses alimentos devido a sua
simplicidade e baixo custo.
Considerando a exposição ao oxigênio e temperatura de 70°C durante a
secagem, as fatias secas de mandioca e batata doce sem tratamento apresentaram
retenção de β-caroteno total e trans relativamente altos (82% a 89%). Branqueamento
prévio à secagem não influenciou na retenção durante a secagem, indicando que não
ocorre degradação enzimática durante o processo de secagem a 70°C. Devido à perda
por degradação térmica durante o processo de branqueamento (7% a 11%), as amostras
secas previamente branqueadas apresentaram retenção de β-caroteno total e trans
menores que a das amostras submetidas à secagem sem tratamento (73% a 80% para
batata doce branqueada seca e 73% a 76 % para mandioca branqueada seca).
Tabela 5. Efeito do branqueamento e secagem no teor de β-caroteno da batata doce.
*correção de acordo com a variação de peso durante o processo
Tabela 6. Efeito do branqueamento e secagem no teor de β-caroteno da mandioca.
*correção de acordo com a variação de peso durante o processo
Amostra β-caroteno total (µg/g) β-caroteno trans (µg/g)
determinado
corrigido*
retenção
determinado
corrigido*
retenção
sem tratamento
0,45±0,01
0,39±0,01
branqueada
0,38±0,00 0,40±0,00
89 %
0,33±0,00 0,35±0,00
89 %
seca sem trat.
1,35±0,02 0,39±0,04
86 %
1,09±0,02 0,32±0,03
82 %
seca branqueada
1,27±0,04 0,36±0,01
80 %
0,99±0,00 0,28±0,00
73 %
Amostra
β-caroteno total (µg/g) β-caroteno trans (µg/g)
determinado
corrigido*
retenção
determinado
corrigido*
retenção
sem tratamento
2,42±0,05
1,22±0,02
branqueada
2,06±0,02 2,15±0,03
92 %
1,02±0,01 1,07±0,01
93 %
seca sem trat.
5,54±0,07 2,23±0,03
89 %
2,81±0,02 1,13±0,01
88 %
seca branqueada
5,81±0,23 1,83±0,07
76 %
2,84±0,11 0,89±0,04
73 %
65
5. CONCLUSÕES
Na batata doce, o cozimento não acarreta perda de β-caroteno total, mas causa
isomerização da configuração trans para a configuração cis. Devido à temperatura mais
elevada, a fritura causa tanto isomerização da configuração trans para a configuração cis
quanto oxidação, formando 5,8-monoepóxi-β-caroteno, diminuindo assim o teor de β-
caroteno total.
Na mandioca cozida, o cozimento acarreta perda tanto de β-caroteno total quanto
de trans-β-caroteno, provavelmente pelo fato dos isômeros cis, que se encontram
presentes em altas concentrações na amostra crua, serem mais susceptíveis à
degradação. Assim como para a batata doce, a fritura acarreta perdas maiores que o
cozimento. Quando comparadas à batata doce, a mandioca frita apresenta retenção
menor, provavelmente pelo fato da mandioca ser submetida ao cozimento antes processo
de fritura.
Secagem com ar aquecido a 70°C causam degradação de β-caroteno total e
trans-β-caroteno, tanto de fatias de batata doce quanto de mandioca. Branqueamento
realizado previamente à secagem não influencia na retenção de β-caroteno durante o
processo de secagem. No entanto, devido à perda durante o processo de branqueamento
as amostras secas previamente branqueadas apresentam retenção de β-caroteno total e
trans menores que das amostras submetidas à secagem sem tratamento.
66
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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