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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DE
ALIMENTOS
MÔNICA TEJO CAVALCANTI
CARACTERIZAÇÃO LIPÍDICA E PROTÉICA DAS
AMÊNDOAS DAS VARIEDADES DA FAVELEIRA
(Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K. Hoffm. ) COM E
SEM ESPINHOS
JOÃO PESSOA - PB
2007
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MÔNICA TEJO CAVALCANTI
CARACTERIZAÇÃO LIPÍDICA E PROTÉICA DAS AMÊNDOAS
DA FAVELEIRA (Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K. Hoffm.)
COM E SEM ESPINHOS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
graduação em Ciências e Tecnologia de
Alimentos da Universidade Federal da Paraíba
em cumprimento as exigências para obtenção
do título de Mestre em Ciências e Tecnologia
de Alimentos.
Orientador:
Dr. PUSHKAR SINGH BORA
JOÃO PESSOA - PB
2007
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C376c Cavalcanti, Mônica Tejo.
Caracterização lipídica e protéica das amêndoas da
faveleira (Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K.
Hoffm.) com e sem espinhos. / Mônica Tejo Cavalcanti.- João
Pessoa, 2007.
88p.:il.
Orientador: Pushkar Singh Bora
Dissertação (mestrado) – UFPB/CT
1. Alimentos-Química. 2. Óleo e proteínas. 3. Amêndoa.
4. Faveleira.
UFPB/BC CDU: 641.1(043)
4
MÔNICA TEJO CAVALCANTI
CARACTERIZAÇÃO LIPÍDICA E PROTÉICA DAS AMÊNDOAS
DA FAVELEIRA (Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K. Hoffm.)
COM E SEM ESPINHOS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
graduação em Ciências e Tecnologia de
Alimentos da Universidade Federal da Paraíba
em cumprimento as exigências para obtenção
do título de Mestre em Ciências e Tecnologia
de Alimentos.
Aprovada em 05 de setembro de 2007.
BANCA EXAMINADORA
_________________________________________________________
Prof. Dr. Pushkar Singh Bora
Orientador
_________________________________________________________
Prof. Dr. José Pires Dantas
Examinador Externo (UEPB)
_________________________________________________________
Prof. Dr. José Marcelino Carvalheiro
Examinador Interno
5
Dedico este trabalho ao meu avô
William Ramos Tejo (in memoriam),
aos meus pais
Homero Cavalcanti e Cristina Tejo,
pelo exemplo e incentivo aos estudos e
a Daniel Casimiro pelo amor.
6
AGRADECIMENTOS
Ao meu Deus por estar sempre à frente dos meus caminhos e me dar forças para
superar as dificuldades que aparecem na minha vida, não me fazendo desistir.
Ao Prof. Dr. Pushkar Singh Bora, pela orientação e ensinamentos deste trabalho.
Ao meu pai, Homero Cavalcanti, meu orientador pessoal, pelas correções dos
trabalhos e ensinamentos e a minha mãe Cristina Tejo pelo amor, carinho e incentivo.
A Daniel Casimiro, pelo amor, carinho, paciência e por me dar forças nos momentos
que pensei em desistir, como também aos seus pais, José Edson e Maria Hilda, pelo apoio.
Ao Prof. Dr. José Pires Dantas, um grande conhecedor da faveleira, que me ajudou nos
momentos iniciais da pesquisa, sempre me deu atenção e aceitou gentilmente participar da
banca examinadora.
A coordenação do programa, especialmente ao professor Dr. José Marcelino
Cavalheiro e ao funcionário Humberto Bandeira, pela colaboração.
Ao Prof. Dr. Vicente Queiroga Neto pela fundamental ajuda e pelos ensinamentos
prestados durante o trabalho.
Ao colega Robson pela ajuda na parte estatística deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Antônio Gouveia e Profª. Drª. Marta Maria, pelo apoio e colaboração. A
Lúcia Carvalho, Raul, Manuel Dantas, Vasconcelos e a todos do laboratório de combustíveis
e materiais (CCEN-UFPB) que contribuíram para a realização deste trabalho.
Aos professores Olaf Andreas Bakke e Éder Ferreira Arriel do Centro de Saúde e
Tecnologia Rural (UFCG), pela colaboração e atenção quando estive em Patos-PB.
Aos professores Dr. Renato Moreira (UFC) e Drª. Ana Cristina Moreira (UNIFOR)
pela atenção quando estive na cidade de Fortaleza - CE.
A profª. Drª. Janeeyre Ferreira Maciel e profª. Drª. Marta Suely Madruga pela
colaboração e atenção.
Ao Prof. Petrônio Sousa (UECE) pelos ensinamentos “virtuais” sobre aminoácidos.
A Poliana do Ó, Renata Matos e Filipe do Ó, pelo carinho e apoio em todos os
momentos.
A amiga Ertha Janine pelo companheirismo e amizade.
A amiga Mércia Galvão pela ajuda e apoio em várias etapas deste trabalho.
A amiga Anny Gomes por me ajudar nas traduções dos trabalhos e pela amizade.
A Elck Carvalho pelo companheirismo em toda parte experimental, seja preparando
tampões, limpando os laboratórios ou quebrando a cabeça com a eletroforese.
7
A Gilvandro pelas orações, atenção e apoio nas horas mais delicadas dos
experimentos. Meu muito obrigada!!
Ao colega farmacêutico, Wylly, pelas preciosas dicas e compreensão.
Aos amigos Everaldo Fernandes e Cícero, pela atenção, amizade e pelos consertos dos
equipamentos do laboratório.
Aos professores e colegas da nossa turma de mestrado, Adriane, Biano Neto, Fábia
Maria, Harley, Jailane Aquino, Jeane Carla, Kaciane, Maíra, Mayra e em especial a Edvaldo
Vasconcelos, Kassandra Gadelha e Mayk Caldas pela ajuda e amizade.
A Juan Carlos Letelier Carvajal, meu amigão chileno, que esteve comigo
compartilhando as dúvidas e descobertas nessa área.
Aos colegas Olivaldo Lacerda, Ana Paula Loura, Marcos Bruno, Sérgio Lucena e João
Paulo pela ajuda e contribuição.
A Albanir Barbosa pelo carinho e por me ajudar, sem esforços, a descascar as
sementes.
Ao Laboratório Clementino Fraga, em especial ao Valdário e Jason pela atenção.
Aos funcionários Eunice, Claudionor, Geraldo, Gildo e Severino pela contribuição.
Ao CNPq pela concessão da bolsa de estudo e a Universidade Federal da Paraíba pela
formação e oportunidades.
Aos que me ajudaram de qualquer forma, minha gratidão, pois de seu apoio nasceu o
sonho concretizado e a certeza de que o meu esforço valeu a pena.
8
CAVALCANTI, M. T. Caracterização lipídica e protéica das amêndoas da faveleira (Cnidoscolus Phyllacanthus
(Mart.) Pax et K. Hoffm.) com e sem espinhos.
RESUMO
A faveleira (Cnidosculus phyllacanthus Pax. et K. Hoffm.) é uma Euforbiácea dotada,
ou não, de espinhos urticantes, possui amêndoas com potencial em óleos e proteínas
alimentares e é encontrada em todos os estados do Nordeste Brasileiro até o norte de Minas
Gerais, principalmente nas regiões do sertão e caatinga. Objetivando a sua aplicação como
uma alternativa para a alimentação animal e humana, nesse trabalho foi estudada a
caracterização lipídica e protéica das amêndoas das variedades nativa, com espinhos (FCE), e
inerme, sem espinhos (FSE), da faveleira. As amêndoas das variedades com e sem espinhos
apresentaram, respectivamente, elevado conteúdo de lipídio (40,56 e 40,21%) e proteína
(33,00 e 35,77%), depois de desengordurada, a farinha apresentou 57,55 e 63,00% de
proteína. O óleo apresentou coloração amarela, adequada para uso como óleo de mesa, e suas
propriedades físico-químicas apresentaram um baixo índice de acidez e de peróxido,
revelando esta em bom estado de conservação. A composição de ácidos graxos no óleo
apresentou maior percentagem de ácidos graxos insaturados, com predominância do ácido
linoléico. Quando comparadas às duas variedades da faveleira, o óleo da FSE mostrou-se
estatisticamente diferente (p<0,05) da FCE na percentagem do ácido oléico, não diferindo
entre os demais ácidos graxos. Fracionando-se as proteínas, obtivemos como maiores
rendimentos para a FCE e FSE, respectivamente, de globulinas, 63,37 e 63,91% e albuminas
16,46 e 16,05% e menores de glutelinas 11,67 e 11,34% e prolaminas 1,23 e 1,27%, não
apresentaram diferença (p<0,05) entre as variedades. Na obtenção dos isolados protéicos, os
índices em proteínas extraídas foram de 83,51% para a FCE e 80,57% para a FSE em pH
10,5. Os índices de proteínas recuperadas através da precipitação isoelétrica foram de 72,84 e
72,11% em pH 4,5. A termoestabilidade (Td, ºC) e a variação entálpica (∆H, Kcal/g),
examinadas por DSC, respectivas aos produtos protéicos foram de 63,03 e 0,72 para a FCE e
de 74,12 e 1,11 para a FSE. Os índices de proteínas solúveis e as propriedades de
emulsificação dos isolados protéicos mostraram-se dependentes do pH, com valores baixos
em pH 4,0 (pI) e mais elevados em pH ácido e básico ao pI. O isolado protéico da FSE
apresentou melhor capacidades de absorção de água e de óleo em relação a FCE. Quando
avaliadas através da atividade e da estabilidade de emulsão os isolados apresentaram
performance apropriada tanto na região ácida quanto alcalina do pI.
Palavras-chave: óleo, proteína, propriedades físico-químicas, propriedades funcionais,
faveleira.
9
CAVALCANTI, M. T. Lipidic and Proteinic characterization of faveleira’s (Cnidoscolus Phyllacanthus (Mart.)
Pax et K. Hoffm.) almonds with thorns and without .
ABSTRACT
The faveleira (Cnidosculus phyllacanthus Pax. et K. Hoffm.) it is an Euphorbia
endowed with, or without, hived thorns. It posses seeds with potential in alimentary oils and
proteins and it is found in all the Brazilian Northeast States until north of Minas Gerais State,
mainly in the hinterland and caatinga regions. Objectifying its application as an alternative for
the animal and human being feeding, in this work the lipidic and proteinic characterization of
faveleira’s almonds of the varieties native with thorns (FCE) and without thorns (FSE) were
studied. The almonds of the varieties with and without thorns had presented, respectively,
high lipid (40,56 and 40,21%) and protein (33,00 and 35,77%) content. After taken away the
fat, the flour started to have 57.55% and 63.00% of protein. The oil presented yellow
coloration, which is adjusted for use as table oil, and its physicochemical properties had
presented a low peroxide and acid value, revealing a good conservation condition. The greasy
acid composition in the oil presented greater percentage of greasy acid unsaturated, with
linoleic acid predominance. When compared, the two varieties of the faveleira, the one
without thorns oil revealed a oleic acid percentage statistically different (p<0,05) compared to
the faveleira with thorns, differing with the other greasy acids. Fragmenting the proteins, we
got as globulins (63,37% FCE and 63,91% FSE) and albumens (16,84% FCE and 16,71%
FSE) majority incomes, and glutelin (11,67% FCE and 11,34% FSE) and you prolamin
(1,23% FCE and 1,27% FSE) minority. In the attainment of the proteinic isolated, the
extracted proteins indexes were 83,51% for FCE and 80,57% for FSE in 10,5pH. The
recouped through the iso-electric precipitation protein indexed were 72,84 and 72,11% in 4,5
pH. The thermostable (Td, ºC) and the enthalpy variation (∆H, Kcal/g), examined by DSC,
respective for the proteinic products were 63,03 and 0,72 for the FCE and 74,12 and 1,11 for
the FSE. The soluble protein indexes and the emulsifier properties of the protéicos isolated
had revealed dependents of pH, with low values in 4,0 (pI) pH and more raised in acid pH and
basic to pI. The proteinic isolated of the FSE better presented capacities of oil and water
absorption in relation the FCE. When evaluated through the emulsion activity and stability the
isolated presented appropriate performance at the pI‘s alkaline and the acid region.
Key words: oil, protein, physicochemical properties, functional properties, faveleira.
10
LISTA DE FIGURAS
Figura 1
Planta da faveleira .........................................................................................
16
Figura 2
Faveleira, (A) folhas, flores e frutos; (B) estágios de maturação do fruto;
(C) Sementes e amêndoas .............................................................................. 17
Figura 3
Distribuição espacial da faveleira no nordeste brasileiro ..............................
18
Figura 4
Faveleira com espinhos .................................................................................
19
Figura 5
Faveleira sem espinhos ..................................................................................
19
Figura 6
Produção de sementes oleaginosas no mundo em 2005 ................................
21
Figura 7
Representação de uma emulsão do tipo óleo/água ........................................
32
Figura 8
Fluxograma de beneficiamento das sementes e amêndoas das variedades
da faveleira, obtenção da farinha integral e do óleo e suas destinações
posteriores ......................................................................................................
35
Figura 9
Fluxograma de fracionamento das proteínas baseado na solubilidade em
vários solventes ..............................................................................................
39
Figura 10
Fluxograma de obtenção do isolado protéico das variedades da faveleira
em pH de extração de 10,0 e pH de precipitação de 4,5 ............................... 41
Figura 11
Aspectos físicos das amêndoas (acima) e sementes (abaixo) da faveleira
com espinho (esquerda) e sem espinhos (direita) .......................................... 47
Figura 12
Eletroforese em gel de poliacrilamida, em presença de SDS e 2βMe, do
marcador padrão (faixa 1) e dos isolados protéicos das amêndoas da
faveleira com (faixa 2) e sem espinhos (faixa 3) ...........................................
59
Figura 13
Análise densitométrica da eletroforese em gel de poliacrilamida, em
presença de SDS e 2βMe, dos isolados protéicos de amêndoas da faveleira
com e sem espinhos ......................................................................................
60
Figura 14
Curva DSC da estabilidade térmica dos isolados protéicos da faveleira com
(FCE) e sem (FSE) espinhos ......................................................................... 62
Figura 15
Percentual de proteínas solúveis dos isolados protéicos das amêndoas das
variedades de faveleira com (FCE) e sem espinhos (FSE) em níveis de pH
2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 8,0, 10,0 e 11,0 ........................................................... 64
Figura 16
Capacidade de emulsificação dos isolados protéicos da faveleira com
(FCE) e sem espinhos (FSE) e da caseína bovina em função do pH 2,0,
4,0, 6,0 e 8,0 .................................................................................................. 69
Figura 17
Atividade emulsificante dos isolados protéicos da faveleira e da caseína
em diferentes pHs ........................................................................................ 71
Figura 18
Estabilidade da emulsão dos isolados protéicos da faveleira e da caseína
em função do pH ........................................................................................... 72
11
LISTA DE TABELAS
Tabela 1
Valores médios das medidas físicas das sementes das variedades de
Faveleira com e sem espinhos ....................................................................... 48
Tabela 2
Composição centesimal da farinha in natura das amêndoas da faveleira
com (FCE) e sem espinhos (FSE) ................................................................. 49
Tabela 3
Propriedades físico-química do óleo da faveleira com e sem espinhos ........ 51
Tabela 4
Composição de ácidos graxos do óleo da amêndoa de faveleira com
espinhos e sem espinhos ................................................................................ 54
Tabela 5
Teor de proteínas das frações protéicas das variedades de faveleira de
acordo com sua solubilidade em água, solução salina, álcool e solução
ácida e básica diluídas ................................................................................... 56
Tabela 6
Extração e recuperação de proteínas na obtenção do isolado protéico de
100g da farinha desengordurada das amêndoas das variedades da faveleira
com (FCE) e sem (FSE) espinhos ..................................................................
57
Tabela 7
Unidades polipeptídicas reveladas (kDa) nos isolados protéicos das
amêndoas de faveleira com e sem espinhos .................................................. 61
Tabela 8
Parâmetros de avaliação dos isolados protéicos de amêndoas da faveleira
com e sem espinhos .......................................................................................
63
Tabela 9
Capacidade de Absorção de água e de óleo de isolados protéicos de
amêndoas das variedades de faveleira com (FCE) e sem espinhos (FSE) .... 67
12
LISTA DE QUADROS
Quadro 1
Propriedades funcionais das proteínas que influem em diferentes sistemas
alimentícios ....................................................................................................
28
13
LISTA DE ABREVIATURAS, SIMBOLOS E SIGLAS
∆H – Variação entálpica
ANOVA – Análise de variância
AE – Atividade da emulsão
CE – Capacidade emulsificante
DSC – Calorimetria exploratória diferencial
EE – Estabilidade da emulsão
FAO - Food And Agriculture Organization
FCE – Faveleira com espinhos
FD – Farinha desengordurada
FSE – Faveleira sem espinhos
G – Força gravitacional
IP – Isolado protéico
Td – temperatura de desnaturação térmica
14
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................
13
2 OBJETIVOS .................................................................................................................
15
2.1 Geral ............................................................................................................................
15
2.2 Específicos .................................................................................................................. 15
3 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................... 16
3.1 Considerações Sobre a Faveleira ................................................................................ 16
3.2 Sementes Oleaginosas .................................................................................................
20
3.3 Óleos Vegetais ............................................................................................................ 21
3.4 Proteínas Vegetais .......................................................................................................
24
3.5 Análise Térmica das Proteínas ....................................................................................
25
3.6 Propriedades Funcionais ............................................................................................. 27
3.6.1 Solubilidade ............................................................................................................. 28
3.6.2 Capacidade de Absorção de Água ........................................................................... 30
3.6.3 Capacidade de Absorção de Óleo ............................................................................ 31
3.6.4 Propriedades Emulsificantes ....................................................................................
31
4 MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................ 33
4.1 Beneficiamento das Sementes .....................................................................................
33
4.2 Análises Físicas das Sementes .................................................................................... 33
4.3 Obtenção da Farinha Integral ......................................................................................
33
4.4 Obtenção da Farinha Desengordurada ........................................................................ 34
4.5 Análises de Composição Centesimal .......................................................................... 36
4.6 Análises de Componentes Lipídicos ........................................................................... 36
4.6.1 Caracterização Físico-Química do Óleo .................................................................. 36
4.6.2 Perfil de Ácidos Graxos ........................................................................................... 37
4.7 Análise dos Componentes Protéicos ...........................................................................
38
4.7.1 Classificação das Proteínas ...................................................................................... 38
4.7.2 Obtenção do Isolado Protéico .................................................................................. 40
4.8 Análise Eletroforética ................................................................................................. 42
4.9 Análise Térmica das Proteínas ....................................................................................
43
4.10 Propriedades Funcionais ........................................................................................... 43
4.10.1 Solubilidade ........................................................................................................... 43
4.10.2 Capacidade de Absorção de Água ......................................................................... 44
4.10.3 Capacidade de Absorção de Óleo .......................................................................... 44
4.10.4 Propriedades de Emulsificação .............................................................................. 44
4.10.4.1 Capacidade Emulsificante ...................................................................................
44
4.10.4.2 Atividade e Estabilidade de Emulsão ................................................................. 45
4.11 Análise Estatística .....................................................................................................
46
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................
47
5.1 Análises Físicas das Sementes .................................................................................... 47
5.2 Análise de Componentes Centesimais ........................................................................ 49
5.3 Análises dos Componentes Lipídicos ......................................................................... 51
5.3.1 Caracterização Físico-química do Óleo ................................................................... 51
5.3.2 Composição em Ácidos Graxos ............................................................................... 54
5.4 Análise dos Componentes Protéicos ...........................................................................
56
5.4.1 Classificação das Proteínas .................................................................................... 56
15
5.4.2 Rendimento do Isolado Protéico .............................................................................. 57
5.5 Análise Eletroforética ................................................................................................. 59
5.6 Análise Térmica das Proteínas .................................................................................... 62
5.7 Propriedades Funcionais ............................................................................................. 64
5.7.1 Solubilidade ............................................................................................................. 64
5.7.2 Capacidade de Absorção de Água e Óleo ................................................................
66
5.7.3 Propriedades Emulsificantes ....................................................................................
68
5.7.3.1 Capacidade Emulsificante .....................................................................................
68
5.7.3.2 Atividade e Estabilidade de Emulsão ................................................................... 70
6 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 73
7 REFERÊNCIAS ...........................................................................................................
74
APÊNDICE ......................................................................................................................
86
16
1 INTRODUÇÃO
A insuficiência protéica na nutrição humana é um problema a ser resolvido em muitos
países subdesenvolvidos (ADEBOWALE e LAWAL, 2003). Esta insuficiência estimulou o
desenvolvimento de pesquisas para aumentar a qualidade das fontes convencionais de
proteínas e se possível, desenvolver outras fontes não-convencionais de proteínas. Com isso
várias sementes de espécies vegetais oleaginosas se tornaram mais notáveis e candidatas a
serem fontes alternativas de proteínas e óleo para a alimentação humana, sendo a soja
considerada a principal entre elas. Entretanto, vários países dependem da importação, em
grande escala, deste grão.
O óleo vegetal é uma das substâncias lipídicas sintetizadas pelas plantas e
armazenadas em maiores proporções nas sementes, constituindo-se em fonte de energia
necessária ao processo da germinação. As composições dos óleos vegetais estão relacionadas
a importância nutritiva e fisiológica dos lipídios, baseada em sua função como molécula
combustível (9,3 kcal/g de triglicerídios), como fonte de ácidos graxos essenciais (ácido
linoléico (C18:2) e linolênico (C18:3) e de vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K). A
distribuição percentual dos ácidos graxos é uma das propriedades mais importantes a ser
considerada ao se escolher um óleo para determinado fim.
As proteínas, classificadas como macronutrientes, além de representarem um
importante papel nutricional nos alimentos devido ao conteúdo de aminoácidos, também são
usadas como ingredientes na forma de farinhas, isolados e concentrados protéicos, onde
desempenham atividade funcional. O estudo da funcionalidade desses ingredientes é
importante para a efetiva utilização nos alimentos (DONADEL e FERREIRA, 1999).
As proteínas vegetais devem ganhar bastante espaço em alimentos desde que
apresentadas aos consumidores em formas mais atraentes com relação ao gosto, sabor, textura
e outras qualidades desejadas. Para isso existe a necessidade do conhecimento de uma serie de
propriedades para sua aplicação em alimentos industrializados. As propriedades funcionais
das proteínas, como solubilidade, capacidade de absorção de água e óleo, capacidade de
espumação, geleificação e propriedades emulsificantes, determinam seu comportamento em
alimentos durante o processamento, estocagem, preparação e consumo (KINSELLA, 1979).
Nos últimos 30 anos, o uso de concentrados protéicos de sementes de plantas
aumentou devido ao grande conhecimento de suas propriedades funcionais e de seu valor
nutritivo (RANGEL et al., 2004). No Brasil, muitos produtos florestais existente na vegetação
17
do semi-árido poderiam ser explorados e essa exploração traria benefícios diretos e indiretos
para a população desta região, melhorando a qualidade de vida das pessoas que nela vivem.
A faveleira (Cnidosculus phyllacanthus (Mart.) Pax. et K. Hoffm.), é uma Euforbiácea
xerófila arbórea dotada de espinhos urticantes e raízes tuberculadas, que atinge cinco metros
de altura e prospera em terrenos inóspitos, sendo, por esta razão, recomendada para
reflorestamento de áreas degradadas. Suas sementes produzem óleo comestível fino e claro, e
suas ramas e cascas são ricas em proteínas e nutrientes, comparáveis ao farelo de algodão e
milho, o que lhe confere um potencial alimentício e forrageiro (DUQUE, 1980).
Uma característica marcante da espécie é a presença de espinhos, que dificulta o
manejo e exploração da planta. Entretanto, são encontrados exemplares inermes, sem
espinhos, em populações nativas de faveleira (MOREIRA et al., 1974).
A fim de avaliar o potencial de aproveitamento desta espécie e contribuir para a
preservação de espécies vegetais nativas da região do Semi-árido do Nordeste Brasileiro,
nessa dissertação serão estudadas as frações lipídicas e protéicas das amêndoas das variedades
de faveleira com e sem espinhos. Estabelecendo assim, seu potencial de utilização como fonte
de ácidos graxos para alimentação humana ou como ingrediente funcional de produtos
alimentícios, contribuindo assim, para viabilizar seu melhor aproveitamento na indústria de
alimentos.
18
2 OBJETIVO
2.1 Objetivo Geral
O objetivo principal da pesquisa foi de analisar os componentes lipídicos e protéicos
das amêndoas das sementes da faveleira (Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K.
Hoffm.) com espinhos e inerme (sem espinhos) possibilitando estabelecer sua utilização como
fonte para alimentação humana ou como ingrediente funcional de produtos alimentícios,
contribuindo assim, para viabilizar seu melhor aproveitamento na indústria de alimentos.
2.2 Objetivos específicos
•
Caracterizar biometricamente as sementes;
•
Determinar a composição centesimal da farinha integral das amêndoas;
•
Extrair o óleo das amêndoas das duas variedades de faveleira;
•
Analisar os componentes Lipídicos (propriedades físico-químicas e composição em
ácidos graxos dos óleos);
•
Classificar e quantificar as diferentes proteínas da farinha desengordurada de acordo
com sua solubilidade;
•
Obter isolados protéicos a partir da farinha desengordurada da amêndoa da faveleira;
•
Analisar eletroforeticamente as proteínas contidas nos isolados protéicos;
•
Caracterizar os isolados protéicos em relação aos parâmetros de estabilidade térmica
(Td – temperatura de desnaturação térmica e ∆H – entalpia de transição);
•
Caracterizar os isolados protéicos em relação as suas propriedades funcionais:
solubilidade, propriedades de emulsificação e capacidade de absorção de água e óleo.
19
3 REVISÃO TEÓRICA
3.1 Considerações sobre a faveleira
A faveleira, Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K. Hoffm., pertencente à
família Euphorbiaceae e é conhecida vulgarmente por favela ou faveleiro.
A planta é arbórea de três a cinco metros de altura, irregularmente esgalhada, dotada
de copa alongada ou arredondada e rala. Seu tronco é curto e ramificado desde a base, mais ou
menos cilíndrico, com casca fina, lenticelada e quase lisa, de 20 a 35 cm de diâmetro (Figura
1) e suas raízes são tuberculadas (DUQUE, 1980). As suas folhas são longas, grossas,
lanceoladas, profundamente recortadas, com pequenos acúleos no limbo e espinhos nas
nervuras. Número variável de pêlos urticantes, às vezes simples, ou unidos na base, chegando
a alcançar mais de 1 cm de comprimento, de coloração alva. Inflorescência em cimeira, onde
se desenvolve primeiro a flor central. Suas flores são alvas, hermafroditas, de quatro
milímetros de diâmetro, e se apresentam em pequenos cachos axilares e terminais. O fruto é
uma cápsula tricoca esquisocárpica, com superfície recoberta totalmente ou parcialmente por
pêlos urticantes. A semente possui testa dura, lisa, e albúmem rico em óleo comestível
(BRAGA, 1960).
Figura 1 – Planta da faveleira.
Fonte: Autoria própria.
20
A floração da faveleira ocorre nos meses de janeiro e fevereiro e os seus frutos estão
maduros entre os meses de maio e junho (DUQUE, 1980). A maturação dos frutos da favela
ocorre no fim da estação chuvosa e o seu florescimento e frutificação se dá nessa estação
(BEZERRA, 1972; OLIVEIRA, 1976).
A deiscência dos frutos na faveleira ocorre entre 56 e 57 dias após a fertilização das
flores e logo após o aparecimento dos primeiros sinais de maturação, o fruto leva
aproximadamente cinco dias para abrir explosivamente e lançar as suas sementes a uma
distancia de até 30 m (NÓBREGA, 2001).
O fruto da faveleira é classificado como uma cápsula tricoca esquizocárpica, medindo
entre 1,5 a 2,0 cm de comprimento por 1,5 cm de largura e cada fruto contém em média 3
sementes (ANDRADE,1989; BRAGA, 1960). As suas sementes são ovóides, rígidas e lisas,
cor cinzento-pardacentas (OLIVEIRA, 1976), apresentando alguma semelhança com os frutos
da mamona (Ricinus comunis) (BRAGA, 1960). As suas amêndoas (endosperma + embrião)
são ricas em óleo comestível. A Figura 2 (A) mostra em detalhe as folhas, flores e frutos da
faveleira, na Figura 2 (B) observa-se os estágios de maturação dos frutos segundo Nóbrega
(2001) e na Figura 2 (C) temos em destaque as sementes e amêndoas da faveleira.
Figura 2 – Faveleira. (A) folhas, flores e frutos; (B) estágios de maturação do fruto; (C)
Sementes e amêndoas.
Fonte: (A, C) Autoria própria; (B) NÓBREGA, 2001.
21
Os abundantes espinhos da faveleira são causticantes e constituem um enorme
empecilho a exploração, sua picada causa sensação desagradável a pessoas que,
indevidamente, tocam as suas extremidades pontiagudas (BRAGA, 1960). Entretanto, são
encontrados exemplares inermes (sem espinhos) em populações nativas de faveleira, porém
com uma menor freqüência (MOREIRA et al., 1974).
Através do melhoramento genético a partir dos poucos indivíduos inermes existentes,
é possível aumentar a freqüência gênica para este caráter, a semelhança do que já foi realizado
com plantas de outras espécies da caatinga como, por exemplo, a jurema preta (ARRIEL,
BAKKE e SILVA, 1995).
A faveleira é encontrada em todos os estados do nordeste brasileiro até o norte de
Minas Gerais, principalmente nas regiões do sertão e caatinga (LORENZI, 1998). A Figura 3
mostra o mapa do Nordeste do Brasil tendo como destaque as áreas onde a faveleira é
encontrada.
Figura 3 - Distribuição espacial da faveleira no nordeste brasileiro.
Fonte: SANTA ROSA (1943).
22
A ocorrência da faveleira sem espinhos foi registrada pela primeira vez no município
de Independência, no Ceará. A variedade sem espinhos foi encontrada nos municípios
paraibanos de Barra de Santana, Cabaceiras, São Domingos do Cariri, Santa Luzia, Areia de
Baraúnas, Passagem, São Mamede, Patos, Sousa, Triunfo e Cachoeira dos Índios
(NOBREGA, 2001).
A Figura 4 apresenta-se detalhes da folhagem de um exemplar de uma faveleira com
espinhos, onde os espinhos podem ser observados no caule da planta indicado pelo círculo na
cor vermelha e na Figura 5 pode-se observar detalhes da folhagem de um exemplar de uma
faveleira sem espinhos.
Figura 4 - Faveleira com espinhos. Fonte: Autoria própria.
Figura 5 – Faveleira sem espinhos. Fonte: Autoria própria.
23
De modo particular como forrageira, o uso de plantas sem espinhos, no lugar da
faveleira com espinhos, é recomendado por diminuir os riscos de ferimentos e permitir uma
melhor circulação de animais e de seus tratadores próximo a planta (ARRIEL, 2004).
A faveleira também pode ser usada como planta medicinal. Algumas pesquisas sobre
métodos de extração de um principio ativo para o combate a leucemia tem sido realizado em
alguns paises da Ásia (GHOSH, RAY e GHATAK, 1992 citado por ARRIEL, 2004).
LORENZI (1998) avalia a importância da planta em programas de reflorestamentos
heterogêneos destinados a revegetação de áreas degradadas, por se tratar de uma planta
rústica.
Na alimentação humana, a parte atualmente utilizada da favela é a amêndoa, que pode
ser consumida in natura, ou macerada em pilão e misturada com farinha de mandioca e
açúcar ou rapadura usada pura ou na fabricação de cocadas, bolos e biscoitos (NÓBREGA,
2001).
Morais (1978) estudando a faveleira observou a ausência de fitohemaglutinina,
inibidor de tripsina e alergenos, que são elementos tóxicos de natureza protéica. Também
analisando seus aminoácidos, observou que a faveleira possui todos os aminoácidos essenciais
com concentrações próximas ou superiores aos níveis recomendados pela FAO.
Duque (1980) ressalta que, por ser a faveleira uma árvore de grande valor industrial
por causa das suas sementes oleosas e alimentícias, e também por amadurecer em épocas
diferentes das culturas do algodão e da oiticica, a indústria de óleos poderá operar mais dias
por ano, considerando a disponibilidade da matéria-prima dessa nova fonte.
A faveleira já representa considerável quantidade de matéria-prima para se iniciar um
processo de extração do óleo em bases industriais e aproveitamento das proteínas da torta
como alternativa alimentar humana.
3.2 Sementes Oleaginosas
Uma semente é designada oleaginosa quando apresenta um elevado conteúdo de
lipídio. Quando o lipídio é extraído da semente deixa um resíduo que é denominado “torta” ou
“farelo” que apresenta um elevado teor de proteínas. A riqueza em lipídios e proteínas é a
razão maior das sementes oleaginosas terem vasta aplicação em sistemas alimentícios
manufaturados ou de serem utilizadas diretamente na alimentação humana e animal.
Nos últimos anos tem crescido a pesquisa e a produção de frutas e sementes
oleaginosas, tanto para a indústria oleoquímica como para a alimentícia, pois elas absorvem a
24
maioria dos óleos obtidos de fontes naturais. A produção mundial de oleaginosas aumenta em
média 3% ao ano e deverá manter-se nesse nível nos próximos anos, reforçada pela forte
ascensão da cultura agrícola direcionada a produção de biocombustíveis.
A produção mundial de plantas oleaginosas foi estimada em 381 milhões de toneladas
para o biênio 2004-2005. Dentre as plantas, a soja se apresenta como a principal com 56% da
produção total. A produção de soja é seguida pela produção das sementes de algodão (≈10%),
colza (canola) (≈11%), amendoim (≈8%) e girassol (≈4%). Destas plantas foram extraídas
142 Mt de óleos vegetais e 99 Mt de bagaços e farinhas para animais. Na Figura 6 apresenta-
se um gráfico com as percentagens da produção mundial de plantas oleaginosas. A Argentina,
o Brasil, a China, a Índia e sobretudo os Estados Unidos da América asseguram, graças à soja,
quase três quartos da produção mundial de oleaginosas (FAO, 2006).
Figura 6 - Produção de sementes oleaginosas no mundo em 2005.
Fonte: FAO, 2006.
3.3 Óleos Vegetais
Óleos e gorduras são substâncias insolúveis em água, de origem animal ou vegetal,
formadas predominantemente por produtos de condensação entre glicerol e ácidos graxos
chamados triglicerídios.
O óleo vegetal é uma das substâncias lipídicas sintetizadas pelas plantas e
armazenadas em maiores proporções nas sementes, constituindo-se em fonte de energia
necessária ao processo da germinação. A diferença entre dois óleos vegetais encontra-se na
distribuição percentual dos seus ácidos graxos e cada espécie oleaginosa apresenta uma
distribuição característica. Essa distribuição é uma das propriedades mais importantes a ser
25
considerada ao se escolher um óleo para determinado fim. As composições dos óleos vegetais
estão relacionadas a importância nutritiva e fisiológica dos lipídios, baseada em sua função
como molécula combustível e como fonte de ácidos graxos essenciais e de vitaminas
(MORETTO e FETT, 1998).
Os ácidos graxos ocorrem na natureza como substâncias livres e esterificadas. A maior
parte dos ácidos graxos naturais encontra-se esterificada com o glicerol, formando
triglicerídios ou triacilgliceróis componentes dos óleos e gorduras comestíveis. As
propriedades físicas, químicas e nutricionais dos óleos e gorduras dependem,
fundamentalmente, da natureza, do número de átomos de carbono e posição dos grupos acila
presentes nas moléculas dos triacilgliceróis (VIANNI e BRAZ-FILHO, 1996).
Os triacilgliceróis representam aproximadamente 95% dos lipídios da dieta humana.
Durante a digestão, os triacilgliceróis são hidrolisados nas posições 1 e 3 pelas lípases
pancreáticas e os ácidos graxos e monoacilgliróis resultantes são consumidos pelo sistema de
absorção de fluidos do metabolismo humano (VIANNI e BRAZ-FILHO, 1996).
Os ácidos graxos insaturados são mais importantes para a saúde humana que os ácidos
graxos saturados e a predominância desses ácidos determinam à qualidade do óleo. Os ácidos
graxos saturados que possuem 12, 14 e 16 átomos de carbono em sua cadeia, aumentam as
concentrações séricas do colesterol, já os ácidos graxos insaturados reduzem o nível de
colesterol no sangue.
Os ácidos graxos essenciais são poliinsaturados que não podem ser sintetizados pelas
células dos mamíferos a partir de acetil-CoA e, portanto, têm de ser ingeridos através da
alimentação. Os mamíferos não possuem enzimas capazes de inserir dupla ligação nas
posições n-6 e n-3 das cadeias hidrocarbonadas dos ácidos graxos. Os ácidos graxos
essenciais linoléico (ω-6) e linolênico (ω-3) estão presentes em abundância em óleos vegetais
como o de algodão, girassol, milho e o de soja. Em função disso, o mercado mundial
apresenta uma gama bastante ampla de suplementos alimentares de ácidos graxos
poliinsaturados ω-3 e ω-6 e de produtos, nos quais estes ácidos são incorporados como leites e
derivados, fórmulas lácteas infantis, biscoitos, pães, ovos, massas e sucos de frutas. Em vista
deste grande potencial, pesquisas voltadas a esta área têm relatado a aplicação de diferentes
métodos físicos, químicos e enzimáticos visando a obtenção de concentrados de ácidos graxos
poliinsaturados, a partir de substratos como óleos vegetais, animais e microbianos
(CARVALHO et al., 2003).
Ultimamente, costuma-se agrupar os ácidos graxos insaturados em famílias ômega
(ω), que são caracterizados pela posição da dupla ligação em relação ao carbono metil
26
terminal oposto à carboxila do ácido graxo. Entre elas aparecem as famílias ω-9, que
apresenta dupla ligação entre os carbonos 9 e 10, tendo como principal representante o ácido
oléico (C18:1), quando a dupla esta entre o carbono 6 e 7 denomina-se ω-6, que é
representado pelo ácido linoléico (C18:2), e quando está entre o carbono 3 e 4, este ácido
pertence à família ω-3 que são os ácidos α-linolênico. Estes ácidos aparecem como os
principais constituintes dos triacilgliceróis dos óleos de soja, canola, girassol, dendê, algodão
e amendoim, que representam 84% da produção mundial de óleos (VIANNI e BRAZ-FILHO,
1996).
Os ácidos graxos poliinsaturados ω-6 (ácido linoléico) e ω-3 (ácido linolênico), além
de suas ações sobre o metabolismo do colesterol e dos lipídios são importantes para a
manutenção e fluidez das membranas celulares, formação de eicosanóides, modulação do
sistema imunológico e controle da agregação plaquetária. São precursores do ácido
araquidônico, que metabolicamente se transformam em ácidos graxos poliinsaturados de
cadeias longas. Estes ácidos graxos fazem parte da estrutura das membranas biológicas.
Substâncias eicosanóides (prostaglandinas, tromboxanos, prostaciclinas e
leucotrienos) são derivadas do ácido araquidônico. Cada tipo de célula produz um eicosanóide
diferente, cuja ação é exercida localmente, próximo ao local de sua biossíntese. Os
eicosanóides do mesmo tipo produzem efeitos semelhantes. A magnitude do efeito é
controlado pelo ácido graxo. Esses compostos eicosanóides têm importantes funções na
mediação de reações imunológicas, alérgicas e inflamatórias e no controle da hemostasia
(CALDER, 2003).
A estabilidade de um óleo vegetal pode ser considerada como a capacidade de
conservar as suas propriedades físico-químicas. Os óleos poliinsaturados estão sujeitos a
oxidações devido aos seus elevados teores de acido linoléico e linolênico. Desse modo, a
predominância do acido linoléico nos óleos de soja e girassol os torna menos estáveis em
relação aos óleos ricos em ácidos graxos monoinsaturados como os óleos de oliva e
amendoim (QUINTEIRO e VIANNI, 1995).
27
3.4 Proteínas Vegetais
Os vegetais acumulam grandes quantidades de proteínas durante seu desenvolvimento.
As proteínas vegetais são classificadas em proteínas catalíticas e proteínas de reserva. As
proteínas de reserva se acumulam nas sementes em quantidades razoáveis para serem
utilizadas durante o processo de germinação, as quais após serem hidrolisadas, liberam
nitrogênio na forma de aminoácidos para serem utilizados nos estágios subseqüentes do
desenvolvimento das plântulas. As proteínas catalíticas estão em menor proporção e
consistem num grupo de proteínas essenciais para o metabolismo celular.
As proteínas de sementes vegetais têm sido classificadas, de acordo com a sua
solubilidade (OSBORNE, 1924), em albuminas, globulinas, prolaminas e glutelinas.
As albuminas são solúveis em água ou em solução salina diluída, coaguláveis pelo
calor, possuem coeficiente de sedimentação de aproximadamente 2S e são ricas em cisteína,
glutamina e arginina (BARTOLOMÉ et al., 1997). As globulinas são insolúveis ou pouco
solúveis em água, porém sua solubilidade aumenta com a adição de sais neutros, com
concentração desses sais variando de 2 a 10%. São as principais proteínas de reserva das
dicotiledôneas e são caracterizadas pelos altos níveis de arginina, glutamina e asparagina, no
entanto são pobres em aminoácidos sulfurados como metionina e cisteína. As globulinas têm
sido exaustivamente caracterizadas, devido a sua importância nutricional, em leguminosas
oleaginosas e não oleaginosas (HIGGINS, 1984).
As prolaminas são insolúveis em água e em soluções salinas e solúveis em soluções
alcoólicas (50 a 90%). São encontradas em cereais e possuem alto teor de prolina e nitrogênio
amido (derivado da glutamina). Já as glutelinas são insolúveis em água, soluções salinas e
alcoólicas, porém solúveis em soluções ácidas (glutelina ácida) e alcalinas diluídas (glutelina
básica). São ricas em prolina e glutamina e são exemplos típicos a glutelina do trigo e do
arroz. As glutelinas e prolaminas possuem estrutura semelhante, no entanto as glutelinas não
são solúveis em álcool por formar polímeros estáveis pelas ligações entre as cadeias
dissulfíticas (SHEWRY e TATHAM, 1990).
Estudos sobre as proteínas vegetais visam promover um melhor conhecimento sobre
seu comportamento, melhorar sua performance e ampliar sua utilização em novos produtos na
indústria alimentar. Espera-se que esses conhecimentos venham a se contrapor a possibilidade
da escassez de alimentos que possa atingir as populações mais necessitadas, principalmente
em paises em desenvolvimento.
28
O estudo de fontes alimentares não convencionais é importante para a disponibilização
de novos alimentos para os homens e os animais. Além disso, alguns países possuem recursos
vegetais diferentes dos padrões estabelecidos e necessitam explorar esses recursos para
expandir as suas economias (PADILLA, ALVAREZ e ALFARO, 1996). As proteínas
vegetais são importantes para a nutrição humana especialmente em países do terceiro mundo
onde a sua ingestão está abaixo do recomendado.
A importância das proteínas vegetais apresentadas na forma de farinhas, concentrados
e isolados protéicos já é bastante difundida. O aumento gradual da utilização das proteínas
vegetais deve-se a sua abundância, baixo custo de produção e propriedades nutricionais e
funcionais adequadas (WANG e ZAYAS, 1991).
Para que as proteínas vegetais sejam úteis e bem sucedidas na aplicação em alimentos,
elas devem possuir diversas características desejáveis, tidas como propriedades funcionais,
além de fornecerem aminoácidos essenciais. Estas propriedades são as características físico-
químicas intrínsecas, que afetam o comportamento das proteínas em sistemas do alimento
durante processamento, manufaturamento, armazenamento e preparação (KINSELLA, 1979).
3.5 Análise térmica das proteínas
Os tratamentos térmicos dos alimentos conduzem frequentemente à desnaturação ou
ao desdobramento da estrutura nativa das proteínas do alimento. A perda da estrutura ou
desnaturação nativa é crítica à funcionalidade da proteína (KINSELLA, 1976).
A desnaturação térmica das proteínas envolve mudanças conformacionais na estrutura
nativa devido ao rompimento das forças químicas que mantêm a integridade estrutural das
moléculas da proteína, como por exemplo, as ligações do hidrogênio, ligações hidrofóbicas,
interações iônicas e as ligações covalentes dissulfeto. Os tratamentos de calor podem também
provocar o agregação da proteína.
Quando ocorre a desnaturação protéica, os grupos hidrofóbicos das proteínas são
expostos e se atraem mutuamente formando ligações cruzadas, do tipo dissulfeto, que
promovem a formação de estruturas tridimensionais capazes de reter água e produzir
modificações originando o ponto de gel, este ponto ocorre após a proteína atingir a
temperatura de desnaturação (ELLEPOLA e MA, 2006).
Além da desnaturação térmica que ocorre com o aquecimento, provocando a redução
da energia de transição, o pH é outro fator que exerce uma forte influencia nas ligações
dissulfidicas e grupos sulfidrilas que desempenham um papel na gelatinização das proteínas
29
quando induzidas pelo calor. Em pH ácido o conteúdo de grupos sulfidrilas exerce pouco
efeito, mas esta influência tende a crescer em pH alcalino. A entalpia (∆H) diminui com o
aumento do pH, como também com o grau de desnaturação da proteína (MANGINO, 1992).
A técnica denominada calorimetria exploratória diferencial (DSC) pode ser usada para
estudar mudanças nas proteínas em função da temperatura. Sob circunstâncias controladas de
taxa de aquecimento e da concentração da proteína, a estabilidade térmica de uma proteína
pode ser monitorada pela temperatura de desnaturação ou temperatura do pico (Td)
(ELLEPOLA e MA, 2006).
As mudanças endotérmicas estão associadas com a quebra de ligações de pontes de
hidrogênio, expondo os grupos hidrofóbicos da proteína, que é refletida pela área do pico
endotérmico, representado pela mudança da entalpia (∆H) (LI-CHAN e WA, 2002) e
correlacionado com a extensão da estrutura requisitada de uma proteína (KOSHIYAMA,
HAMANO e FUKUSHIMA, 1981 citado por ELLEPOLA e MA, 2006). Enquanto as
mudanças exotérmicas resultam do enfraquecimento das interações hidrofóbicas e da
agregação das proteínas.
De acordo com MARCONE, KAKUDA e YADA (1998), as diferenças observadas
nos valores de temperatura de desnaturação (Td) e entalpia (∆H) de produtos protéicos
analisados são atribuídas a vários fatores, denominados estabilizantes, relacionados a seguir:
•
Composição de aminoácidos;
•
Forma de empacotamento devido à interação proteína/proteína;
•
Ligação com metais e outros grupos prostéticos;
•
Ligações e interações intramoleculares;
•
Tipo de solventes (MENG e MA, 2001);
•
Fatores ambientais ligados ao solvente, tais como pH e força iônica (MENG e MA,
2001).
30
3.6 Propriedades funcionais
O termo propriedade funcional é definido como toda propriedade não-nutricional que
influi no comportamento de certos componentes de um alimento (ORDONEZ et al., 2005). As
propriedades funcionais de uma proteína determinam seu comportamento durante o
processamento, estocagem e preparação, e controla sua conveniência como ingrediente
alimentar (GRUERNER e ISMOND, 1997). Os atributos funcionais requeridos pela proteína
incluem solubilidade, coagulação pelo calor, absorção de água e óleo, capacidade de formar
gel, propriedades emulsificantes, propriedades espumantes e boas propriedades sensoriais
(KINSELLA, 1979). Essas propriedades influenciam na aceitação e no consumo do produto
final (SZE-TAO e SATHÊ, 2000).
As propriedades funcionais refletem os atributos físico-químicos intrínsecos das
proteínas (composição, seqüência de aminoácidos, conformação e estrutura) que sofrem ao
interagir com os constituintes dos alimentos (água, íons, lipídios, carboidratos e flavor)
quando são submetidos a processos de extração, isolamento, secagem, temperatura e pH
(KINSELLA, 1979).
As proteínas vegetais são usadas nos alimentos como ingredientes funcionais para
melhorar a estabilidade, textura e a qualidade nutritiva do produto (EL NASRI e EL TINAY,
2007). A solubilidade faz a solvatação de proteínas em função do pH e é usada em bebidas, a
absorção de água forma pontes de hidrogênio com a água e é usada em produtos de carne,
pães, bolos e macarrão e a absorção de óleo retém os lipídios livres e é usado em salsichas,
mortadela, lingüiças e patê de carne. Já a emulsificação forma e estabiliza as emulsões com os
lipídios e são usados em embutidos de carne, maionese, pães, bolos, sopas e sobremesas
congeladas (CHEFTEL, CUQ e LORIENT, 1989).
Os diferentes processos a que são submetidos os alimentos durante sua elaboração
podem modificar a funcionalidade das proteínas. As mudanças produzidas estão diretamente
relacionadas com o tipo e a intensidade do tratamento aplicado. Como se observa no Quadro
01, as propriedades funcionais das proteínas que intervêm em um alimento são muito variadas
e poderiam ser classificadas como propriedades hidrodinâmicas, que dependem das interações
das proteínas com a água e propriedades ligadas a características de superfície, como a
capacidade de formação de espuma e emulsões (ORDONEZ et al., 2005).
31
Quadro 1 – Propriedades funcionais das proteínas que influem em diferentes sistemas
alimentícios.
Propriedade Funcional Alimento
Solubilidade, Viscosidade Bebidas
Viscosidade, Capacidade de absorção de água,
Emulsificação
Cremes, sopas, molhos
Formação de massa Massas alimentícias, pães
Formação de espuma, Emulsificação, Capacidade
de absorção de água
Pães, bolos, biscoitos
Geleificação, Formação de espumas Sobremesas lácteas, merengue
Emulsificação, Viscosidade, Geleificação Queijos
Geleificação, Capacidade de absorção de água,
Emulsificação
Produtos cárneos cozidos
Texturização, Fixação de aromas, Absorção e
retenção de água
Similares de carne
Emulsificação Maionese, manteiga
Geleificação, Formação de espumas Produtos de ovos
Absorção de gordura
Salsicha, mortadela, lingüiça, patê de
carne
Fonte: ORDONEZ et al. (2005); CHEFTEL, CUQ e LORIENT (1989).
3.6.1 Solubilidade
A solubilidade de uma proteína é definida como a porcentagem de proteína que se
mantém em solução ou dispersão coloidal sob condições específicas e que não sedimenta com
forças centrifugas moderadas. Para que uma proteína seja solúvel, ela deve interagir com o
solvente através de pontes de hidrogênio, dipolo-dipolo e interações iônicas, por isso, pode-se
definir também como o equilíbrio entre as interações proteína-proteína e proteína-solvente
(ORDONEZ et al., 2005; CHOU e MORR, 1979).
Uma das mais importantes propriedades funcionais de proteínas é a solubilidade, pois
todas as outras propriedades, como emulsificação, espumação e gelatinização, dependem
diretamente da interação da proteína com a água (KINSELLA, 1979). Geralmente, a
32
desnaturação da proteína implica em prejuízo a sua funcionalidade e é normalmente medida
pela perda de solubilidade (WANG e ZAYAS, 1991).
A solubilidade, como outras propriedades funcionais que são determinadas pelo
balanço de forças básicas de interação proteína-água e proteína-proteína, é também afetada
pelo pH, concentrações de sais e de proteínas, tipo de proteína, modificação química e
enzimática, temperatura, processo de extração e presença de outros constituintes do alimento
(HERMANSSON, 1979).
A solubilidade, em função do pH, é a primeira propriedade funcional que se determina
em uma etapa de preparação ou transformação de uma proteína ingrediente (CHEFTEL, CUQ
e LORIENT, 1989). As proteínas solúveis fornecem uma dispersibilidade homogênea das
moléculas em sistemas coloidais e realçam as propriedades interfaciais (GUAN et al., 2006) e
é geralmente expressa como índice de solubilidade de nitrogênio, índice de solubilidade de
proteína e índice de dispersibilidade de proteína.
As proteínas são em geral mais solúveis em pHs baixos (ácidos) ou elevados
(alcalinos) por causa do excesso de cargas positivas ou negativas a esses pHs. Excesso de
cargas de mesmo sinal produz repulsão das moléculas, que contribui para sua maior
solubilidade. O pH de menor solubilidade é o pI da proteína, com igual numero de cargas
positivas e negativas nas moléculas. Por se compensarem intrinsecamente quanto as cargas,
no pI as moléculas não se repelem, diminuem de solubilidade tendendo a formar precipitados.
Para um grande numero de proteínas o pI esta entre pHs 3,5 e 6,5 (SGARBIERI, 1996).
Em baixas concentrações de sais (baixa força iônica) a solubilidade em geral aumenta,
porque os íons salinos em baixa concentração tendem a se associar as proteínas contribuindo
para uma maior hidratação e/ou repulsão das moléculas de proteína, portanto, para uma maior
solubilidade da proteína “salting in”. Ao contrario, a elevada concentrações salinas os íons
salinos, formando sua própria capa de hidratação pelas moléculas protéicas, atração mutua
entre as moléculas (forças eletrostáticas e não polares) e formação de precipitado “salting out”
(TURGEON, GAUTHIER e PAQUIM, 1992).
As proteínas, eletrólitos multivalentes, comportam-se quantitativamente de maneira
semelhante a um íon simples, isto é, um aumento de concentração de sais estabiliza os grupos
eletricamente carregados da proteína e, por conseguinte a solubilidade. Em concentrações de
sais suficientemente elevadas, as moléculas de água disponíveis tornam-se insuficientes para a
solvatação da proteína. Consequentemente, a interação proteína-proteína se torna mais
importante que a interação água-proteína, isto é, ocorre precipitação (SGARBIERI, 1996).
33
Uma alta solubilidade na região acida de pH sugere a utilização do alimento protéico
na fabricação de bebidas ao passo que uma alta solubilidade na região alcalina de pH
possibilita sua utilização na fabricação de produtos de panificação, massas em geral e comidas
semi-solidas (AHMEDNA, PRINYAWIWATKUL e RAO, 1999 citado por YU, AHMEDNA
e GOKTEPE, 2007).
3.6.2 Capacidade de Absorção de Água
A capacidade de absorção de água que as proteínas ou alimentos protéicos possuem
esta relacionada com a interação proteína-água, com isso, a maior ou menor afinidade entre
proteína e a água esta diretamente ligada com outras propriedades funcionais como textura,
viscosidade, geleificação e emulsificação (KINSELLA, 1976).
As propriedades de hidratação das proteínas estão diretamente relacionadas com
fatores intrínsecos da própria molécula, isto é, com a fonte e o tipo de proteína, grau de
desnaturação da proteína, temperatura, presença de carboidratos, lipídios, pH, sais e
composição de aminoácidos (DAMODARAN, 1997).
As proteínas interagem com a água mediante pontes de hidrogênio, ligações dipolo-
dipolo ou cadeias laterais dos aminoácidos (interações com os grupos ionizados). Assim,
quando há proporção maior de aminoácidos com cadeias laterais hidrófobas, a proteína
apresenta capacidade menor de hidratação do que quando é composta por aminoácidos com
cadeias laterais hidrófilas, que podem estabelecer mais facilmente pontes de hidrogênio com a
água. Essa atração hidrofílica pode ser medida como grau de hidratação (conteúdo de água/g
de proteína), e como habilidade do produto para captar água espontaneamente
(esponjamento). Relaciona-se também com a quantidade de água que permanece na proteína
ou alimento após exposição a um excesso de água e aplicação de uma força de centrifugação
ou pressão (capacidade de retenção de água) (ORDONEZ et al., 2005).
A propriedade funcional de retenção de água tem sido usada como critério para
seleção de proteínas em sistemas alimentares, especialmente em produtos cárneos (LIN e
ZAYAS, 1987), pois melhoram as suas características sensoriais e também são indicados para
produtos de alta viscosidade como sopas, queijos e massas (KINSELLA, 1976).
34
3.6.3 Capacidade de Absorção de Óleo
Propriedades funcionais de proteínas como capacidade emulcionante e de absorção de
flavor, envolvem interação da molécula protéica com lipídios. A absorção de óleo por
proteínas é afetada pela fonte da proteína, processamento, composição, tamanho da partícula e
temperatura (LIN e ZAYAS, 1987). A habilidade de uma proteína ligar-se com óleo é
importante e atribuída principalmente à retenção física do óleo pelas moléculas protéicas
(KINSELLA, 1976).
Segundo Lin e Zayas (1987), a absorção de gordura varia em função do número de
grupos hidrofóbicos expostos da proteína. A capacidade de absorção de óleo favorece a
utilização de alimento protéico na produção de carnes simuladas, lingüiças, salsichas, patês,
bolos e massas.
3.6.4 Propriedades Emulsificantes
As emulsões alimentícias são sistemas de duas fases imiscíveis entre si e instáveis, a
menos que haja substâncias anfifílicas na interface que diminuam a tensão interfacial e evitem
a coalescência das gotas dispersas (ORDONEZ et al., 2005).
Uma emulsão é um sistema constituído de dois líquidos imiscíveis, sendo uma fase o
óleo e a outra a água, separados por um agente emulsificante o qual pode ser sólido, líquido
ou um líquido cristalino. A principal característica de um agente emulsificante é a de possuir
na mesma molécula partes hidrofílicas e hidrofóbicas, o que permite a formação de uma
camada entre as duas fases, separando-as e impedindo que os glóbulos da fase interna
coaleçam, o que resultaria na quebra da emulsão (HAQUE e KINSELLA, 1989).
A maior parte das emulsões alimentícias é do tipo óleo/água, tendo a água como fase
continua (externa) e óleo como fase dispersa (interna), sendo menos comum a emulsão tipo
água/óleo, como no caso da manteiga e margarina (PETROWSKY, 1976 citado por
ELIZALDE et al., 1988). No modelo óleo/água, as proteínas são difundidas e orientadas até a
interface óleo/água com os grupos hidrofílicos orientados no sentido da fase aquosa e os
grupos hidrofóbicos orientados para a fase oleosa (ELIZALDE et al. 1988), como mostra a
Figura 7.
35
Figura 7 – Representação esquemática de uma emulsão do tipo óleo/água.
Fonte: ELIZALDE et al. (1988).
As propriedades emulsificantes são importantes em termos de funcionalidade das
proteínas. A capacidade de emulsão (EC) e a estabilidade de emulsão (ES) foram largamente
utilizadas para determinar as propriedades de emulsão. A capacidade de emulsificação,
introduzida primeiramente por SWIFT (1961), é definida como o ponto do colapso de uma
emulsão e a estabilidade da emulsão é a habilidade do emulsificador de estabilizar uma
emulsão seguindo sua formação e às vezes determinadas condições de stress, incubação,
mistura, centrifugação e alta temperatura. A natureza anfipática da proteína, por causa da
mistura de resíduos aminoácidos polares e não-polares, induz sua adsorção na superfície de
partículas de óleo para reduzir a tensão interfacial. Em conseqüência, a energia mecânica
requerida para formar uma emulsão pode ser reduzida significativamente. Conseqüentemente,
a estabilidade das emulsões versus a coalescência é melhorada (HUNG e ZAYAS, 1991).
O uso de proteínas vegetais em sistemas alimentares poderia melhorar a capacidade
emulsificante e manutenção da emulsão (WANG e ZAYAS, 1992). A alta concentração da
proteína pode aumentar a estabilidade da emulsão com diminuição da separação entre a água
e o óleo (CRENWELGE et al., 1974). A capacidade emulsificante, a atividade e estabilidade
da emulsão no processamento de alimentos são propriedades funcionais das proteínas
fundamentais em produtos cárneos, coberturas de saladas, sobremesas geladas e maionese.
36
4 MATERIAL E MÉTODOS
A matéria-prima utilizada no desenvolvimento desse trabalho consistiu de amêndoas
da faveleira (Cnidoscolus phyllacanthus (Mart.) Pax et K. Hoffm.), colhidas no município de
Santa Luzia, estado da Paraíba, Brasil. Foram analisadas as amêndoas da planta dotada de
espinhos, como também as da variedade inerme da planta que se apresenta sem espinhos.
4.1 Beneficiamento das Sementes
As sementes passaram pela fase de beneficiamento, onde foram separadas de
contaminantes e impurezas, lavadas em água corrente e seca em estufa de ar circulante (marca
FANEM orion 520, controlador modelo A-HT) a 40°C por 24 horas.
4.2 Análises Físicas das Sementes
As sementes foram observadas visualmente com relação à aparência e coloração, com
a finalidade de classificação e seleção para uma melhor uniformidade. Depois de
selecionadas, grupos de 10 sementes, em triplicata, foram analisados biometricamente. A
biometria se caracteriza por medir comprimento, largura e espessura das sementes com o
auxilio de um paquímetro. O diâmetro longitudinal (comprimento) compreendeu a distância
do eixo polar entre os ápices. O diâmetro transversal (largura) e a espessura foram tomados na
parte média, perpendicular ao eixo polar. O peso médio das amêndoas com casca e amêndoas
sem casca foi obtido usando balança analítica.
4.3 Obtenção da Farinha Integral
As sementes foram descascadas com auxílio de um pilão de alumínio e triturada em
liquidificador doméstico (marca Arno AS) formando a farinha integral das amêndoas, em
seguida a farinha foi tamisada em malha de 25 mesh.
37
4.4 Obtenção da Farinha Desengordurada
Para obtenção da farinha desengordurada a partir da farinha integral das amêndoas foi
utilizada a metodologia descrita por KHALIL et al. (1985).
O desengorduramento foi realizado pelo método semi-contínuo em extrator de soxhlet,
utilizando n-hexano como solvente por 72 horas. A farinha desengordurada foi distribuída
uniformemente em bandeja plástica para evaporação completa do solvente a temperatura
ambiente e tamisada com malha de 25 mesh. A farinha obtida foi acondicionada em recipiente
plástico e armazenada sob refrigeração até uso.
A Figura 8 representa os processos de beneficiamento, análise física das sementes,
obtenção da farinha desengordura e do óleo, bem como as destinações posteriores destes
produtos.
38
Figura 8 – Fluxograma de beneficiamento das sementes e amêndoas das variedades da
faveleira, obtenção da farinha integral e do óleo e suas destinações posteriores.
Recepção das Sementes
Beneficiamento das Sementes
Amêndoas
Análises Físicas
- separação de impurezas;
- lavagem em água
corrente;
- secagem em estufa de ar
circulante 40ºC (24h).
- quebra manual;
- extração das amêndoas;
Farinha integral
Farinha desengordurada
- trituração;
- tamisação a 25 mesh.
Composição
Centesimal
- desengorduramento com
hexano (72h);
- dessolventização (24h);
- tamisação em malha de
25 mesh.
Óleo
Caracterização
Físico
-
química
Composição de
ácidos graxos
Frações protéicas
Isolado protéico
Propriedades
Funcionais
39
4.5 Análises de Composição Centesimal
A composição centesimal da farinha das amêndoas in natura das faveleiras com e sem
espinhos foi determinada conforme os procedimentos analíticos da AOAC (2000), onde o teor
de umidade foi determinado em estufa a 105ºC (marca TECNAL, modelo TE 397/4), até peso
constante. O teor de cinzas pelo método gravimétrico, que consiste da incineração do material
em mufla a 550ºC (marca FORNITEC, modelo 1557). O teor de lipídios foi determinado
utilizando extração semi-contínua com hexano em extrator de Soxhlet. A determinação do
teor de proteínas na farinha in natura e desengordurada foi realizada segundo o método de
Kjeldahl utilizando-se um digestor (marca FANEN, modelo TE 0007), um destilador
(TECNAL, modelo TE036/1) e aplicando-se um fator de 6,25. O conteúdo de carboidratos
totais, incluindo fibras, foi calculado por diferença de 100 com a soma dos percentuais dos
demais componentes da composição centesimal.
4.6 Análises dos Componentes Lipídicos
Da farinha das amêndoas foi extraído o óleo pelo método semi-contínuo em extrator
de soxhlet, utilizando hexano como solvente por 72 horas. Depois de completar a extração, o
solvente foi recuperado. O óleo foi colocado em estufa com circulação de ar (marca FANEM
orion 520 controlador modelo A-HT) a 40ºC por 1 hora para retirada de solvente residual e
armazenado em frascos de vidro âmbar, em atmosfera de nitrogênio e sob refrigeração até o
uso.
4.6.1 Caracterização Físico-Química do Óleo
O óleo foi avaliado pelo índice de refração, utilizando um refratômetro Bausch e
Lomb (ABBÉ-3L), densidade específica utilizando picnômetro e viscosidade em viscosímetro
(marca Brookfield, LV-DVII), todas em temperatura ambiente (25ºC).
A determinação do índice de acidez (% ácido oléico (p/p) - titulação com hidróxido de
sódio 0,1N usando fenolftaleína como indicador), índice de iodo (método de Hübl, (g I
2
/100g)
– titulação indireta do iodo com solução de tiossulfato de sódio 0,1 N usando amido como
indicador), índice de peróxido (mEq/1000g óleo) – titulação com tiosulfato de sódio 0,01N
usando amido como indicador) e índice de saponificação (mg KOH/g óleo - titulação indireta
40
do hidróxido de potássio com solução de ácido clorídrico 0,5 N usando fenolftaleína como
indicador) foram seguidas normas do Instituto Adolfo Lutz (2005).
4.6.2 Perfil de Ácidos Graxos
Os ácidos graxos foram transformados em ésteres metílicos de acordo com o método
de Hartman e Lago (1973), seguido de análise Cromatográfica Gasosa para identificação do
perfil de ácidos graxos.
Os ácidos graxos foram separados em cromatógrafo a gás modelo CG MASTER,
acoplado com detector de ionização de chama. A separação ocorreu em coluna capilar de
sílica fundida CARBOWAX 20M (SUPELCO), tipo polar, empacotada com Polietilenoglicol
com dimensões: 30m x 0,53mm i.d. x 1µm espessura de filme. As amostras de ésteres
metílicos (2 µL) foram injetadas em injetor do tipo split/splitless a 250ºC. Os cromatogramas,
com dados sobre os tempos de retenção e as percentagens de áreas dos ácidos graxos, foram
registrados em um software tipo Peaksimple (ARI Instruments – USA). Na programação de
temperatura empregaram-se as seguintes condições cromatográficas: temperatura inicial da
coluna de 70ºC por 0 min, aumentando a 120ºC a uma razão de aquecimento de 5,5ºC/min até
165ºC mantendo por 6 min e aumentando a uma temperatura final de 220ºC com razão de
aquecimento de 4ºC/min até um tempo final de 10 min. Utilizou-se hidrogênio como gás de
arraste, numa vazão de 5 mL/minuto. Os gases auxiliares foram nitrogênio (30 mL/minuto),
hidrogênio (30 mL/minuto) e ar sintético (300 mL/minuto).
Os ácidos graxos foram identificados por comparação dos tempos de retenção dos
ésteres metílicos das amostras com padrões autênticos (MERCK, USA).
41
4.7 Análise dos Componentes Protéicos
A farinha das amêndoas in natura foi desengordurada e desse produto foi classificado
as frações protéicas, como também extraído o isolado protéico das variedades da faveleira.
4.7.1 Classificação das Proteínas
O método de classificação de Osborne (1924) foi utilizado para qualificar e quantificar
os tipos de proteínas existentes nas amêndoas da faveleira. A farinha desengordurada das
variedades com e sem espinhos da faveleira foi extraída com solução salina de NaCl 0,5M na
proporção de 1:10 (p/v), sob agitação por 4 horas a uma temperatura de 5ºC, em seguida foi
centrifugada sob refrigeração (5ºC) a 9.000 x G por 20 minutos e filtrado em papel de filtro
qualitativo. Uma reextração foi feita no resíduo nas mesmas condições com tempo de agitação
de 2 horas. O extrato total obtido, após filtração, foi submetido à diálise contra água destilada
durante 72h seguida de centrifugação sob refrigeração (5ºC) a 9.000 x G por 20 minutos. O
novo extrato obtido representou a fração de albuminas e o precipitado, após ressuspensão em
solução salina de NaCl 0,5M e redializado, representou a fração de globulina. Para a obtenção
das demais frações protéicas, o processo inicial anteriormente descrito, foi repetido a partir do
resíduo total tendo como mudança o tempo de agitação que passou a ser de 2 hora e as
soluções de extração. O resíduo total foi tratado inicialmente com etanol a 70% para
solubilização das prolaminas, o resíduo 1 com HCl 0,1M para a obtenção das glutelinas acidas
e o resíduo 2 com NaOH 0,1M para obtenção das glutelinas básicas.
Os sobrenadantes contendo as prolaminas, as glutelinas ácidas e básicas foram
submetidas à diálise contra água destilada, centrifugadas, congeladas e liofilizadas (Figura 9).
Os volumes dos sobrenadantes de cada extração foram medidos e o teor de proteínas solúveis
determinado por Biureto (GORNALL et al., 1949).
42
Figura 9 - Fluxograma de fracionamento das proteínas baseado na solubilidade em vários
solventes.
Farinha Desengordurada
Resíduo I Extrato I
- Extração em NaCl 0,5M (4 horas), 5ºC;
- Centrifugação 9000 x G (30 min), 5ºC;
-
Filtração.
Resíduo II
- Extração em NaCl 0,5M (4 horas), 5ºC;
- Centrifugação 9000 x G (30 min), 5ºC;
-
Fil
tração.
Extrato II
Resíduo III
- Extração em Etanol 70% (4 horas), 5ºC;
- Centrifugação 9000 x G (30 min), 5ºC;
-
Filtração.
Extrato Total
Prolamina
- Diálise contra água, 5ºC.
- Liofilização
Extrato Resíduo IV
- Diálise contra água, 5ºC.
- Liofilização.
Glutelina
Ácida
Resíduo
Final
- Extração em NaOH 0,1M (4 horas), 5ºC;
- Centrifugação 9000 x G (30 min), 5ºC;
-
Filtração.
Extrato
Glutelina
Básica
- Diálise contra água, 5ºC.
- Liofilização
Precipitado
Extrato
Globulina
Albumina
- Redissolução em
NaCl 0,5M;
- Diálise conta água, 5ºC
- Liofilização
- Diálise contra água, 5ºC;
- Centrifugação 9000 x G
(30 min), 5ºC;
- Filtração.
- Extração em HCl 0,1M (4 horas), 5ºC;
- Centrifugação 9000 x G (30 min), 5ºC;
-
Filtração.
- Liofilização
43
4.7.2 Obtenção do Isolado Protéico
A preparação do isolado protéico a partir da farinha desengordurada da amêndoa das
variações da faveleira com e sem espinhos seguiu os métodos descritos por McWatters e
Holmes (1979), como mostra a Figura 10.
Foram preparadas suspensões compostas de 100,0g da farinha desengordurada em
2,0L de água destilada (1:20), equilibradas em pH 10,5 com hidróxido de sódio 1,0 N. A
suspensão foi agitada, em agitador magnético, durante 4 horas a aproximadamente 5ºC e seu
pH verificado periodicamente e ajustado quando necessário durante o período de agitação. Em
seguida a suspensão foi centrifugada sob refrigeração, em centrífuga refrigerada (MLW, mod.
K 26 D) a 1.900 x G por 30 min. O extrato resultante foi decantado e filtrado e teve seu
volume medido. Mais duas etapas de extrações foram realizadas nos resíduos consecutivos,
utilizando-se o mesmo procedimento, só que agora com 2 horas de agitação. Os três extratos
resultantes foram reunidos, o seu volume medido e uma alíquota de 1mL foi retirada para
determinação de proteínas pelo método de Biureto (GORNALL et al., 1949). O pH do extrato
total obtido após centrifugação foi ajustado a 4,5, com ácido clorídrico 1,0 N, para precipitar
as proteínas. Após precipitação, o extrato total foi centrifugado sob refrigeração a 1.600 x G
por 30 min. O novo extrato obtido foi decantado, o volume foi medido e o teor de proteínas
solúveis determinado por Biureto. As proteínas precipitadas isoeletricamente foram
desidratadas em ambiente de baixa umidade relativa, sob refrigeração e então armazenadas
sob refrigeração a 5ºC.
44
Figura 10 – Fluxograma de obtenção do isolado protéico das variedades da faveleira em pH
de extração de 10,0 e pH de precipitação de 4,5.
Farinha Desengordurada
- Água Destilada (1:20);
- NaOH 1,0N até pH 10,5;
- Agitação (1 hora);
- Centrifugação 9000 x G, 5ºC;
Extrato I Resíduo I
- Água Destilada (1:20);
- NaOH 1,0N até pH 10,5;
- Agitação (1 hora);
- Centrifugação 9000 x G, 5ºC;
Resíduo II
Extrato II
- Água Destilada (1:20);
- NaOH 1,0N até pH 10,5;
- Agitação (1 hora);
- Centrifugação 9000 x G, 5ºC;
Resíduo III
Extrato III
Extrato Total
- HCl 1,0N até pH 4,5 (pI);
- Centrifugação 9000 x G, 5ºC;
Sobrenadante
Precipitado
Isoelétrico
Isolado Protéico
- Secagem em baixa
temperatura.
45
4.8 Análise Eletroforética
A análise eletroforética foi realizada no isolado protéico das faveleiras com e sem
espinhos. Utilizou-se o sistema PAGE-SDS-2βMe, descrito por Laemmli (1970), adaptado
para o uso de géis de separação em placas (13,8 x 7,9 x 0,75 cm) (BIORAD Co, Mini-
PROTEAN
®
3 Cell).
O gel de aplicação contendo 3,5% de poliacrilamida foi montado em tampão Tris-HCl
0,5 M, pH 6,8 e SDS a 1,0% (p/v). O gel de separação, com gradiente de 12,5% de
poliacrilamida, foi montado em tampão Tris-HCl 3,0 M, pH 8,9 contendo SDS a 1,0%.
As amostras submetidas à eletroforese foram suspensas em tampão amostra composto
de 0,35 mL de água milli-q, 0,125 mL de Tris-HCl 0,5 M (pH 6,8), 0,2 mL de SDS a 1,0%
(p/v), 0,25 mL de glicerol, 0,02 mL de azul de bromofenol a 0,5% (p/v) e 0,05 mL de 2βMe.
As amostras, 1,0 mg/mL de tampão, foram tratadas a 100ºC por 10 min e centrifugadas em
centrífuga Eppendorf a 5.000 rpm por 1 min. Os extratos foram separados e alíquotas de 10 µl
aplicadas nos poços do gel. A corrida eletroforética foi realizada à voltagem constante de 200
V. Após a eletroforese, o gel foi corado em Coo-massie blue R-250 a 0,05% preparado em
metanol, ácido acético e água (1:3,5:8, v/v/v) e o descoramento do gel e visualização das
unidades protéicas com metanol, ácido acético e água (1:3,5:8, v/v/v).
Para avaliar o peso molecular das unidades protéicas separadas, o gel foi calibrado
com marcador protéico contendo 13 proteínas de pesos moleculares 205, 116, 97,4, 84, 66,
55, 45, 36, 29, 24, 20,1, 14,2 e 6,5 kDa (SigmaMarker
TM
MW Wide Range).
O gel corado foi fotografado em scanner e a imagem obtida processada através do
software Scion Image. O resultado foi expresso em gráfico com picos em série, sendo cada
pico correspondente a uma subunidade protéica separada. O número de gráficos dispostos no
espaço cartesiano dos eixos X (distância) e Y (densidade ótica) corresponderam ao número de
produtos aplicados no gel. A distância de cada pico nas amostras foi usada para obter o peso
molecular a partir da calibração com padrões de pesos moleculares 116, 97,4, 66, 36, 29, 24 e
20 kDa. Já a área referente aos picos foi usada para obter o conteúdo relativo de cada
subunidade protéica na mistura de proteínas revelada no gel.
46
4.9 Análise Térmica das Proteínas
As propriedades térmicas dos isolados protéicos da Faveleira em termos de
temperatura de desnaturação (Td) e entalpia de desnaturação (∆H), foram investigadas através
da Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) de acordo com a metodologia descrita por Li-
Chan e Ma (2002).
As curvas calorimétricas (DSC) foram obtidas em um calorímetro exploratório
diferencial TA Instruments, DSC 2920, Modulated DSC em um intervalo de temperatura de
25 a 130
º
C, na razão de aquecimento de 5
º
C/min, atmosfera de nitrogênio, vazão de 50
mL/min, cadinho de alumínio, massa de 8,0 ± 0,5 mg, com 25 µl de água destilada.
As análises das temperaturas de desnaturação (Td) e transições entálpicas (∆H)
durante o aquecimento foram realizadas pelo software Universal Analysis Program, versão
3.0 G (TA instruments) instalado no computador de controle do calorímetro.
4.10 Propriedades Funcionais
As propriedades funcionais das proteínas da faveleira com e sem espinhos foram
analisadas a partir do isolado protéico.
4.10.1 Solubilidade
A solubilidade de proteínas contidas nos isolados protéicos foi determinada de acordo
com Dench, Rivas e Caygill (1981). Amostras equivalentes a 0,25g em proteínas foram postas
em contato com 25,0 mL de água destilada. Sob agitação contínua, em agitador magnético, na
temperatura ambiente, o pH foi ajustado em valores de 2,0-11,0 com ácido clorídrico 1,0N e
hidróxido de sódio 1,0N. Após o equilíbrio ser atingido em cada um desses valores,
prorrogou-se o tempo de agitação por 30 min. As suspensões obtidas foram transferidas
quantitativamente para tubos de ensaios graduados e centrifugados a 4.000 x G, por 30 min.
Logo após esse procedimento, os volumes nos tubos foram medidos e alíquotas retiradas para
a determinação de proteínas solúveis pelo método do biureto (GORNALL et al. 1949). O
resultado foi expresso como índice de proteínas solúveis, em percentual.
47
4.10.2 Capacidade de Absorção de Água
A capacidade de absorção de água foi determinada utilizando o método de Quinn e
Paton (1979). Amostras dos isolados protéicos, equivalentes a 0,25 g em proteínas, foram
pesadas em tubos de centrífuga graduados e um volume de 2,5 ml de água destilada foram
acrescentados. Em seguida, procedeu-se a uma agitação por 1 min, em agitador de tubos, até
toda massa ficar em suspensão. Após 30 min, com agitações ocasionais, os tubos foram
centrifugados a 2.750 x G durante 10 min. Os volumes sobrenadantes resultantes foram
medidos e o resultado expresso em mL de água/g proteínas após a correção de proteínas
solúveis.
4.10.3 Capacidade de Absorção de Óleo
A capacidade de absorção de óleo foi determinada de acordo com o método de Lin e
Zayas (1987). Amostras dos isolados protéicos, equivalentes a 0,25 g em proteínas, foram
pesadas em tubos de centrífuga graduados e um volume de 2,5 mL de óleo de soja (marca
SOYA, BUNGE ALIMENTOS S. A.), com densidade de 0,922g/mL a 25ºC, foi acrescentada.
Em seguida, procedeu-se a uma agitação por 1 min, em agitador de tubos, até toda massa ficar
em suspensão. Após 30 min, com agitações ocasionais, os tubos foram centrifugados a 2.750
x G por 25 min. Os volumes sobrenadantes resultantes foram medidos e o resultado expresso
em mL de óleo/g proteína.
4.10.4 Propriedades de Emulsificação
4.10.4.1 Capacidade Emulsificante
A capacidade emulsificante foi determinada usando uma combinação de métodos
descritos por Weeb, Ivey e Cric (1970), Kato et al. (1985) e Hung e Zayas (1991). Dispersões
das amostras foram preparadas utilizando quantidades equivalentes a 1,0 mg proteínas/mL
água destilada. Sob agitação continua, em agitador magnético, na temperatura ambiente, o pH
foi ajustado para valores de 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0 com ácido clorídrico 1,0N e hidróxido de sódio
1,0N. Após o equilíbrio ser atingido em cada um desses níveis de pH, prorrogou-se o tempo
de agitação por 30 min. Volumes de 50 ml das dispersões foram transferidos para o béquer de
250mL, equipado com eletrodos conectado a um multímetro para registro de corrente elétrica.
48
Em seguida, as dispersões foram agitadas a 10.000 rpm com óleo de soja (marca SOYA,
BUNGE ALIMENTOS S.A) adicionado em fluxo contínuo de um balão de separação
graduado. A quantidade de óleo necessário para que ocorra a inversão da emulsão, acusado no
registrador por queda brusca na corrente elétrica, foi utilizado para a determinação da
quantidade de óleo necessário para promover a emulsificação e expresso em mL óleo/100 mg
proteínas.
Para efeito de comparação, a capacidade de emulsificação da caseína pura foi
determinada usando as mesmas condições experimentais.
4.10.4.2 Atividade e Estabilidade da Emulsão
A atividade e a estabilidade de emulsão serão determinadas de acordo com o método
de Yasumatsu, Sawada e Moritaka (1972) citado por Queiroga Neto (2005). Dispersões das
amostras foram preparadas utilizando quantidades equivalentes a 0,5 g de proteínas em 20ml
de água destilada. Sob agitação continua, em agitador magnético, na temperatura ambiente, o
pH foi ajustado para valores de 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0 com ácido clorídrico 1,0N e hidróxido de
sódio 1,0N. Após o equilíbrio ser atingido em cada um desses níveis de pH, procedeu-se a
prorrogação do tempo de agitação por 30 min. As dispersões foram transferidas para o copo
de vidro do emulsificador e 20,0 ml de óleo de soja (marca SOYA, BUNGE ALIMENTOS S.
A) foi adicionado em seguida. A emulsão, formada a 10,000 rpm durante 1 min de agitação,
foi transferida rapidamente para tubos de centrífuga e centrifugados a 1388 x G durante 15
min. O resultado da atividade de emulsão foi expresso como percentual de emulsão formada
no volume total através da Equação 1:
Altura da camada emulsificada
A.E (%) = ---------------------------------------------- X 100 (Equação 1)
Altura do conteúdo total
A estabilidade de emulsão, expressada tal como a atividade, foi determinada utilizando
a equação acima, após aquecimento da emulsão a 80°C por 30 min, resfriamento em gelo por
15 min e centrifugação a 1388 x G por 15 min.
Para efeito de comparação, a atividade e a estabilidade de emulsão da caseína pura
foram determinadas usando as mesmas condições experimentais.
49
4.11 Análise Estatística
Os resultados das análises físicas das sementes, composição centesimal, propriedades
físico-químicas dos óleos, teores de ácidos graxos, fração protéica e capacidade de absorção
de água e óleo foram submetidos à análise estatística denominada “t de Student”. Os dados
relativos às propriedades funcionais dos isolados protéicos (solubilidade e propriedades de
emulsificação) foram inicialmente avaliados por meio da Análise Estatística de Variância
(ANOVA), com as diferenças significativas determinadas pelo teste de Tukey.
Considerou-se o nível de probabilidade de erro (p) menor que 5% para determinar a
significância em todos os testes, os quais foram efetuados através do programa SPSS for
Windows – 11.0 (SPSS. INC, 2001).
50
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Análises Físicas das Sementes
A semente da faveleira apresenta forma elipsoidal com aspecto rajado e coloração
amarronzada, possuindo uma casca rígida que recobre uma amêndoa de cor amarela de baixa
intensidade. Na Figura 11 observa-se a semelhança das sementes entre as variedades da
faveleira com espinhos (FCE) e faveleira sem espinhos (FSE) no que diz respeito às
características físicas. Vale ressaltar que a denominação de com espinhos e sem espinhos vem
da árvore e fruto da favela e não da semente em si.
Figura 11 - Aspectos físicos das amêndoas (acima) e sementes (abaixo) da faveleira com
espinho (esquerda) e sem espinhos (direita).
Na parte inferior da Figura 11 apresentam-se dois conjuntos de sementes de faveleira.
No conjunto à esquerda, são mostradas três amêndoas (superior) e três sementes (inferior)
obtidas da faveleira com espinhos e no conjunto da esquerda, três amêndoas (superior) e três
sementes (inferior) obtidas da faveleira sem espinhos.
Os parâmetros que descrevem a forma física das sementes das variedades de faveleira
estão representados na Tabela 1.
51
Tabela 1 - Valores médios das medidas físicas das sementes das variedades de Faveleira com
e sem espinhos.
Faveleira
Componente dimensional
Com espinhos Sem espinhos
Peso da semente (g) 0,36±0,02
a
0,32±0,04
a
Peso da amêndoa (g) 0,20±0,03
a
0,18±0,02
a
Comprimento (cm) 1,45±0,10
a
1,40±0,09
a
Largura (cm) 0,83±0,06
a
0,81±0,04
a
Espessura (cm) 0,56±0,04
a
0,56±0,04
a
Resultados das analises com media de trinta repetições (± desvio padrão). Valores seguidos de mesma letra entre
linhas, não diferem significativamente pelo teste de t-student a 5%.
Os componentes dimensionais da faveleira com e sem espinhos, contidos na Tabela 1,
não diferiram estatisticamente. A faveleira com espinhos apresentou peso das amêndoas que
representa 55,85% do peso total da semente e a faveleira sem espinho representa 54,68%.
Pode-se verificar que o volume e o peso das sementes da faveleira com espinhos são um
pouco maior que o peso das sementes de faveleira sem espinhos.
Os valore encontrados por Nóbrega (2001) para a biometria da semente de faveleira
foi semelhante ao encontrado neste trabalho, com resultados para a largura entre 0,7 e 0,9 cm;
comprimento, 1,28 e 1,60 cm; espessura, 0,48 e 0,58 cm; peso da semente, 0,20 e 0,34 g e
peso da amêndoa, 0,12 e 0,20 g.
Os seguintes autores Bezerra (1972), Feliciano (1989), Silva (1998), Arriel et al.
(2000) e Melo (2000), obtiveram resultados para a semente de faveleira dentro dos intervalos
encontrados neste trabalho, com exceção da espessura nas verificações feitas por Bezerra
(1972) que foi superior (0,62 cm) e a largura apresentou-se inferior (0,79 cm). Feliciano
(1989) apresentou resultado de comprimento superior (1,60 cm) e Melo (2000) inferior (1,14
– 1,35 cm). Arriel et al. (2000) apresentou valores superiores para a largura (0,79 cm) e
espessura (0,52 cm).
52
5.2 Análise de Componentes Centesimais
A Tabela 2 apresenta os resultados da composição centesimal da farinha das amêndoas
in natura das variedades da faveleira.
Tabela 2 - Composição centesimal da farinha in natura das amêndoas da faveleira com (FCE)
e sem espinhos (FSE).
Amostras
Componentes
Centesimais (%)
Faveleira com espinhos
(FCE)
Faveleira sem espinhos
(FSE)
Umidade 4,27±0,07
a
4,36±0,19
a
Proteína (N x 6,25) 33,00±0,74
a
35,77±0,63
b
Lipídio 40,56±0,80
a
40,21±0,56
a
Cinza 5,45±0,24
a
6,08±0,29
b
Carboidrato* 16,72 13,58
* Carboidratos por diferença (100 menos o somatório dos outros componentes). Resultados das análises com
média de seis repetições (± desvio padrão). Letras diferentes (na mesma linha) apresentaram diferença
significativa (p<0,05) pelo teste de t-student.
Dos componentes determinados experimentalmente, as frações lipídica e protéica
constituíram os componentes majoritários, evidenciando a amêndoa como uma oleaginosa
típica. As amêndoas da faveleira não apresentaram significância entre as duas variedades para
a umidade e lipídio, porém para os demais componentes centesimais como proteína e cinza
houve diferença significativa.
Morais (1978) trabalhando com a amêndoa da faveleira com espinhos obteve valores
superiores em proteínas (34,5%), lipídio (49,9%) e inferior em carboidratos (10,5%) e cinzas
(5,1%). Moura Fé et al. (1977) compararam a composição química das sementes das duas
variedades, com e sem espinhos, e obtiveram valores, respectivamente, de 8,85 e 5,30% para
umidade, proteína 22,4 e 24,1%, lipídio 31,3 e 31,0%, cinza 3,7 e 4,2% e carboidratos totais
34,1 e 35,4%. Os valores foram superiores em umidade da faveleira com espinhos e
carboidratos totais e inferiores em proteínas, lipídios e cinzas para as duas variedades.
As amêndoas das variedades de faveleira com espinhos (FCE) e sem espinhos (FSE)
mostraram um teor protéico, respectivamente de 32,5 e 35,6%. Quando comparada com
outras amêndoas mostraram-se superior ao girassol (27,3%), amendoim (27,6%), gergelim
(21,0%) (KHALIL et al., 1985), castanha de caju (22,1%) (QUEIROGA NETO et al., 2001),
53
castanha-do-pará (16,5%; 14,29%) (RAMOS e BORA (2003); SOUZA e MENEZES (2004)),
macadâmia (9,2%) (RIBEIRO, 2003), fava de morcego (13,3%) (QUEIROGA NETO, 2005),
feijão hyacinth da Indonésia (17,1%) (SUBAGIO, 2006) e apresentou-se inferior a soja
(35,85%) (BARCELOS, VILAS BOAS e LIMA, 2002). O teor protéico se mostrou superior
ao da semente de baru (23,9%) (TAKEMOTO et al., 2001) e semente de melão (19,3%)
(MELO, NARAIN e BORA, 2001) e semente de Fenugreek (T. foencem graecum) com
28,4% de proteína (EL NASRI e EL TINAY, 2007).
Comai et al. (2007) estudando o índice de proteína de nove sementes obtiveram
resultados inferiores aos das faveleiras em estudo para feijão (Phaseolus vulgaris L.) 28.1%;
Broad bean (Vicia faba L.) 27.7%; Chick-pea (Cicer arietinum) 23.9%; Lentil (Lens
culinaris) 27.6%;; Pea (Pisum sativum) 22.8%; Vetch (Vicia sativa L.) 24.8% e Groundnut
(Arachis hypogaea) 28.4%, porém a soja (Glycine max) 38.3% e o lupin (Lupinus sp.) 39.4%
apresentaram valores de proteínas superiores ao desse estudo.
O teor de lipídios observado para as amêndoas (40,38% FCE e 42,55% FSE) mostrou-
se superior ao chichá (22,5%) (OLIVEIRA et al., 2000), soja (21,12%) (BARCELOS, VILAS
BOAS e LIMA, 2002), algodão (18-20%) (MORETTO e FEET, 1998), feijão hyacinth da
Indonésia (1,1%) (SUBAGIO, 2006), semente de Fenugreek (T. foencem graecum) (7,14%)
(EL NASRI e EL TINAY, 2007) e a FSE apresentou teor aproximado ao da castanha de caju
(42,25%) (QUEIROGA NETO et al., 2001). Ambas apresentaram-se inferiores à castanha-do-
pará (68,58%; 67,3%) (RAMOS e BORA (2003); SOUZA e MENEZES (2004)), macadâmia
(75,4%) (RIBEIRO, 2003), amendoim (45-50%), girassol (48-52%), canola (43,2%),
gergelim (50-55%) (MORETTO e FEET, 1998), semente de melão (30,83%) (MELO,
NARAIN e BORA, 2000) e semente de baru (38,2%) (TAKEMOTO et al., 2001).
54
5.3 Análise dos Componentes Lipídicos
5.3.1 Caracterização Físico-Química do Óleo
A determinação das características físico-químicas de óleos e gorduras é importante
por estabelecer uma identidade para determinado lipídio através de análises específicas. Esse
conhecimento também possibilita uma estimativa do tipo de ácidos graxos presentes no óleo
(BRANCO, 1976).
O óleo extraído da farinha das amêndoas das variedades de faveleira com e sem
espinhos após o processo de recuperação do solvente (hexano), apresentou cor amarela clara e
odor agradável. O percentual de matéria graxa em torno de 40% e a facilidade encontrada em
laboratório para extração do óleo, apresenta-se favorável a industrialização das sementes.
Na Tabela 3 estão relacionadas as propriedades químicas e físico-químicas do óleo
proveniente das amêndoas de faveleira.
Tabela 3 - Propriedades físico-químicas do óleo da amêndoa da faveleira com e sem
espinhos.
Propriedade físico-química Óleo FCE Óleo FSE
Densidade especifica 25ºC 0,9103±0,001
a
0,9099 ± 0,001
b
Índice de refração
(nD40) 25ºC
1,4566±0,003
a
1,4670 ± 0,002
b
Acidez (ác. Oléico %) 0,64±0,09
a
0,79 ± 0,08
b
Índice de Iodo (Hübl)
(g I
2
/100g óleo)
110,94±2,00
a
111,82 ± 1,90
a
Índice de peróxido (mEq/1000g) 1,92±0,12
a
2,11 ± 0,12
a
Saponificação
(mg KOH/g óleo)
197,30±0,28
a
204,20 ± 0,27
b
Viscosidade (mPas) 51,60±0,001
a
51,00 ± 0,001
b
Resultados das análises com média de três repetições (± desvio padrão). Letras diferentes na mesma linha
apresentam diferença significativa (p<0,05) segundo o teste de t-student.
A faveleira com espinhos e sem espinhos apresentaram óleo com, respectivamente,
densidade 0,9103 e 0,9099, índice de refração 1,4566 e 1,4670 nD40, acidez de 0,64% e
0,79% em ácido oléico, índice de iodo de 110,94 e 111,82 gI
2
/100g, índice de peróxido de
55
1,92 e 2,11 mEq/1000g óleo e índice de saponificação 197,33 e 224,22 mg KOH/g óleo. A
viscosidade foi de 51,60 e 51,00 mPa,, mostrando ser um fluido newtoniano.
O óleo da faveleira com espinhos apresentou valores superiores ao óleo da faveleira
sem espinhos na densidade e viscosidade e inferiores no índice de refração, acidez e
saponificação, onde diferiram estatisticamente em todas as características físico-químicas,
exceto no índice de iodo e peróxido, onde não houve diferença significativa.
O índice de acidez (% em ácido oléico) observado por Duque (1980), Braga (1960) e
Bezerra (1972) foi respectivamente, 0,38, 0,38 e 0,36%, inferior ao obtido no presente
trabalho.
Moura Fé et al. (1977) encontraram índice de refração para o óleo da faveleira com
espinhos superior (1,4660), assim como Santa Rosa (1943) (1,4729), Braga (1960) (1,4718) e
Duque (1980) (1,4718). Pinto (1963) encontrou valor inferior (1,4229).
Os resultados obtidos por Santos et al. (2005) para óleo das sementes da variedade
com espinhos, extraído por prensa mecânica, apresentou resultados superiores em densidade
de 0,9125g/cm
3
e índice de saponificação de 280,73mg KOH/g. A viscosidade de 44,0 mPa
foi inferior a do presente trabalho.
Com relação ao índice de saponificação, que é indicativo do peso molecular dos
ácidos graxos, para a variedade com espinho Moura Fé et al. (1977) apresentaram valor
superior (229,2mg KOH/g), já Santa Rosa (1943) (195,10 mg KOH/g), Braga (1960) (192,60
mg KOH/g), Pinto (1963) (194,80-195,10 mg KOH/g), Bezerra (1972) (192,00 mg KOH/g) e
Duque (1980) (192,60 mg KOH/g) observaram resultados inferiores. O índice de iodo se
mostrou semelhante ao encontrado por Santos et al. (2005) e Moura fé et al. (1977).
Comparando com outros vegetais, o óleo de faveleira com e sem espinhos
apresentaram índice de acidez superiores ao dos óleos de algodão (0,30%) (BRASIL, 1999),
macadâmia (0,39-0,41%) (RIBEIRO, 2003), melão (Citrullus vulgaris) (0,52%) e dendê
(0,57%) (ONYEIKE e ACHERU, 2002). Inferiores a semente de Garcinia mangostana
(2,31%) (AJAYI et al., 2007), óleo da semente de Brachystegia eurycoma (3,92%),
Tamarindus indica (3,22%) e Mucuna agellipes (2,31%) (AJAYI et al., 2006), óleo de
semente de mamona (3,64%), coco (0,85%) (ONYEIKE e ACHERU, 2002), óleo de girassol,
canola, soja e amendoim (máximo de 2,0%) (BRASIL, 1999). O óleo da FCE foi semelhante
ao do óleo de milho (0,60%) (BRASIL, 1999), óleo da fava de morcego (0,59-0,61%)
(QUEIROGA NETO, 2005) e Aleppo Pine (Pinus halepensis Mill.) (0,61%) (CHEIKH-
ROUHOU et al., 2006).
56
Índice de iodo na maioria dos óleos que possui grande quantidade de ácido oléico na
sua composição tem índice de iodo compreendido entre 80 e 110, sendo assim insaturados e
os que possuem grande quantidade de ácido linoléico o seu índice é superior a 110.
Comparando com outras oleaginosas, as variedades de faveleira possuem valores no
índice de iodo inferior ao do óleo de soja (120-143,00g I
2
/100g), superior ao dos óleos de
dendê (50-60,00g I
2
/100g), amendoim (80-106,00g I
2
/100g) (BRASIL, 1999) e macadâmia
(73-74,00g I
2
/100g) (RIBEIRO, 2003), e, semelhante ao dos óleos de milho (103-128,00g
I
2
/100g), girassol (110-143,00g I
2
/100g), canola (110-126,00g I
2
/100g), algodão (99-119,00g
I
2
/100g) (BRASIL, 1999) e fava de morcego (113,2-113,6 g I
2
/100g) (QUEIROGA NETO,
2005).
O Índice de peróxido da faveleira está em conformidade com o índice máximo
aceitável pela legislação atual (BRASIL, 1999), concordante com a legislação do CODEX
Alimentarius (1993), que estabelece o máximo de 10,0 mEq/1000g de óleo. O índice de
peróxido apresentado pelos óleos analisados foram superior ao óleo de macadâmia (0,50-0,52
mEq/1000g) (RIBEIRO,2003) e inferior ao da fava de morcego (2,63-2,97 mEq/1000g)
(QUEIROGA NETO,2005) e aos óleos comerciais (milho, girassol, dendê, canola, soja,
algodão e amendoim) que apresentaram valor máximo de 10,0 mEq/1000g (BRASIL, 1999).
Observa-se que a composição físico-química do óleo das variações da faveleira
apresentou um baixo índice de acidez e de peróxido, revelando está em bom estado de
conservação e enquadrado dentro dos limites para óleo bruto estabelecido pelas normas de
padrões e controle de qualidade dos órgãos oficiais (legislação do CODEX Alimentarius,
1993).
O índice de saponificação da faveleira com espinho é superior ao óleo de milho
(187,00-195,00), girassol (188,00-194,00), canola (182,00-193,00), soja (189,00-195,00)
(BRASIL, 1999), fava de morcego (177,90-179,90) (QUEIROGA NETO, 2005), óleo da
semente de Garcinia mangostana (134) (AJAYI et al., 2007). Valores aproximados aos óleos
de dendê (190,00-209,00), algodão (189,00-198,00), amendoim (187,00-196,00) (BRASIL,
1999) e inferior ao óleo de macadâmia (208,10) (RIBEIRO, 2003), óleo da semente de
Brachystegia eurycoma (251,00), Tamarindus indica (221,00) e Mucuna agellipes (229,00)
(AJAYI et al., 2006).
Já o óleo da faveleira sem espinhos apresentou índice de saponificação superior ao
óleo da semente de Garcinia mangostana (134,00) (AJAYI et al., 2007), Aleppo Pine (Pinus
halepensis Mill.) (190,00) (CHEIKH-ROUHOU et al., 2006), macadâmia (208,10)
(RIBEIRO, 2003), milho, girassol, dendê, canola, soja, algodão e amendoim (BRASIL, 1999)
57
e inferior aos óleos das sementes de Brachystegia eurycoma (251,00), Tamarindus indica
(221,00) e Mucuna agellipes (229,00) (AJAYI et al., 2006).
5.3.2 Composição em Ácido Graxo
As composições qualitativa e quantitativa de ácido graxo no óleo da faveleira estão
listadas na Tabela 4. Observa-se nas duas variedades a predominância do acido linoléico. A
composição química do óleo tem boas características nutricionais, uma vez que contém em
média 70% de ácidos graxos insaturados.
Tabela 4 – Composição de ácidos graxos do óleo da amêndoa de faveleira com espinhos e
sem espinhos.
Ácido graxo FCE (%) FSE (%)
Ácido miristíco (14:0) 0,31±0,01
a
0,30±0,01
a
Ácido palmítico (16:0) 20,87±0,38
a
18,85±0,95
a
Ácido esteárico (18:0) 10,55±0,17
a
9,98±0,11
a
Ácido oléico (18:1) 17,8±0,09
a
16,55±0,02
b
Ácido linoléico (18:2) 49,45±0,70
a
53,22±1,29
a
Ácido linolênico (18:3) 1,02±0,06
a
0,91±0,15
a
Saturado 31,73 29,13
Insaturado 68,27 70,67
Total 100 99,8
Resultados das análises com média de duas repetições (± desvio padrão). Letras diferentes na mesma linha
apresentam diferença significativa (p<0,05) segundo o teste de t-student.
Na variedade da faveleira com espinho, os ácidos graxos saturados representaram
31,73%, sendo os ácidos graxos C16:0 (20,87%) e C18:0 (10,55%) os mais abundantes. Para
a variação sem espinho, 29,13% foram dos ácidos graxos saturados e destes 18,85% foram do
ácido graxo C16:0 e 9,98% do C18:0. O ácido graxo C14:0 foi o menos abundante em ambas.
Dos ácidos graxos analisados o ácido oléico apresentou diferença significativa entre os
óleos das duas variedades de faveleira e os demais não foram estatisticamente diferentes.
Os ácidos graxos insaturados representaram 68,27% para a variedade com espinho e
70,67% para a sem espinho. Na variedade com espinho os ácidos graxos C18:2 e C18:1
apresentaram em maior percentagem com 49,45% e 17,8% respectivamente, já o ácido graxo
C18:3 apresentou menor percentagem com 1,02%. O mesmo perfil foi observado para a
58
variedade sem espinho, onde os ácidos graxos C18:2 e C18:1 apresentaram 53,22% e 16,55%
respectivamente e o ácido graxo C18:3 apresentou 0,91% do total de ácidos graxos. O ácido
oléico (C18:1) e linoléico (C18:2) da serie ômega-9 e ômega-6, respectivamente, somam
67,25% dos ácidos graxos totais para o óleo da faveleira com espinhos e 69,77% para o óleo
da sem espinho.
Resultados aproximados para ácidos graxos do óleo da faveleira com espinho foram
obtidos por Santos et al. (2005) onde apresentaram predominância do ácido linoléico (C18:2)
de 41,6% com percentagem de ácidos graxos saturados de 53,8% e insaturados 42,4%. Silva
(1998) estudando a composição de ácidos graxos na faveleira de diferentes localidades nos
Estados de Pernambuco e Paraíba comprovou a presença de ácido palmítico, ácido esteárico,
oléico e linoléico, além de pequenas quantidades de ácido linolênico e traços de ácido
mirístico e araquídico (C20:0). Dos ácidos citados, o ácido linoléico sempre foi encontrado
em maiores proporções em todos os óleos analisados, ocupando em média 50% da
distribuição dos ácidos graxos totais. Daunt at al. (1987) encontrou para o óleo da faveleira
55,4% para o acido linoléico, 17,4% acido palmítico, 15,1% acido oléico e 9,4% do acido
esteárico. Moura Fé et al. (1977) observou, para a variedade da faveleira com espinhos, maior
percentagem de acido linoléico (54,80%), seguido do acido palmítico (18,50%), acido oléico
(16,50%), acido esteárico (10,00%) e traços dos ácidos mistírico e araquidônico.
Comparando com óleos comerciais, o teor de ácidos graxos saturados dos óleos em
estudo apresentou conteúdo de acido miristíco superior ao óleo de canola (<0,2%) e milho
(<0,1%) e semelhante ao do óleo de soja (<0,5%), girassol (<0,5%) e dendê (0,2-2,0%).
Conteúdos superiores de ácido palmítico foram encontrados em relação ao óleo de soja (7-
14%), girassol (3-10%), canola (2,5-6,5%), milho (9-14%) e inferior ao dendê (35-
47%). Superiores ao ácido esteárico do óleo de soja (1,4-5,5%), dendê (3,5-6,5%), milho
(0,5-4%) e aproximado ao óleo de girassol (1-10%) (BRASIL, 1999).
Nos ácidos insaturados os óleos apresentaram conteúdo inferior em ácido linolênico ao
óleo da soja (4-11%), canola (5-13%), superior ao óleo de girassol (<0,3%), dendê (<0,5%) e
semelhante ao de milho (<2,0%). O ácido oléico foi inferior ao óleo de milho (24-42%),
dendê (36-47%), canola (53-70%) e soja (19-30%) e semelhante ao óleo de girassol (14-35%).
O ácido linoléico apresentou-se inferior ao óleo de girassol (55-75%), superior a canola (15-
30%), dendê (6,5-15%) e semelhante a soja (44-62%) e milho (34-62%) (BRASIL, 2001).
59
5.4 Análise dos Componentes Protéicos
5.4.1 Classificação das Proteínas
Os resultados das frações protéicas obtidas a partir da farinha desengordurada das
amêndoas da faveleira com e sem espinhos de acordo com sua solubilidade estão apresentadas
na Tabela 5.
Tabela 5 - Teor de proteínas das frações protéicas das variedades de faveleira de acordo com
sua solubilidade em água, solução salina, álcool e solução ácida e básica diluídas.
Resultado das análises com média de três repetições (± desvio padrão). *Percentagem em relação ao teor total
de proteína na farinha desengordurada.
Observa-se na Tabela 5 que não houve diferença significativa entre a faveleira com e
sem espinhos. As amostras apresentaram a fração de globulinas como uma das mais
expressivas das proteínas analisadas e, por isso, seguem um perfil para proteínas de reserva
vegetais, principalmente nas espécies de leguminosas oleaginosas e não oleaginosas como
aqui observado.
Alguns pesquisadores estudando proteínas observaram que a fração globulínica foi
majoritária entre as outras frações protéicas, a exemplo de Chan e Phillips (1994) estudando
as sementes de “cowpea” (Vigna unguiculata L. Walp) obtiveram 66,6% de fração
globulínica, seguida da albumina 24,9%, glutelina 4,7% e prolamina 0,7%, assim como
Ramos (2002) para a castanha-do-pará obteve 72,99% de globulina, 16,89% de albumina,
9,67% de glutelina e 0,40% de prolamina. Ribeiro (2003) para as proteínas da macadâmia
obteve também valores superiores de globulina (68,67%), seguido de albumina (14,32%),
glutelina (13,63%) e prolamina (2,15%).
Amostras (%)
Fração Protéica –
Teor de Proteína
Faveleira com espinhos
(FCE)
Faveleira sem espinhos
(FSE)
Albumina 16,46±0,35
a
16,05±0,33
a
Globulina 63,37±0,34
a
63,91±0,20
a
Prolamina 1,23±0,14
a
1,27±0,05
a
Glutelina 11,67±0,40
a
11,34±0,11
a
Resíduo 7,27 7,43
60
Queiroga Neto (2005) estudando as proteínas da fava de morcego observou que
globulinas (50,5%) e albuminas (24,1%), representaram as frações em quantidades
majoritárias e os índices respectivos das frações glutelínicas ácidas (1,9%) e básicas (11,9%) e
prolamínicas representaram 13,8% e 0,3%, respectivamente. Lourenço (2004) obteve maiores
valores de 32,16-30,66% de globulina, 30,04-30,22% de glutelina, 9,65-10,64% de albumina
e 5,33-4,54% de prolamina para a canola (variedade Hyola 601 e 4202) e Chagas e Santoro
(1997) conseguiram valores para a semente de três variedades de feijão de 45,5-57,2% de
globulina, 30,3-40,2% de glutelina, 9,8-12,2% de albumina e 0,88-1,09% de prolamina.
5.4.2 Rendimento do Isolado Protéico
Os índices de rendimento na extração e na precipitação, verificados no processo de
obtenção do isolado protéico de amêndoas das variedades da faveleira com e sem espinhos,
constam na Tabela 6.
Tabela 6 - Extração e recuperação de proteínas na obtenção do isolado protéico de 100g da
farinha desengordurada das amêndoas das variedades da faveleira com (FCE) e sem (FSE)
espinhos.
Proteína
FCE FSE
Massa (g) % Massa (g) %
Proteína total na farinha
desengordurada
57,55±0,75 100 63,00±0,47 100
Proteína Extraída 48,06±0,32 83,51 50,76±0,53 80,57
Precipitação Isoelétrica 41,92±0,27 72,84 45,43±1,09 72,11
Proteína não precipitada 6,14±0,59 10,67 5,34±0,64 8,48
Proteína não extraída 9,49±0,32 16,49 15,70±0,53 24,92
Resultado das análises com media de três repetições (± desvio padrão). Legenda: FCE – faveleira com espinhos;
FSE – faveleira sem espinhos.
Observa-se na Tabela 6 que o teor de proteínas (N x 6,25) da farinha desengordurada
da faveleira com e sem espinhos foi de, respectivamente, 57,55% e 63,00%. O teor de
proteínas extraídas no sobrenadante total da torta desengordurada foi de 83,51% para a
variedade com espinho e de 80,57% para a variedade sem espinhos, mostrando assim, maior
61
rendimento da variedade da faveleira com espinho. O percentual de proteína não extraída na
faveleira sem espinhos foi de 24,92%.
Quando comparado a outras fontes protéicas vegetais a variedade com espinhos
(83,51%) apresentou-se superior a castanha-do-pará (81,30%) (RAMOS e BORA, 2003),
castanha de caju (78,80%) (QUEIROGA NETO et al., 2001), inferiores ao lupin (91,03-
91,25%) (EL-ADAWY et al., 2001), canola (88,0%) (KLOCKEMAN, TOLEDO e SIMS,
1997), ervilha (86,60%) (CHAVAN, McKENZIE e SHAHIDI, 2001), fava de morcego em
pH de extração 10 (86,10%) (QUEIROGA NETO, 2005) e aproximado a macadâmia
(83,00%) em pH de extração 12 (BORA e RIBEIRO, 2004).
Já a faveleira sem espinhos apresentou 80,57% de suas proteínas extraídas, sendo
superior ao algodão (22,05%) (TSALIKI, KECHAGIA e DOXASTAKIS, 2002), castanha de
caju (78,8%) (QUEIROGA NETO et al. 2001) feijão (71,45%) (SATHE, DESHPANDE,
SALUNKHE, 1982) e inferior a macadâmia (83,00%) (BORA e RIBEIRO, 2004), fava de
morcego (86,10%) (QUEIROGA NETO, 2005), ervilha (86,60%) (CHAVAN, MCKENZIE e
SHAHIDI, 2001), lupin (91,03-91,25%) (EL-ADAWY et al., 2001) e canola (88,0%)
(KLOCKEMAN, TOLEDO e SIMS, 1997).
Essas variações entre as amostras comparadas podem estar associadas a diferentes
fatores como a matéria-prima utilizada, a manipulação das amostras ou até uma presença de
substâncias nitrogenadas não protéicas que podem interferir nos resultados.
Os teores de proteínas solúveis foram de 81,08%±1,24 para a variedade com espinhos
e de 90,02%±1,07 para a variedade sem espinhos. O teor de proteínas solúveis foi utilizado
para o cálculo da quantidade de isolado de faveleira com espinho e sem espinho a ser usado
na determinação das propriedades funcionais.
62
5.5 Análise Eletroforética
A Figura 12 representa o perfil eletroforético no sistema PAGE-SDS-2βMe das
proteínas presentes nos isolados protéicos das variedades de faveleira com e sem espinhos
(Faixas 2 e 3). A Faixa 1 representa o marcador de peso molecular. As bandas de
polipeptídios reveladas, mais e menos proeminentes, de todos os produtos também são
indicadas através da Figura 13, relacionadas à análise densitométrica, onde os picos
representam as subunidades protéicas separadas. Nesta Figura, as características de
mobilidade eletroforética das proteínas constituintes dos produtos analisados são mais
perceptíveis. Os dados representados na Tabela 7, referentes aos pesos moleculares e índices
percentuais das unidades polipeptídicas reveladas, foram obtidos a partir da análise
densitométrica.
No geral, foram observadas pequenas diferenças qualitativas óbvias em alguns perfis
apresentados. Os isolados apresentaram subunidades protéicas em comum devido a
solubilidade semelhante em algumas faixas, o que indica que as subunidades reveladas foram
extraídas, e as proteínas estavam sob formas moleculares (monômera, dímera, etc) diferentes.
Figura 12 - Eletroforese em gel de poliacrilamida, em presença de SDS e 2βMe, do marcador
padrão (Faixa 1) e dos isolados protéicos das amêndoas da faveleira com (Faixa 2) e sem
espinhos (Faixa 3).
63
Figura 13 - Análise densitométrica da eletroforese em gel de poliacrilamida, em presença de
SDS e 2βMe, dos isolados protéicos de amêndoas da faveleira com e sem espinhos.
64
Tabela 7 - Unidades polipeptídicas reveladas (kDa) nos isolados protéicos das amêndoas de
faveleira com e sem espinhos.
O isolado protéico das amêndoas da faveleira com espinhos apresentou um total de 4
bandas na faixa de peso molecular de 40,8 a 20,2 KDa. As subunidades proeminentes
apresentaram pesos moleculares de 40,8 (28,4%), 37,8 (49,0%) e 23,5 (18,0%) KDa e a
subunidade de peso 20,2 (4,5%) KDa foram reveladas sem proeminência.
No isolado protéico das amêndoas da faveleira sem espinhos, o total de bandas foi
maior que o isolado protéico da faveleira com espinhos, pois apresentou 7 bandas na faixa de
60,5 a 21,1 KDa. As subunidades 40,8 (21,4%), 39,2 (15,9%), 38,4 (26,1%) e 23,5 (18,3%)
foram as mais proeminentes e as de peso molecular 60,5 (7,7%), 30,6 (5,4%) e 21,1 (5,1%) se
apresentaram menos proeminentes.
A subunidade de peso molecular de 60,5 KDa só aparece na faixa do isolado protéico
da faveleira sem espinhos (7,7%), o que pode ser uma proteína diferente entre as duas
variedades de faveleira. Como também outras faixas que aparecem com maior proeminência
nesse isolado.
Distribuição e Conteúdo revelado (%)
Unidades Reveladas
(KDa)
Isolado protéico FCE Isolado protéico FSE
60,5 - 7,7
40,8 28,4 21,4
39,2 - 15,9
38,4 - 26,1
37,8 49,0 -
30,6 - 5,4
23,5 18,0 18,3
21,1 - 5,1
20,2 4,5 -
65
5.6 Análise Térmica das Proteínas
Os parâmetros temperatura de desnaturação (Td) e entalpia de desnaturação (∆H)
foram examinados para avaliar a estabilidade térmica das proteínas da faveleira com e sem
espinhos, quanto à desnaturação, levando-se em consideração os isolados protéicos das
amêndoas das sementes.
A Figura 14 representa as curvas DSC da estabilidade térmica dos isolados protéicos
da faveleira com e sem espinhos, respectivamente.
Figura 14 - Curva DSC da estabilidade térmica dos isolados protéicos da faveleira com
(FCE), em verde e sem (FSE) espinhos em vermelho.
As curvas indicaram uma transição endotérmica atribuída à desnaturação da proteína,
entre 60 e 80ºC, onde ocorre uma quebra das ligações do hidrogênio, expondo grupos
hidrofóbicos, aonde posteriormente vão se atrair formando ligações cruzadas do tipo
dissulfeto, formando redes capazes de reter a água e formar o ponto de gel. As temperaturas e
entalpias das transições estão expostas na Tabela 8.
66
Tabela 8 - Parâmetros de avaliação dos isolados protéicos de amêndoas da faveleira com e
sem espinhos.
Amostras
IP – FCE IP – FSE
Parâmetros
1 1
Intervalo Temperatura (ºC) 30 - 100 30 - 100
Temperatura de pico (Td) (ºC)
66,03 74,12
∆H (Kcal/g) 0,72 1,11
Legenda: IP-FCE – Isolado protéico da faveleira com espinhos; IP-FSE – Isolado protéico da faveleira sem
espinhos.
Os isolados analisados apresentaram um único pico endotérmico com Td de 66,03ºC
para o isolado protéico da faveleira com espinhos e 74,12ºC para o isolado protéico da
faveleira sem espinhos. O isolado protéico da faveleira sem espinho apresentou maior energia
de transição (1,11 Kcal/g) em relação à com espinhos (0,72 Kcal/g). Esse resultado indica
provavelmente que a proteína das amêndoas da faveleira sem espinhos possui uma
temperatura de desnaturação menor que a proteína da faveleira com espinhos.
A desnaturação das proteínas, processo irreversível produzido em geral em intervalos
de temperatura de 40°C a 100°C, não terá grande influência sobre a propriedade nutricional,
mas interferem no sabor, estabilidade e solubilidade do produto.
Alguns pesquisadores confirmam esse perfil como Chavan et al. (1999) que observou
em três variedades de ervilha um pico endotérmico com Td de 64,5ºC para a ervilha do mar,
72,0ºC para a ervilha verde e 71,0ºC para a ervilha “grass”. A entalpia das variedades foi de
respectivamente 1,6 cal/g, 1,2 cal/g e 1,4 cal/g.
Martinez e Añón (1996) constataram a presença de dois picos endotérmicos nos
isolados protéicos de amaranto caruru. O primeiro, com Td de 70ºC, foi inferior ao Td do pico
do isolado da FSE e superior ao isolado da FCE e apresentou um segundo pico, com Td de
96ºC.
Queiroga Neto (2005) observou a presença de dois picos endotérmicos para o isolado
protéico extraído em pH 10,0 da fava de morcego. As Td foram de 79,1 e 110,9ºC, superiores
aos isolados analisados, com entalpias inferiores respectivas de 721,8 e 310,7 cal/g. A melhor
estabilidade térmica e a menor proporção de proteínas desnaturadas credencia esse isolado
para ser usado em produtos industrializados que irão depender de suas qualidades nutricional
e funcional relacionadas com a solubilidade.
67
5.7 Propriedades Funcionais
5.7.1 Solubilidade
A solubilidade é uma propriedade físico-química das proteínas, também classificada
como uma propriedade funcional, pela importância que exerce sobre a funcionalidade das
proteínas no alimento (SGARBIERI, 1996).
O perfil da solubilidade de uma proteína fornece uma indicação dos tipos de alimentos
ou de bebidas em que a proteína poderia ser incorporada. Fatores como concentração, peso
molecular, pH, força iônica e a presença de outras substâncias influenciam na solubilidade da
proteína (ADEBOWALE et al., 2007).
O perfil pH dependente da solubilidade da proteína dos isolados protéicos das
amêndoas da faveleira das variedades com e sem espinhos esta apresentado na Figura 15.
2 4 6 8 10 12 14
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Solubilidade (%)
pH
FCE
FSE
Figura 15 - Percentual de proteínas solúveis dos isolados protéicos das amêndoas das
variedades de faveleira com (FCE) e sem espinhos (FSE) em níveis de pH 2,0, 3,0, 4,0, 5,0,
6,0, 8,0, 10,0 e 11,0.
68
O perfil de solubilidade apresentado pelos isolados protéicos analisados mostrou-se
dependente do pH e típico de proteínas vegetais, com índice mínimo em pH 4,0 (ponto
isoelétrico, pI) e superior, consecutivamente, em pH 2,0 e 10,0.
Geralmente, a solubilidade vai reduzindo com o aumento do pH até alcançar o ponto
isoelétrico, seguido pelo aumento progressivo até chegar ao pH de maior solubilidade. Seena,
Sridhar e Jung (2005) relataram que, em pHs altamente ácidos e alcalinos, a proteína adquire
as cargas liquidas positivas e negativas respectivamente, que favorecem a repulsão das
moléculas e aumenta desse modo à solubilidade da proteína.
Os isolados protéicos das variedades estudadas apresentaram-se estatisticamente
diferentes em todos os pHs estudados. O isolado protéico da faveleira com espinhos
apresentou, em pH 2,0, índice de proteína solúvel de 53,14%, sendo inferior ao isolado
protéico da faveleira sem espinhos (76,60%) no mesmo pH. No ponto isoelétrico, pH 4,0, o
isolado protéico da FSE apresentou índice de solubilidade de 8,9%, superior ao alcançado
pelo isolado da FCE de 5,15%. Já em meio alcalino, pH 10,0, a variedade com espinho
apresentou menor solubilidade (48,46%) que a variedade sem espinho (75,19%).
Perfil de solubilidade semelhante foi encontrado em proteínas de feijão mucuma
(ADEBOWALE et al., 2007) com menor solubilidade entre pH 4,0 e 5,0 (~10%) e superiores
em pH 2,0 (~90%) e 10,0 (~80%), respectivamente. O mesmo perfil foi encontrado para as
proteínas do amendoim (YU; AHMEDNA e GOKTEPE, 2007), proteínas da fava de morcego
(QUEIROGA NETO, 2005), proteínas da macadâmia (BORA e RIBEIRO, 2004), proteína de
nozes (PADILLA, ÁLVAREZ e ALFARO, 1996) e as proteínas de sementes leguminosas
chinesas (P. angulares, P. calcaratus e D. lablad) (CHAU e CHEUNG, 1998) com menor
solubilidade entre o pH 4,0 e 5,0 (5-10%) e maior em pH 10,0 (71,3-88,8%) e 2,0 (46,1-
71,0%) respectivamente.
Sanchez-Vioque et al. (1999) obtiveram para a proteína do grão de bico menor
solubilidade em pH 4,3 e maior em pH 10,5. Lawal (2005) para o feijão lablab observou
menor índice de solubilidade em pH 4,5 (9,3%) e a solubilidade apresentou-se superior em pH
2,0 e 10,0 (~80%). Chavan; McKenzie e Shahidi (2001) obtiveram para a ervilha do mar
menor solubilidade em pH 4,5 e maior em pH10. El Nasri e El Tinay (2007) obtiveram para
Fenugreek (Trigonella foenum graecum) menor solubilidade em pH 4,5 (~20%) e maior em
pH 2,0 (~80%) e pH 11,0 (~90%). Padilla, Álvarez e Alfaro (1996) analisaram a farinha de
nozes em comparação a farinha de soja e determinaram que ambas apresentaram baixa
solubilidade em pH 4,0 (ponto isoelétrico) e aumento de solubilidade em torno desse pH (soja
com maior solubilidade em pH 11,0 e as nozes em pH 8,0).
69
Ragab, Babiker e El Tinay (2004) para cowpea tiveram menor solubilidade entre pH
4,0 e 5,0 (5%) e superior em pH 3,0 (80%) e 10,0 (90%). Ramos e Bora (2003) para a
castanha-do-pará observaram ponto isoelétrico em pH 5,0 (0,94%) e maior solubilidade em
pH 2,0 (77,71%) e 12,0 (87,15%). Bora (2002) para a lentil globulina nativa, o ponto
isoelétrico foi entre pH 4,0 e pH 5,0 (~5%) e maior índice de solubilidade em pH 2,0 (~95%)
e pH 8,0 (~90%). Guan et al. (2006) para o farelo de aveia obtiveram menor solubilidade em
pH 5,0 (4,7%) e maior em pH 9,0 (83,2%). El-Adawy et al. (2001) obtiveram que a
solubilidade mínima do isolado do lupin amargo ocorreu em pH 4,5 enquanto que o isolado
de lupin doce apresentou solubilidade mínima em pH 4,3-4,9 e maior solubilidade em pH 9,0.
Queiroga Neto et al. (2001), analisando isolados protéicos de castanha de caju in
natura e processado termicamente, determinaram que a solubilidade foi mínima em pH 5,0 e
maior nos lados ácidos e básicos desse ponto, sendo máxima em pH 10,0. Silva, Bora e
Queiroga Neto (1997) ao analisar o isolado protéico de algaroba não modificado, observaram
alta solubilidade em pH acido e básico, e menor solubilidade em pH 5,0. Glória e Regitano-
d´arce (2000) em analise do isolado protéico da castanha-do-pará observaram que a maior
solubilidade foi obtida em pH 12,0 e a menor em pH 3,0.
5.7.2 Capacidade de Absorção de Água e Óleo
As interações de água e óleo com as proteínas são muito importantes em sistemas
alimentícios, pois influenciam, respectivamente, na textura e no flavor dos alimentos. Os
fatores intrínsecos que afetam na capacidade de absorver água pelas proteínas do alimento
incluem a composição de aminoácido, conformação da proteína e polaridade/hidrofobicidade
de sua superfície (BARBUT, 1999 citado por YU; AHMEDNA e GOKTEPE, 2007).
Os resultados das capacidades de absorção de água e de óleo dos isolados protéicos
estão apresentados na Tabela 9.
70
Tabela 9 - Capacidade de Absorção de água e de óleo de isolados protéicos de amêndoas das
variedades de faveleira com (FCE) e sem espinhos (FSE).
Isolados protéicos
Capacidade de Absorção de Água
(ml H
2
O/g proteína)
Capacidade de Absorção de
Óleo (ml óleo/g proteína)
IP-FCE 1,36±0,03
a
0,99±0,04
a
IP-FSE 1,06±0,06
b
1,06±0,02
a
Resultados das analises com media de três repetições (± desvio padrão). Médias seguidas pela mesma letra (na
coluna) não diferem pelo teste de t-student a 5%.
A capacidade de absorção de água do isolado protéico da amêndoa da variedade de
faveleira com espinhos (1,36 mL H
2
O/g proteína) apresentou diferença significativa (p<0,05)
ao encontrado para a faveleira sem espinhos (1,06 mL H
2
O/g proteína). Já a capacidade de
absorção de óleo dos isolados protéicos da FCE e FSE foram de, respectivamente, 0,99 mL
óleo/g proteína e 1,06 ml óleo/g proteína, não apresentaram valores que os diferenciam.
Alguns autores apresentaram capacidade de absorção de água superiores ao isolado
protéico em estudo como o fenugreek (Trigonella foenum graecum) (1,68 mL H
2
O/g
proteína) (EL NASRI e EL TINAY, 2007), Amendoim (1,67 mL H
2
O/g proteína) (YU;
AHMEDNA e GOKTEPE, 2007), Guan et al. (2006) para o farelo de aveia encontrou 1,94-
2,04 mL H
2
O/g proteína, fava de morcego (2,04-2,32 mL H
2
O/g proteína) (QUEIROGA
NETO, 2005), semente de canavalia marítima (Canavalia cathartica) (1,53 mL H
2
O/g
proteína) (SEENA, SRIDHAR e JUNG, 2005), macadâmia para o isolado extraído em pH
12,0 (1,55 mL H
2
O/g proteína) (BORA e RIBEIRO, 2004), castanha-do-Pará (1,99 mL H
2
O/g
proteína) (RAMOS e BORA, 2003) e (1,49 mL H
2
O/g proteína) (GLORIA e REGITANO-
d´ARCE, 2000), Sanchez-Vioque et al. (1999) para grão de bico extraído em pH 10,5
obtiveram 1,99 g H
2
O/g proteína, castanha de cajú (1,45 mL H
2
O/g proteína) (QUEIROGA
NETO et al., 2001), ervilha do mar (2,57 mL H
2
O/g proteína) (CHAVAN, McKENZIE e
SHAHIDI, 2001), lupin (2,09-2,25 mL H
2
O/g proteína) (EL-ADAWY et al., 2001) e grão de
bico (1,99-3,44 mL H
2
O/g proteína) (SANCHEZ-VIOQUE et al., 1999).
A semente de leguminosa chinesa (CHAU e CHEUNG, 1998) apresentou capacidade
de absorção de água inferior (1,04 mL H
2
O/g proteína) aos isolados protéicos das variedades
de faveleira, como também a ervilha (BORA, 2002) com 1,1mL H
2
O/g proteína e Padilla,
Alvarez e Alfaro (1996) para nozes encontrou 0,34 e 0,44 mL H
2
O/g proteína e para a soja
encontraram 1,12 mL H
2
O/g proteína. Chau e Cheung (1998) analisando três sementes de
leguminosas (Phaseolus angulares, Phaseolus calcaratus e Dolichos lablab) obtiveram
capacidade de absorção de água de 1,04-1,47g H
2
O/g proteína.
71
Para a capacidade de absorção de óleo, os isolados protéicos da FCE e FSE foram de,
respectivamente, 0,99 mL óleo/g proteína e 1,06 ml óleo/g proteína, que comparados com
outros vegetais apresentaram-se superiores a Chavan, Mckenzie e Shahidi (2001) para a
ervilha do mar com 0,64-0,82 mL óleo/g proteína, Padilla, Alvarez e Alfaro (1996) para nozes
encontrou 0,35 e 0,36 mL de óleo/g proteína e para a soja encontraram 0,30 mL de óleo/g
proteína e inferiores a fenugreek (Trigonella foenum graecum), 1,56 mL de óleo/g proteína
(EL NASRI e EL TINAY, 2007), proteína do amendoim 2,67 mL óleo/g proteína (YU;
AHMEDNA e GOKTEPE, 2007), farelo de aveia 2,50-2,96 mL óleo/g proteína (GUAN et al.,
2006), isolado extraído em pH 10,0 da fava de morcego obteve 2,00 mL óleo/g proteína
(QUEIROGA NETO, 2005), macadâmia 1,12 mL óleo/g proteína (BORA e RIBEIRO,
2003), castanha-do-Pará onde Ramos e Bora (2003) obteve 1,39 mL óleo/g proteína e Gloria e
Regitano-d´arce (2000), 0,79 mL óleo/g proteína, castanha de cajú 1,40 mL óleo/g proteína
(QUEIROGA NETO et al., 2001), Lupin 2,71-2,81 mL óleo/g proteína (EL-ADAWY et al.,
2001), grão de bico extraído em pH 10,5 obtiveram 1,25 mL óleo/g proteína (SANCHEZ-
VIOQUE et al., 1999), ervilha (BORA, 2002) com 2,6mL óleo/g proteína e Chau e Cheung
(1998) analisando três sementes de leguminosas (Phaseolus angulares, Phaseolus calcaratus
e Dolichos lablab) obtiveram capacidade de absorção de óleo de 1,19-1,40 mL óleo/g
proteína.
5.7.3 Propriedades Emulsificantes
A capacidade emulsificante das proteínas está relacionada com a correlação existente
entre propriedades emulsificantes e a superfície hidrofóbica das proteínas que influencia na
estabilidade da emulsão (DUA, MAHAJAN e MAHAJAN, 1996). A formação da emulsão é
facilitada pela redução da tensão interfacial entre a água e o óleo (ELIZALDE et al., 1988).
5.7.3.1 Capacidade Emulsificante
A capacidade emulsificante dos isolados protéicos das amêndoas da faveleira com e
sem espinhos e da caseína, usada como referência, em função do pH esta representada na
Figura 16.
72
2 4 6 8
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
C.E.
pH
caseína
FCE
FSE
Figura 16 - Capacidade de emulsificação dos isolados protéicos da faveleira com (FCE) e
sem espinhos (FSE) e da caseína bovina em função do pH 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0.
A caseína, usada como referência segundo Santiago et al. (1998), é uma proteína com
estrutura quaternária complexa, diferente da estrutura da albumina e da proteína de soja. Por
constituírem regiões hidrofóbicas e hidrofílicas, elas são rapidamente absorvidas na interface
óleo - água e conseqüentemente produzem emulsões estáveis por meio da combinação dos
efeitos estéricos e eletrostático. Estas características fazem a caseína ser amplamente usada
em sistemas alimentícios emulsificados. (DICKINSON, 1999).
As capacidades emulsificantes dos isolados protéicos das amêndoas da faveleira se
mostraram dependentes do pH e observa-se que apresentaram menor capacidade
emulsificação no pI (pH 4,0) e maior nos lados ácido e básico desse pH.
O isolado protéico da FCE apresentou menor capacidade emulsificante em pH 4,0 com
43,67 mL óleo/0,1g proteína. No entanto em pH 2,0 a capacidade emulsificante apresentou
valor bem superior (138,33 mL óleo/0,1g proteína) aos obtidos para os demais valores de pH.
O isolado da FSE apresentou o mesmo perfil, sendo menor em pH 4,0 (48,33 mL óleo/0,1g
proteína) e maior em pH 2,0 (172,33 mL óleo/0,1g proteína) e pH 8,0 (102,33 mL óleo/0,1g
proteína), respectivamente.
73
A maior capacidade emulsificante observada foi pelo isolado protéico da faveleira sem
espinhos em pH 2,0 (172,33 mL óleo/0,1g proteína) e a menor (43,67 mL óleo/0,1g proteína)
foi do isolado protéico da faveleira com espinhos em pH 4,0.
O isolado protéico da variedade da faveleira sem espinhos (FSE) apresentou diferença
entre a variedade da faveleira com espinhos (FCE) em todos os pHs estudados e comparando
com a caseína, esta variedade não diferiu estatisticamente em pH 4,0 e foram
significativamente diferentes nos pHs 2,0, 6,0 e 8,0. Comparando a variedade da faveleira
com espinhos com a caseína, observou-se que não diferiram em pH 8,0 e apresentaram
diferença nos demais pHs analisados.
A capacidade emulsificante das proteínas, em função do pH, das variedades da
faveleira com e sem espinhos variaram de 43,67 a 138,33 mL óleo/0,1g proteína e 48,33 a
172,33 mL óleo/0,1g proteína, respectivamente, apresentaram-se superiores a castanha-do-
pará (38,50 a 94,48 mL óleo/0,1g proteína) (RAMOS e BORA, 2003), fava de morcego
(44,30 a 123,50 mL óleo/0,1g proteína) (QUEIROGA NETO, 2005), fenugreek (14,60 a
135,00 mL óleo/0,1g proteína) (EL NASRI e EL TINAY, 2007), cowpea (40,00 a 150,00 mL
óleo/0,1g proteína) (RAGAB, BABIKER e EL TINAY, 2004) e inferior a macadâmia (86,55
a 153,33 mL óleo/0,1g proteína) (BORA e RIBEIRO, 2003) e castanha de caju (103,83 a
184,10 mL óleo/0,1g proteína) (QUEIROGA NETO et al., 2001).
Kinsella (1976) relatou a dificuldade de se comparar dados da capacidade
emulsificante de diferentes proteínas, em virtude da não padronização das condições
praticadas na sua determinação.
5.7.3.2 Atividade e Estabilidade de Emulsão
Como observado para a capacidade emulsificante, os isolados protéicos da faveleira e
da caseína apresentaram atividades e estabilidade de emulsão dependentes do pH.
A relação entre a atividade emulsificante e o pH foi semelhante à obtida entre a
solubilidade e o pH, indicando que a atividade emulsificante pode depender da quantidade de
proteínas solúveis (CHAU e CHEUNG, 1998). Embora El Nasri e El Tinay (2007) reportaram
que as propriedades emulsificantes de uma proteína não dependem somente da solubilidade,
mas também do balanço hidrofílico de cada proteína.
Como mostra as Figuras 17 e 18, a menor atividade e estabilidade emulsificante foi
observada em pH 4,0, atribuída ao fato das proteínas dos isolados estarem na faixa de pH
isoelétrico, no entanto foi observado uma maior atividade e estabilidade emulsificante em pH
74
2,0 e 8,0, onde acontece uma maior solubilidade das proteínas, onde o balanço de forças
atrativas de Van-der-Waals e forças repulsivas eletrostáticas, influenciam essas propriedades.
2 4 6 8
0
10
20
30
40
50
60
70
A.E.(%)
pH
caseína
FC E
FSE
Figura 17 – Atividade emulsificante dos isolados protéicos da faveleira e da caseína em
diferentes pHs.
A atividade emulsificante da caseína e dos isolados protéicos da faveleira, foram
dependentes do pH, com valores mínimos no pI (pH 4,0) para a caseína (3,59%) e para as
duas variedades, com espinhos (6,40%) e sem espinhos (7,16%) e maiores em pH ácido e
alcalino a esse valor de pH. O isolado protéico da faveleira sem espinhos foi superior
(p<0,05) a caseína em pH 2,0, 4,0 e 6,0 e não apresentou significância em pH 8,0. Já o isolado
protéico da variedade com espinhos foi superior a caseína sem diferir estatisticamente em pH
2,0 e 4,0, mas em pH 6,0 houve diferença significativa. Em pH 8,0 o isolado protéico da
faveleira sem espinhos em relação a caseína apresentou significância.
75
2 4 6 8
0
10
20
30
40
50
60
70
E.E. (%)
pH
c aseina
FC E
FS E
Figura 18 – Estabilidade da emulsão dos isolados protéicos da faveleira e da caseína em
função do pH.
O índice de estabilidade do isolado protéico FSE em pH 2,0 (52,40%) foi superior
(p<0,05) a caseína (47,16%), como também ao isolado protéico FCE (47,41%). Em pH 4,0, o
isolado protéico FSE (6,03%) apresentou índice superior (p<0,05) a caseína e não apresentou
diferença significativa comparado ao isolado FCE. O índice de estabilidade, em pH 6,0, do
isolado FSE (16,19%) foi superior (p<0,05) ao isolado FCE (13,60%) e ao da caseína
(6,13%). Em pH 8,0, a caseína (50,77%) apresentou índice superior (p<0,05) ao isolado FCE
(43,72%) e não diferiu estatisticamente com ao isolado FSE (50,00%).
Esse comportamento no índice de atividade e estabilidade de emulsão, em função do
pH, foi observado também nas proteínas de macadâmia (BORA e RIBEIRO, 2003), castanha-
do-pará (RAMOS e BORA, 2003), fava de morcego (QUEIROGA NETO, 2005),
leguminosas chinesas (CHAU e CHUENG, 1998), nozes (PADILLA et al., 1996) e fenugreek
(EL NARSI e EL TINAY, 2007).
Os índices de atividades de emulsão apresentados pelos isolados protéicos e pela
caseína em todos os níveis de pH analisado mostraram-se superiores quando comparados aos
índices relacionados a estabilidade de emulsão. As diferenças nestes índices estão
relacionadas com a solubilidade e mudanças conformacionais e a diminuição da viscosidade e
da rigidez da película formada na interface decorrente da temperatura imposta no processo
para obtenção da estabilidade da emulsão (CHEFTEL, CUQ e LORIENT, 1989).
76
6 CONCLUSÕES
Os experimentos analisados permitem obter as seguintes conclusões:
•
A composição centesimal caracterizou a faveleira como uma oleaginosa típica;
•
A faveleira sem espinhos apresentou maior teor de proteína que a com espinhos;
•
O óleo apresentou baixo índice de acidez e de peróxido, revelando estar em bom estado de
conservação e elevada resistência a degradação oxidativa;
•
Na analise dos ácidos graxos, os insaturados foram predominantes e dentre eles o ácido
linoléico para ambas as variedades;
•
As proteínas da faveleira se mostraram solúveis na sua classificação, onde se verificou que a
principal fração presente foi a globulina para as duas variedades;
•
O isolado protéico da faveleira sem espinhos apresentou bandas diferentes e mais
proeminentes que o isolado protéico da faveleira com espinhos, caracterizando subunidades
protéicas diferentes entre as duas variedades;
•
As curvas DSC indicaram uma transição endotérmica atribuída à desnaturação da proteína,
entre 60 e 80ºC, onde o isolado protéico da FCE foi de 66,03ºC e o isolado protéico da FSE
74,12ºC;
•
Os isolados protéicos exibiram perfil de solubilidade típico de proteínas vegetais,
apresentando menor índice de solubilidade entre o pH 4,0 e 5,0, evidenciando o ponto
isoelétrico das proteínas. A solubilidade alcançada pelos isolados protéicos da faveleira
evidencia seu uso em bebidas, produtos de panificação, massas em geral e alimentos semi-
sólidos;
•
O isolado protéico da faveleira com espinhos apresentou maior capacidade de absorção de
água em relação ao isolado protéico da faveleira sem espinhos, porém na capacidade de
absorção de óleo não houve diferença entre as duas variedades;
•
Os isolados protéicos apresentaram boa capacidade de emulsificação favorecendo seu uso
em emulsões tipo maionese;
•
Quando avaliadas através da atividade e da estabilidade de emulsão os isolados
apresentaram performance apropriada favorecendo o uso também em emulsões cárneas
(salsichas, lingüiças, patês) e sorvetes.
77
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88
APENDICE
APÊNDICE A – Padrão para ácido graxo em cromatógrafo a gás.
FONTE – Pesquisa própria.
APÊNDICE B – Cromatograma do óleo da faveleira com espinhos (em duplicata).
89
FONTE – Pesquisa própria.
APENDICE C – Cromatograma do óleo da faveleira sem espinhos (em duplicata).
FONTE – Pesquisa própria.
90
FONTE – Pesquisa própria.
APENDICE D – Índice de solubilidade da Caseína bovina em relação aos isolados protéicos
das variedades de faveleira.
pH Caseína (%) FCE (%) FSE (%)
2 35,5±1,11 53,1±0,13
76,6±0,30
3 2,5±0,16 12,0±0,32
50,8±0,24
4 1,4±0,16 5,1±0,55
8,9±0,14
5 - 6,35±0,69 9,17±0,09
6 1,6±0,14 8,7±0,34 9,9±0,26
8 65,7±0,89 14,1±0,23
18,9±0,21
10 96,6±0,55 48,5±1,45
75,2±0,27
11 - 58,94±0,33 77,29±0,26
FONTE – Pesquisa própria.
91
APENDICE E - Capacidade de emulsificação dos isolados protéicos da faveleira com (FCE)
e sem espinhos (FSE) e da caseína bovina em função do pH 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0.
Resultados das análises com média de três repetições (± desvio padrão). Médias seguidas pela mesma letra (na
linha) não diferem pelo teste de Turkey a 5%.
APENDICE F – Atividade emulsificante dos isolados protéicos da faveleira e da caseína em
diferentes pHs.
Resultados das análises com média de três repetições (± desvio padrão). Médias seguidas pela mesma letra (na
linha) não diferem pelo teste de Turkey a 5%.
APENDICE G - Estabilidade da emulsão dos isolados protéicos da faveleira e da caseína em
função do pH.
Resultados das análises com média de três repetições (± desvio padrão). Médias seguidas pela mesma letra (na
linha) não diferem pelo teste de Turkey a 5%.
Capacidade Emulsificante (mL óleo / 0,1g proteína)
pH
Caseína IP FCE IP FSE
2,0 73,08±0,63
a
138,33±2,89
b
172,33±2,52
c
4,0 48,17±0,76
a
43,67±1,15
b
48,33±1,53
a
6,0 51,67±0,76
a
48,33±2,89
b
56,00±1,73
c
8,0 98,42±0,52
a
97,33±2,08
a
102,33±2,52
b
Atividade Emulsificante (%)
pH
Caseína IP-FCE IP-FSE
2,0 48,37±0,76
a
51,48±2,31
ab
53,31±1,14
b
4,0 4,19±0,38
a
6,40±0,75
a
7,16±1,40
b
6,0 6,86±0,60
a
14,33±0,95
b
17,25±0,56
c
8,0 51,54±0,84
a
45,01±1,49
b
51,07±0,56
a
Estabilidade da Emulsão (%)
pH
Caseína IP-FCE IP-FSE
2,0 47,16±0,80
a
47,41±1,70
a
52,40±1,17
b
4,0 3,59±0,40
a
5,47±0,98
b
6,03±1,39
b
6,0 6,13±0,46
a
13,60±0,72
b
16,19±0,57
c
8,0 50,77±0,42
a
43,72±2,13
b
50,00±0,56
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