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ANAMÉLIA SALES DE ASSIS
PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO BIOFILME
DE QUITOSANA COMO
ENVOLTÓRIO PROTETOR EM MORANGOS
Tese apresentada ao Programa de Pós-
graduação em Nutrição do Centro de
Ciências da Saúde da Universidade
Federal de Pernambuco para obtenção
do título de Doutor em Nutrição.
Orientadora: Profa. Dra. Tânia Lúcia Montenegro Stamford
Co-orientadora: Profa. Dra. Thayza Christina Montenegro Stamford
Recife
2009
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Livros Grátis
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Milhares de livros grátis para download.
Assis, Anamélia Sales de
Produção e caracterização do biofilme de
quitosana como envoltório protetor em morangos /
Anamélia Sales de Assis. – Recife : O Autor, 2009.
88 folhas ; il., fig. e tab.
Tese (doutorado) – Universidade Federal de
Pernambuco. CCS. Nutrição, 2009.
Inclui bibliografia e anexos.
1. Conservação de alimentos. 2. Bioconversão. 3.
Litopenaeus vannamei. 4. Quitosana. 5. Grau de
desacetilação. I. Título.
664 CDU (2.ed.) UFPE
664.028 CDD (22.ed.) CCS2009-
28
2
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3
DEDICAÇÃO
A Deus, pelos ensinamentos.
A João e João Lucas, meu marido e meu filho.
A Olga, minha eterna inspiração.
As professoras, Tânia e Thayza, minhas orientadoras.
A Chistiane Melo, minha amiga.
4
AGRADECIMENTOS
A Deus, por colocar pessoas para me guiarem no caminho certo, nas
horas certas, e obstáculos para aprender que o triunfo vem das dificuldades,
contribuindo para uma vitória final.
À minha mãe, Olga Sales, que mesmo não estando presente, quando viva
foi capaz de me ensinar a persistir e que me ensinou que o futuro quem faz
somos nós, levantando sempre cedo “pro dia ficar maior”.
Ao meu pai, Juraci Assis, que me forçou a lutar pela vida, procurar meu
caminho profissional para sobreviver.
Ao meu marido, João Macedo, pelo apoio nos momentos de angústia e
sofrimento e por ser o melhor pai do mundo.
Ao meu filho, João Lucas, que foi gerado com muito amor e apesar de
surpresa sua chegada foi enviado por Deus para dar direcionamento na minha
vida.
À minha orientadora, Tânia Lúcia Montenegro Stamford, por ter me
confortado como mãe nos piores momentos da minha vida e assim mesmo me
incentivado a ser a profssional que sou hoje.
À Thaíza Christina Montenegro Stamford, minha co-orientadora, pelo
apoio científico, por me orientar entre as análises e pelas doces palavras de
incentivo e apoio.
À pessoa responsável por essa realização, Erilane Castro, que desde
antes da seleção para o doutorado me ajudou e acreditou no meu potencial
como pesquisadora. Foi amiga, fiel, e incentivadora. Até o fim de minha vida
vou rezar por seu sucesso pessoal.
A minha grade amiga Christiane Melo, pelo apoio nos momentos
pessoais mais difíceis, que foram nesse intervalo do doutorado, me ajudando a
levantar, a continuar e acreditar que tudo passa e que mais na frente tem a
recompensa.
Aos meus colegas do LEAAL, Moises, Vivaldo, Alexandre, Arthur,
Camilo, D. Lurdes, Silvinha, Laércio, Solange, por me receberem na instituição
e colaborarem indiretamente com minha pesquisa.
À Marilene Lima Silva, amiga e companheira nos concursos, nos
almoços, nos fins de semana de experimento. Incentivando a escrever, a repetir
quando não dava certo. Nem sei como agradecer todo apoio que me deu
durante esse último ano.
Ao Grupo de pesquisa: Tânia, Erilane, Celiane, Emanuella, Carlos,
Adriana, Elizabeth, Danielle, Marilene, Geiza, Eduardo, Roberta, Amanda,
5
Teresa, pelos incentivos e apoios nos momentos difíceis e pelas alegrias dos
momentos de distração.
Aos Membros da banca, por ter aceitado o convite, e pelas sugestões
para melhoria do meu trabalho.
A CAPES, pela apoio financeiro para realização desse estudo.
A Neci, pelo apoio didático e que mesmo do jeitinho dela, sempre me
ajudou nos momentos em que precisei.
Aos amigos que fiz em Recife, sempre serão lembrados como os
melhores momentos que vivi em Recife.
A todos os meus familiares e amigos de João Pessoa que entenderam
meu afastamento por esses anos de estudo e vibraram pela sucesso dessa
realização.
6
SUMÁRIO
Pág.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ----------------------------------------------
11
LISTA DE TABELAS ------------------------------------------------------
12
LISTA DE ABREVIATURAS --------------------------------------------
13
RESUMO ---------------------------------------------------------------------
14
ABSTRACT ------------------------------------------------------------------
15
1 – INTRODUÇÃO ---------------------------------------------------------
17
OBJETIVOS -----------------------------------------------------------------
18
HIPÓTESES -----------------------------------------------------------------
19
2 - REVISÃO DA LITERATURA ---------------------------------------
21
ARTIGO DE REVISÃO -----------------------------------------------------------------
22
RESUMEN ---------------------------------------------------------------------------------
22
RESUMO -----------------------------------------------------------------------------------
23
ABSTRACT --------------------------------------------------------------------------------
23
1. INTRODUÇÃO ------------------------------------------------------------------------
24
2. DESENVOLVIMENTO --------------------------------------------------------------
25
2.1 Produção de camarão e geração de resíduos ---------------------------------------- 25
2.2 Quitina e quitosana --------------------------------------------------------------------- 27
2.3 Filmes e coberturas -------------------------------------------------------------------- 29
3. CONCLUSÃO --------------------------------------------------------------------------
32
7
4. AGRADECIMENTOS ----------------------------------------------------------------
32
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ---------------------------------------------
32
3. MATERIAL E MÉTODOS --------------------------------------------
38
3.1 Material ---------------------------------------------------------------------------------
38
3.2 Metodologia ----------------------------------------------------------------------------
38
3.2.1 Obtenção de quitina e quitosana a partir de carapaças de camarão -----
38
3.2.2 Caracterização da quitosana -----------------------------------------------------
39
3.2.2.1 Difração de raios-x ---------------------------------------------------------------- 39
3.2.2.2 Análise Termogravimétrica e Calorimetria Exploratória Diferencial ------ 39
3.2.2.3 Espectroscopia em Infravermelho ----------------------------------------------- 39
3.2.2.4 Ressonância Magnética Nuclear ------------------------------------------------- 40
3.2.2.5 Viscosidade ------------------------------------------------------------------------- 40
3.3 Preparo da cobertura comestível --------------------------------------------------
41
3.4 Análises físicas e químicas dos morangos ----------------------------------------
42
3.4.1 Perda de massa ----------------------------------------------------------------------- 42
3.4.2 pH -------------------------------------------------------------------------------------- 42
3.4.3 Acidez total titulável (ATT) -------------------------------------------------------- 42
3.4.4 Sólidos solúveis (SS) ---------------------------------------------------------------- 42
3.4.5 Umidade ------------------------------------------------------------------------------- 42
3.5 Analise sensorial ----------------------------------------------------------------------
43
3.6 Analise Estatística --------------------------------------------------------------------
43
4 RESULTADOS – ARTIGOS ORIGINAIS --------------------------
45
4.1 Síntese e caracterização da quitosana do Litopenaeus
vannamei (Boone, 1931) ----------------------------------------------------
46
8
Resumo --------------------------------------------------------------------------------------
46
Abstract -------------------------------------------------------------------------------------
46
INTRODUÇÃO ----------------------------------------------------------------------------
47
PARTE EXPERIMENTAL -------------------------------------------------------------
49
Obtenção de quitina e quitosana a partir de carapaças de camarão -----------
49
Caracterização da quitosana ------------------------------------------------------------
49
Difração de raios-x -------------------------------------------------------------------------
49
Análise termogravimétrica e Calorimetria Exploratória Diferencial ---------------
50
Espectroscopia em Infravermelho --------------------------------------------------------
50
Ressonância Magnética Nuclear ---------------------------------------------------------
50
Viscosidade ----------------------------------------------------------------------------------
51
RESULTADOS E DISCUSSÃO -------------------------------------------------------
52
Rendimento de quitina e quitosana ----------------------------------------------------
52
Difração de Raio X ------------------------------------------------------------------------
53
Análise termogravimétrica e Calorimetria Exploratória Diferencial ----------
54
Espectroscopia na região do infravermelho -----------------------------------------
55
Ressonância Magnética Nuclear de
1
H ------------------------------------------------
56
Viscosidade ---------------------------------------------------------------------------------
57
CONCLUSÕES ----------------------------------------------------------------------------
59
AGRADECIMENTOS -------------------------------------------------------------------
59
REFERÊNCIAS ---------------------------------------------------------------------------
60
9
4.2 Conservação de morango por cobertura comestível de
quitosana ----------------------------------------------------------------------
62
RESUMO -----------------------------------------------------------------------------------
62
ABTRACT ----------------------------------------------------------------------------------
63
1. INTRODUÇÃO ------------------------------------------------------------------------
64
2. MATERIAL E MÉTODOS ----------------------------------------------------------
66
2.1 Material ---------------------------------------------------------------------------------
66
2.2 Métodos ---------------------------------------------------------------------------------
66
Aplicação da cobertura de quitosana no morango -------------------------------------- 66
Tratamentos utilizados --------------------------------------------------------------------- 67
Análises físicas e químicas ---------------------------------------------------------------- 67
Perda de massa -----------------------------------------------------------------------------
68
pH --------------------------------------------------------------------------------------------- 68
Acidez total titulável (ATT) ---------------------------------------------------------------- 68
Sólidos solúveis (SS) ----------------------------------------------------------------------- 68
Umidade ------------------------------------------------------------------------------------- 69
Analise sensorial ---------------------------------------------------------------------------- 69
Analise Estatística -------------------------------------------------------------------------- 69
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ----------------------------------------------------
71
3.1 Análises físico químicas --------------------------------------------------------------
71
Sólidos solúveis (ºBrix) -------------------------------------------------------------------- 71
pH e Acidez Total Titulável (ATT) ------------------------------------------------------ 72
Umidade e Perda de Massa ---------------------------------------------------------------- 73
10
3.2 Analise sensorial ----------------------------------------------------------------------
75
CONCLUSÃO -----------------------------------------------------------------------------
77
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ------------------------------------------------
77
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ------------------------------------------
82
6. REFERÊNCIAS ----------------------------------------------------------
84
ANEXOS ----------------------------------------------------------------------
85
A – COMITÊ DE ÉTICA --------------------------------------------------
86
B – TRABALHO APRESENTADO EM CONGRESSO ------------
87
C – ENVIO DE TRABALHO PARA CONGRESSO
INTERNACIONAL DE QUITINA --------------------------------------
88
11
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
RESULTADOS
Artigo 1 - Síntese e caracterização da quitosana do Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)
Pág.
Figura 1 Difratoma de raio X da amostra de quitosana do L. vannamei ------------ 53
Figura 2 Curva de Termogravimetria da quitosana do L. vannamei ----------------- 54
Figura 3 Curva de Calorimetria Exploratória Diferencial da quiosana do L.
vannamei --------------------------------------------------------------------------
54
Figura 4 Espectro de absorção na região infravermelho (IV) da amostra de
quitosana L. vannamei -----------------------------------------------------------
55
Figura 5 Espectro de Ressonância Magnética Nuclear
1
H da quitosana de L.
vannamei --------------------------------------------------------------------------
56
Figura 6 Viscosidade reduzida em função da concentração para a determinação
da viscosidade intrínseca --------------------------------------------------------
58
Artigo 2 – Conservação de morango por cobertura comestível de quitosana
Pág
.
Figura 1 Imersão de morangos em cobertura de quitosana ---------------------------- 67
Figura 2 Morangos controle (a) e com quitosana (b) ---------------------------------- 68
Figura 3 Teor de umidade em morangos com e sem quitosana ---------------------- 74
Figura 4
Perda de massa em morangos com e sem quitosana ------------------------
74
Figura 5 Projeção bidimensional de Análise de Componentes Principais dos
termos descritos das amostras de Morango. A: controle (sem quitosana);
B: com quitosana -----------------------------------------------------------------
76
12
LISTA DE TABELAS
RESULTADOS
Artigo 1 - Síntese e caracterização da quitosana do Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)
Pág.
Tabela 1 Valores referentes à viscosidade específica e reduzida das soluções de
quitosana na temperatura de ± 25ºC -------------------------------------------
57
Artigo 2 – Conservação de morango por cobertura comestível de quitosana
Pág.
Tabela 1 Variação do teor de sólidos solúveis em morangos controle e com
quitosana --------------------------------------------------------------------------
71
Tabela 2 Variação do pH e da acidez em morangos controle e com quitosana ----- 73
Tabela 3 Média dos atributos sensoriais que caracterizam as amostras ------------- 75
13
LISTA DE ABREVIATURAS
TGA – Termogravimetria;
DSC – Calorimetria Exploratória Diferencial;
RMN
1
H – Ressonância Magnética Nuclear de Próton;
IV- Espectroscopia Eletrônica de Infravermelho;
GD – Grau de Desacetilação
D
2
O – Água Deuterada
% I
CR
– Índice de Cristalinidade relativa
IC – Intensidade Cristalina
IA – Intensidade Amorfa
H
2-6
– Núcleos dos hidrogênios ligados aos carbonos 2, 3, 4, 5 e 6
pH – Potenciometria de Hidrogênio
ATT- Acidez Total Titulável
SS – Sólidos Solúveis
14
RESUMO
O camarão Litopenaeus vannamei é nativo do Oceano Pacífico e foi introduzido na
década de 80, no Brasil. A evolução do desempenho da carcinicultura brasileira, passou de 7
mil para 65 mil ton./ano. Esta produção tem gerado grandes quantidades de resíduos sólidos,
tendo em vista que cabeça e casca correspondem aproximadamente 40% do seu peso total,
culminando num forte impacto ambiental em aterros sanitários, mares e rios. O objetivo deste
estudo foi produzir e caracterizar quitosana, obtida pela desacetilação da quitina do resíduo de
camarão, para ser usada como envoltório protetor em morangos. A caracterização da
quitosana foi avaliada quanto ao grau de descetilação (%GD): Espectroscopia em
Infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear
1
H; cristalinidade (difração de raios-X) e
resistência térmica (Termogravimetria e Calorimetria Exploratória Diferencial). Este polímero
foi utilizado como cobertura em morangos e comparado com os frutos controle quanto aos
aspectos físico-químicos: pH, Acidez Total Titulável (ATT), Sólidos solúveis (SS), perda de
massa e umidade durante 15 dias de armazenamento e sua aceitação através de análises
sensoriais. Os resultados obtidos da caracterização da quitosana comprovaram %GD entre 73
a 83%, cristalinidade de 23% (quitosana) e 76% (quitina) e estabilidade térmica a 120ºC. A
cobertura de quitosana foi eficiente, pois controlou a perda de água em morangos, manteve
acidez total titulável e pH constantes e sólidos solúveis mais baixo. Assim, a quitosana
promoveu uma atmosfera modificada, reduziu o metabolismo do fruto e retardou a
senescência. Houve diferença estatística nos atributos sensoriais entre controle e cobertura de
quitosana, sendo essa última mais desejável. Portanto, a quitosana pode ser utilizada como
uma alternativa rentável e promissora em sistemas de conservação de alimentos.
Palavras-chaves: bioconversão; Litopenaeus vannamei; quitosana; grau de desacetilação;
morango.
15
ABSTRACT
The shrimp Litopenaeus vannamei is native of the Pacific Ocean and was introduced in the
80s in Brazil. The evolution of the performance of the Brazilian shrimp (1998-2007),
increased from 7 thousand to 65 thousand ton./year. This study aimed to produce and
characterize chitosan, obtained by desacetilação of chitin from shrimp waste, to be used as a
protective wrap on strawberries. The characterization of chitosan was evaluated as the degree
of deacetilation (% GD): in Infrared Spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance 1H;
crystallinity (X-ray diffraction) and thermal resistance (thermogravimetry and differential
scanning calorimetry). This polymer was used as mulch in strawberry fruit and compared with
the control as to the physical-chemical: pH, total titratable acidity (TTA), soluble solids (SS),
weight loss and humidity during 15 days of storage and its acceptance by sensory testing. The
results of the characterization of chitosan showed GD between 73% to 83%, crystallinity of
23% (chitosan) and 76% (chitin) and thermal stability to 120º C. The coverage of chitosan
was efficient, because the loss of water control in strawberries, maintained total acidity and
pH and soluble solids in the lower. The coverage of chitosan was efficient, because the loss of
water control in strawberries, ATT and pH remained constant and lower SS. Thus, the
chitosan promoted a modified atmosphere, reduced the metabolism of the fruit and delayed
senescence. There were statistical differences in sensory attributes between control and
coverage of chitosan, the latter being more desirable. Therefore, chitosan can be used as a
viable and promising alternative to systems for storage of food.
Keywords: bioconversion; Litopenaeus vannamei; chitosan, degree of desacetilação;
strawberry.
16
___________________INTRODUÇÃO
17
1 - INTRODUÇÃO
Atualmente, o agronegócio e a agroindústria estão despontando no Brasil como
atividades de grande potencialidade econômica e social. A criação de camarão ou
carcinicultura é um exemplo dessas atividades e que atualmente é considerada como um
próspero negócio no Brasil, principalmente na região Nordeste do país, onde os produtores
estão apostando no cultivo de camarões em cativeiro. Porém, a captura e o processamento do
camarão têm gerado uma grande quantidade de cascas, que não servem para a fabricação de
ração animal, devido ao elevado conteúdo em fibras. Esses resíduos gerados pela manufatura
das indústrias e são enterrados ou jogados clandestinamente em rios ou no mar, ocasionando
graves problemas de poluição.
A casca de camarão, com baixíssimo valor comercial, além de ser uma fonte de
poluição ambiental, gera custos adicionais durante seu descarte, reduzindo a margem de lucro
do sistema de produção. Uma possível alternativa de grande agregação de valor para este
material é a sua utilização para extração de quitina e quitosana.
A quitosana apresenta potencial em pesquisas devido às suas aplicações nas áreas
médica, farmacêutica e em indústrias alimentícias. A atividade antimicrobiana de quitosana
tem sido apontada como uma das mais interessantes aplicações em alimentos. Logo, os
objetivos deste estudo foram avaliar o rendimento da quitosana da espécie Litopenaeus
vannamei; estudar o grau de desacetilação deste biopolímero e investigar sua aplicação como
cobertura para revestimento em frutas controlando sua senescência.
18
OBJETIVOS
Geral:
Produzir e caracterizar físico-quimicamente a quitosana obtida pela desacetilação da
quitina da casca do camarão Litopenaeus vannamei para ser usada como envoltório protetor
em morangos, assim como avaliar físico-quimicamente e sensorialmente os morangos.
Específicos:
- Extrair quitina do resíduo;
- Promover a desacetilação da quitina em quitosana;
- Caracterizar quitosana físico-quimicamente;
- Produzir a cobertura de quitosana;
- Avaliar a atividade protetora da cobertura em frutos;
- Verificar aceitabilidade do fruto com cobertura.
19
HIPÓTESES
¾ O excedente do resíduo de camarão pode ser usado como alternativa para produção de
biopolímeros.
¾ O estudo das propriedades físico-químicas deste biopolímero revela seu potencial para
inúmeras aplicações na indústria alimentícia.
¾ O biopolímero (quitosana) pode ser preparado em diferentes formas, tais como géis,
filmes e membranas.
¾ A quitosana é benéfica e segura para o consumo humano.
¾ A quitosana pode ser usada na conservação de morangos.
20
_______REVISÃO DA LITERATURA
21
2 - REVISÃO DA LITERATURA
ARTIGO DE REVISÃO
A revisão da literatura foi publicada na Revista “Iberoamericana de Polímeros”,
intitulada “BIOCONVERSÃO DE RESÍDUOS DE CAMARÃO Litopenaeus vannamei
(BOONE, 1931) PARA PRODUÇÃO DE BIOFILME DE QUITOSANA”. A revista é
classificada como qualis C internacional.
ASSIS, A.S; STAMFORD, T.C.M.; STAMFORD, T.L.M. Revista Iberoamericana de
Polímeros, v. 9, n. 5, p. 480-491, 2008 (ANEXO A).
22
BIOCONVERSÃO DE RESÍDUOS DE CAMARÃO LITOPENAEUS VANNAMEI
(BOONE, 1931) PARA PRODUÇÃO DE BIOFILME DE QUITOSANA
Anamélia Sales de Assis
1*
; Thayza Christina Montenegro Stamford
2
;
Tânia Lúcia Montenegro Stamford
1
.
1) Departamento de Nutrição da Universidade Federal de Pernambuco, Recife – PE, Brasil
2) Departamento de Odontologia da Faculdade Integrada de Patos, Patos – PB, Brasil
* Correio eletrônico: anam[email protected]
RESUMEN
Los camarones Litopenaeus vannamei es originario del Océano Pacífico y ha
introducido en Brasil como cultura de camarones marino desde los años de 1980. Su
productividad ha sido incrementada en la región Nordeste de Brasil por las características
favorables y bien como por su aceptabilidad en función de condiciones climáticas regionales.
La expansión de la industria del camarón ha generado impacto ambiental en consecuencia de
los residuos orgánicos que son puestos en aterramientos sanitarios, en los mares y en los ríos.
En búsqueda de alternativas para nuevos productos y el aprovechamiento de residuos,
pesquisadores testaran los polímeros chitin y chitosan en distintas áreas como: medicina,
farmacia, industria química y alimenticia. El chitin es un componente del esqueleto de
crustáceos, y pelo proceso de desacetilación alcalina es transformada en chitosan. Además,
hay que tener en cuenta que estudios teóricos traerán subsidios para el efectivo
aprovechamiento Del chitosan visando la reducción de impactos ambientales y favoreciendo
la bioconversión de residuos de la industria de camarones en biofilmes semipermeables,
biodigestibles, biocompatibles, biodegradables y con características de protección con acción
antimicrobiana, que puede ser utilizado como alternativa económica y prominente en sistemas
de conservación de alimentos.
Palabras-claves: bioconversion; resíduos; Litopenaeus vannamei; chitosan; biofilme.
23
RESUMO
O camarão Litopenaeus vannamei é uma espécie nativa do Oceano Pacífico
introduzida na carcinicultura marinha brasileira desde a década de 80 e tem sua produtividade
crescente no nordeste, por possuir características de manejo favorável e ótima aceitação a
diversidade de clima e região. A expansão da indústria de camarão gerou um impacto
ambiental em decorrência dos resíduos industriais jogados em aterros sanitários, mares e rios.
Buscando alternativas para criar novos produtos e o aproveitamento desses resíduos,
pesquisadores testaram os polímeros quitina e quitosana em várias áreas como: medicina,
farmácia, na indústria química e de alimentos. A quitina é um componente da carapaça de
crustáceos e através da desacetilação alcalina transforma-se em quitosana. Assim, acredita-se
que estudo teórico dessa natureza trará subsídios para o efetivo aproveitamento da quitosana,
reduzindo o impacto ambiental e favorecendo a bioconversão do resíduo da indústria de
camarão em biofilme semipermeável, biodigestível, biocompatível, biodegradável, e com
características protetoras de ação fungicida e bactericida, que pode ser utilizado como uma
alternativa rentável e promissora em sistemas de conservação de alimentos.
Palavras-chaves: bioconversão; resíduos; Litopenaeus vannamei; quitosana; biofilme.
ABSTRACT
The shrimp Litopenaeus vannamei is native from the Pacific Ocean and was introduced in the
Brazilian sea shrimp culture since the decade of the 80’s. It has had its productivity increased in the
northeast for presenting favorable handling characteristics and excellent adaptation to the climate and
regional diversities. The expansion of the shrimp industry has generated environmental impacts as a
result of the disposal of industrial residues in sanitary embankments, seas and rivers. In order to find
alternative products to reprocess those residues, researches have been trying to test chitin and chitosan
in many different areas, such as: medicine, pharmacology, chemical and food industries. Chitin is a
component of the shrimp shell and chitosan is the product of chitin’s alkaline deacetilation. Therefore,
the theoretical study of this problem will subsidize an effective exploitation of chitosan, reducing the
environmental damage and favoring the bioconversion of the residue from the shrimp industry into
semi-permeable, biodigestive, biocompatible and biodegradable biofilms, presenting protective
characteristics by acting as bactericides and fungicides, which could be used as a promising and
profitable alternative to food preservation.
Keyword: bioconversion; residues; Litopenaeus vannamei; chitosan, biofilm.
24
1. INTRODUÇÃO
A criação de camarões marinhos teve sua origem no Mediterrâneo, no Século XV. A
partir dos anos 30, em condições controladas o japonês Dr. Motosaku Fujinaga obteve a
desova do Penaeus japonicus permitindo a produção das técnicas de cultivo comercial de pós-
larvas. Nos anos 80, houve a propagação das técnicas de cultivo comercial em países de
regiões tropicais [1].
A atratividade pela produção de camarões marinhos deve-se aos fatores relacionados
ao avanço tecnológico, tanto em termos de melhoria de manejo quanto na melhor
compreensão comportamental das espécies. Na década de 80, foi introduzida no Brasil a
espécie exótica do Oceano Pacífico Litopenaeus vannamei e disseminou-se por todo o
nordeste após sua excelente adaptação às condições climáticas locais, contribuindo de
imediato para um melhor desempenho das criações [2].
Dados estatísticos da Associação Brasileira de Criadores de Camarão [3] demonstram
que a produção brasileira de camarões da espécie Litopenaeus vannamei cresceu entre os anos
1998 a 2005; e sua produtividade subiu, entre esses anos, de 7 mil para 65 mil toneladas por
ano. Esta elevada produção de camarões tem gerado grandes quantidades de resíduos sólidos,
tendo em vista que cabeça e casca do animal correspondem a aproximadamente 40% do seu
peso total, culminando num forte impacto ambiental.
O resíduo da produção de camarões (casca e cabeça) contém: 15 a 20% de quitina, 25
a 40% de proteínas e 40 a 55% de carbonato de cálcio. Em crustáceos, a quitina encontra-se
associada aos demais constituintes do exoesqueleto. Por esse motivo, são necessárias três
etapas para se isolar esse polímero: desproteinização, desmineralização e despigmentação [4].
Esta última etapa pode ou não ser realizada dependendo da espécie de crustáceos. No caso do
L. vannamei não se faz necessário devido a pouca pigmentação.
Canella e Garcia [5] descreveram a extração dos componentes protéicos, ligados
covalentemente à matriz polimérica, através do tratamento com solução aquosa de NaOH 3%
com agitação constante à 70º C, durante três horas. Depois, lavaram até neutralidade do
produto. Em seguida, desmineralizaram em solução HCl 0,10 mol/dm
3
, com adição de L-
octanol para evitar o transbordamento do material, por três horas, sob agitação constante à
temperatura ambiente, filtraram e lavaram até pH neutro. Na última etapa (despigmentação)
utilizaram solução de NaOCl contendo 3% de cloro ativo, por duas horas.
25
A quitina e quitosana são polímeros atóxicos, biodegradáveis, biocompatíveis e
produzidos por fonte naturais renováveis, cujas propriedades vêm sendo exploradas em
aplicações industriais e tecnológicas há quase setenta anos [6].
A quitina é um polímero linear natural, composto por unidade de 2-desoxi-2-
acetoamido-D-glucopiranose. É encontrada em carapaças de crustáceos [7], insetos e
moluscos [8], fungos e leveduras [9].
Biofilmes são preparados de materiais biológicos, que agem como barreira a
elementos externos e, conseqüentemente, pode proteger o produto e aumentar a sua vida de
prateleira [10], controlando a perda de umidade, a troca de oxigênio, etileno e dióxido de
carbono dos tecidos de frutas. Dessa forma, controla a respiração do produto e aumenta sua
durabilidade, funcionando como uma alternativa ao tratamento por atmosfera controlada [11].
Dados recentes demonstram o sucesso da aplicação de filmes obtidos a partir de
derivados de proteínas e lipídios como coberturas semipermeáveis revestindo frutas tropicais
[10]. Além das proteínas, os polissacarídeos têm sido avaliados como uma alternativa
consideravelmente econômica e eficiente para esse fim, sendo a quitosana o sacarídeo mais
estudado [12]. Logo, este ensaio teórico demonstra a potencialidade da utilização da quitosana
na indústria de alimentos, buscando alternativas ao desenvolvimento de produtos de valor
agregado.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 Produção de camarão e geração de resíduos
O Brasil possui um vasto litoral e potencial hídrico, com várias bacias hidrográficas,
além de uma biodiversidade de fauna marinha, e um grande potencial pesqueiro de camarões.
Porém, seguindo a tendência mundial, a produção de camarão por captura está em declínio no
Brasil, enquanto a produção do camarão em cativeiro (carcinicultura) tem aumentado. A
principal razão do crescimento da criação destes animais (aqüicultura) foi gerada pela
dificuldade de abastecer a demanda mundial de pescados apenas com a pesca extrativista. A
produção brasileira de camarão por captura está estimada em cerca de 22 mil toneladas anuais
[13-14].
O litoral nordestino é considerado ideal para a criação de camarões, pois possui
extensas áreas costeiras com águas de temperatura morna durante todo o ano. As primeiras
26
tentativas para a criação experimental de camarões marinhos no país começaram nos anos 70
com a espécie P. japonicus. No inicio da década de 80, órgãos do governo federal começaram
a promover a exploração racional dos recursos marinhos, através de incentivos e créditos
financeiros. A construção dos projetos pioneiros de carcinicultura na Região Nordeste foi
criada como forma alternativa de aproveitamento de áreas costeiras abandonadas pela
atividade salineira [1].
O Nordeste possui cerca de 300 mil hectares propícios para a exploração da
carcinicultura marinha e que poderão produzir até 1 milhão de toneladas/ano. Em 2003, a
produção de camarão criado no Brasil foi a maior dos últimos anos, cerca de 90 mil toneladas
das quais aproximadamente 95% foram originadas na Região Nordeste aonde a carcinicultura
vem se desenvolvendo em ritmo acelerado, desde 1996 [15].
Segundo Barbieri Júnior e Ostrensky Neto [16], a carcinicultura é uma alternativa de
investimento produtivo capaz de acelerar o crescimento econômico das regiões onde está
inserida, em função de sua alta remuneração. É uma atividade de ciclo curto, que pode ser
realizada durante todo o ano e tem seu retorno de investimento rápido. Cada hectare de
viveiro permite a obtenção de níveis de produtividade de 3.900 Kg de camarão, permitindo o
acesso a pequenos, médios e grandes produtores. É uma produção de caráter sócio-econômica
viável, além de reduzir a marginalidade do homem do campo, retendo esse na terra e
valorizando as cidades litorâneas.
O camarão é um alimento rico em proteína, cálcio, vitaminas e vários componentes
extraíveis e tem sido usado como um dos mais populares e importantes ingredientes para
preparações alimentares, em vários países. Os hábitos alimentares mudaram e houve um
rápido crescimento da indústria de “fast food”, acarretando, conseqüentemente, um volume
bem maior das partes não comestíveis (cabeça, casca e cauda), ocasionando problemas
ambientais [17].
Este resíduo é em geral clandestinamente enterrado ou jogado no mar ou em rios,
causando problemas ambientais, principalmente em países produtores de camarão onde não
há rigor na fiscalização ambiental. Porém, no mundo, as exigências impostas por órgãos de
gerenciamento e conservação ambiental ao controle de poluição dos recursos naturais tem
sido crescente, devido a escassez de água potável e ao maior entendimento dos efeitos
ambientais ocorridos [18-19].
27
A produção anual de resíduos das indústrias de crustáceos é de aproximadamente 39
mil toneladas. Esses são biodegradáveis, por isso não provocam acúmulo excessivo na
natureza, apesar de causarem grande problema de ordem social por serem desagradáveis no
cheiro e atraírem insetos, podendo acarretar danos a saúde humana [8,15].
A geração de resíduos da indústria de pescado é um grande desafio para os
empresários do setor que precisam destinar esses resíduos e não poluírem o ambiente. Por
outro lado, a comunidade científica especializada está recebendo essa fonte de resíduos e
buscando alternativas para o aproveitamento desses; e assim tornar uma atividade aquícola
sustentável e viável ecologicamente [20].
Tendo em vista que o resíduo proveniente do beneficiamento de camarão é constituído
por quitina, proteína e carbonato de cálcio, tem havido grande interesse em seu
reaproveitamento, buscando alternativas ao desenvolvimento de produtos de valor agregado,
aumentando a produtividade do setor e garantindo a preservação ambiental. Estudos têm sido
realizados no sentido de encontrar um destino adequado para esses resíduos de modo que as
agressões ao meio ambiente sejam cada vez mais reduzidas [21].
2.2 Quitina e quitosana
A quitina é largamente distribuída na natureza, sendo o principal componente
estrutural do exoesqueleto dos invertebrados marinhos. Também é encontrada na cutícula dos
insetos, e na parede celular de alguns fungos e leveduras [9].
A quitosana é obtida a partir da reação de desacetilação da quitina em solução alcalina
[22]. Durante essa reação, os grupamentos acetoamido (-NHCOCH
3
) da quitina são
transformados, em graus variados, em grupos amino (-NH
2
), dando origem a quitosana [23].
Esta, quando diluída em ácidos orgânico (ácido acético, fórmico, cítrico) e inorgânico (ácido
clorídrico), resulta em soluções viscosas capazes de formar filmes.
Neste sentido, a quitosana vem sendo estudada com sucesso em uma grande variedade
de aplicações por ser biocompatível [24], biodegradável [25,10] e apresenta propriedade
antimicrobiana [26], emulsificante [27-29], quelante de metais [30], usada no tratamento de
efluentes [23] e por formar gel [31]. Em razão da quitosana formar facilmente filmes e
membranas em soluções ácidas diluídas, várias aplicações estão sendo sugeridas, dentre elas a
28
formação de um filme semi-permeável, que pode ser utilizado como envoltório protetor de
alimentos [32].
A quitosana é um polissacarídeo obtido a partir da hidrólise da quitina, em meio
alcalino, por meio de reação de desacetilação em temperaturas elevadas. A desacetilação
também ocorre na natureza através de enzimas específicas como a quitinase ou pela ação de
microrganismos. Essa ação de desacetilação é incompleta, formando um copolímero
constituído de repetições de unidades de 2-acetamida-2-deoxi-D-glucopiranose e 2-amino-2-
deoxi-D-glucopiranose associadas a ligações glicosídicas β-(1Î4). A quitosana assemelha-se
quimicamente com o biopolímero original quitina tendo no carbono 2 uma amina primária (-
NH
2
). O produto totalmente desacetilado é raramente obtido, pois pode sofrer
despolimerização de sua cadeia, devido ao tempo de reação necessária para completa
desacetilação [5].
Atualmente, a presença de grupos amino desacetilado permite maior reatividade da
quitosana em relação à quitina. Por isso, a quitosana desperta muito interesse para aplicações
médicas e farmacêuticas. Sua propriedade intrínseca, a biocompatibilidade com células
humanas, permite seu uso em várias aplicações médicas [33]. Além disso, a quitosana é
metabolizada por certas enzimas humanas, especialmente a lisozima, o que lhe confere a
característica de ser considerada biodegradável [26,34].
Muitas são as possíveis aplicações da quitosana, devido à sua versatilidade. A lista de
aplicações da quitosana é ainda mais extensa quando são incluídos os vários derivativos de
quitosana obtidos por meio de reações químicas através das quais são inseridos diferentes
grupos funcionais às suas moléculas, conferindo diferentes propriedades e aplicações [35,27].
A quitosana pode ser usada na oftalmologia como película ocular protetora na
recuperação de tecido submetido a cirurgias intraoculares ou em casos de comprometimento
crônico da córnea pois não necessita de remoção, pois é biodegradável [36]. Para pacientes
com insuficiência renal a aplicação da membrana de quitosana ajuda na filtração renal [37].
Por suas propriedades fungicidas, bactericidas e ativador de sistema imunológico e
cicatrizante, a quitosana é usada como pele artificial, para regeneração de tecido epitelial,
reparando e normalizando o tecido lesado [38].
A enzima responsável pela degradação da quitosana, a lisozima, está presente em
tecidos, órgãos e fluidos corporais de mamíferos, inclusive no fluido lacrimal com teores
29
acima de 1%. Algumas propriedades biológicas tais como, atividades antimicrobianas e
cicatrizantes, têm sido atribuídas aos fragmentos (oligossacarídeos) resultantes da degradação
enzimática da quitosana [26]. Os produtos da degradação enzimática da quitosana são
oligômeros de N-acetil-D-glicosamina, que, além de apresentarem propriedades cicatrizantes,
antimicrobianas, são totalmente absorvíveis pelo organismo [39].
Na indústria farmacêutica é utilizada na liberação de fármacos e seu sucesso maior
está na absorção de gordura, pois quando ingerida, antes da refeição, é solubilizada. A
quitosana (carga positiva) ao entrar em contato com o ácido estomacal é transformada em gel,
e atrai moléculas de gorduras (cargas negativas), formando um grupo que é arrastado até o
intestino e se solidifica, e assim é excretado junto com as fezes. Assim, a gordura não é
absorvida pelo organismo, ajudando também no controle do colesterol [8].
Na indústria alimentícia, a quitosana oferece em amplo espectro de possíveis
aplicações, como seja: formação de filmes biodegradáveis, recuperação de resíduos,
purificação de água, clarificação de sucos, emulsificante de aromas, agente antioxidante,
emulsificante e estabilizante, destacando-se sua eficácia quanto à preservação da qualidade
microbiológica do alimento [40].
Segundo Assis e Silva [32], a quitosana possui características físico-químicas que
resultam em propriedades como fácil formação de gel, e com propriedades de barreiras
mecânicas. Santos et al. [41] relataram em seus estudos que esse polímero tem características
de solubilidade muito diferenciadas, dependendo do pH do meio em que se encontra, sendo
possível formar filmes comestíveis com a simples adição de determinados solventes.
2.3 Filmes e coberturas
Emulsões derivadas de óleos minerais têm sido empregadas desde o século XIII, na
China, na conservação de frutas cítricas e em outros produtos para o transporte a longa
distância por via marítima. Na década de 50, a cera de carnaúba foi introduzida para esse fim,
mas, devido à aparência fosca resultante de sua aplicação, foram misturados com polietileno e
parafina. Nos anos 60, ceras e vernizes processados a partir de goma solúvel em água se
tornaram populares no revestimento de cítricos e frutas em geral [42].
As coberturas denominadas “comestíveis” são mais recentes e criadas nas décadas
finais do século passado, quando seu interesse aumentou devido à expansão da oferta de
produtos processados e pelo impacto ambiental provocado pela degradação muito lenta das
30
embalagens convencionais de alimento. Seu principal papel é atuar como uma barreira à perda
de umidade, controlar a respiração do fruto e evitar contaminações microbiológicas e
químicas [31]. Os autores comentam ainda, que os revestimentos comestíveis sobre os
alimentos devem apresentar certas peculiaridades como serem invisíveis, terem aderência
suficiente para não serem facilmente removidos no manuseio e não introduzirem alterações no
gosto.
Filmes finos de quitosana têm sido, há algum tempo, objeto de avaliações práticas. A
ausência ou não de poros e suas dimensões tornam-se fundamentais para definição de suas
aplicações. Macro e microporos apresentam uma relação “tamanho-exclusão” apropriados ao
emprego em montagem de membranas filtrantes sob baixa pressão, adequadas a sistemas de
purificação de água ou separação de resíduo [43-44]. Os biofilmes possuem estruturas
nanoporosas que podem ser aplicados em sistemas de controle de troca de gases, para
liberação de drogas ou compostos moleculares e como cobertura comestível sobre alimentos
processados e embalagens genéricas [45].
Rathke e Hudson [46] citam que as preparações dos biofilmes de quitosana, na grande
maioria, são feitas de maneira rudimentar. O polímero é dissolvido em meio ácido e vertido
sobre uma superfície plana e, após a evaporação do solvente, o filme é removido por
destacamento. Porém, a maioria dos filmes processados dessa forma é irregular quanto a sua
espessura e heterogeneidade. Mas, Paterno et al. [47] estudaram uma alternativa viável para
obtenção de filmes poliméricos com um maior controle estrutural pela técnica de
automontagem (self-assembly), que tem como base à adsorção resultante de interações
eletrostática. A simples imersão de um substrato sólido carregado em uma solução rica de um
material carregado contrariamente a este, produzirá a adsorção inicial de uma monocamada
sobre a superfície, caracterizando o processo de automontagem. Considerando que a quitosana
em meio ácido apresenta cargas positivas devido à protonação dos grupos amino (NH
3
), um
substrato com alta densidade de sítios negativos imerso nessa solução se comportará como um
suporte adequado à atração, e subseqüente formação de um filme homogêneo.
Contudo, as quitosanas disponíveis, principalmente no Brasil, são de procedências
diversas e apresentam diferentes graus de pureza e densidade molar. Por outro lado, não há
industrialmente um procedimento comum de desacetilação entre as indústrias, o que torna os
produtos comercializados diferentes entre si. Esse fato tem dificultado o estabelecimento de
um processamento padrão de géis e a obtenção de filmes e revestimentos com características
reprodutíveis [45].
31
A utilização do biofilme de quitosana pode ampliar a vida de prateleira das frutas,
promovendo uma atmosfera modificada. Esse tratamento modifica o ar circulante e interno
das frutas, reduzindo os níveis de O
2
e aumentando os níveis de CO
2,
conseqüentemente,
reduzem o metabolismo do vegetal, retardando a senescência [48-50].
Quando se pensa no desempenho para estocagem de frutos, o ponto relevante é o pico
climatérico retardado. Esta condição pode ser atingida pela redução da tensão de oxigênio na
atmosfera de armazenagem. Quando a concentração de oxigênio é reduzida para valores
abaixo da concentração normal do ar, a taxa de evolução de CO
2
é marcadamente afetada,
com o pico climatérico retardado e diminuído em sua magnitude. Além disso, o teor de
oxigênio reduzido tende a retardar a síntese endógena do etileno [51].
Qiuping e Wenshui [52] pesquisando novas técnicas de preservação e manutenção da
qualidade de cerejas da Índia (Ziziphus mauritina, cv. Cuim) à temperatura ambiente,
constataram que o uso de biofilme combinando quitosana e 1-metilciclopropeno foi eficaz
para incrementar a vida útil desse fruto em oito dias, diminuiu sua taxa respiratória e de
produção de etileno e poligalacturonase, e observou também redução da perda de peso, maior
conservação da coloração verde e níveis mais altos de ácido ascórbico e sólidos solúveis
totais.
Segundo Medina [53], a perda de água de produtos armazenados não só resulta numa
perda de peso, mas também na perda de qualidade principalmente por causa da textura mais
pobre. Alguma perda de água pode ser tolerada, mas aquelas responsáveis pelo murchamento
ou enrugamento devem ser evitadas.
Chien et al. [54] reportaram a eficiência do biofilme de quitosana para retardar o
escurecimento, a deterioração e a perda de água em pitayas vermelhas (Hylocereus undatus)
fatiados, pois manteve o conteúdo de sólidos solúveis totais, acidez titulável e ácido
ascórbico, e ainda, que este revestimento não influenciou em sua qualidade sensorial, e assim
sugeriu o uso de coberturas de quitosana para preservar frutas minimamente processadas de
forma geral.
A técnica da atmosfera modificada consiste no envolvimento das frutas em filmes
flexíveis. Essa técnica tem um problema na sua aplicação decorrente à alta umidade que se
forma dentro do envoltório fechado o que favorece o crescimento de fungos. Contudo, isto
pode ser evitado com o uso do biofilme da quitosana devido a sua ação fungicida [31].
32
3. CONCLUSÃO
O aumento das pesquisas nessa área tem recebido fundamental importância no mundo,
sendo uma alternativa viável e lucrativa para a indústria beneficiadora de camarão.
Pesquisadores estão bioconvertendo esses resíduos (cascas) em produto úteis nas áreas
médicas e indústrias de alimentos. A quitosana, através de suas propriedades bactericidas
naturais, filtradoras de efluentes, ativadora do sistema imunológico e biofilme para alimentos,
está sendo o polímero mais pesquisado nos últimos anos.
Em virtude da viabilidade econômica das indústrias beneficiadoras de crustáceos que
produzem resíduos (casca), que é matéria prima de baixo custo para produção de quitina e
quitosana, e das mudanças nos padrões nutricionais e os benefícios creditados a uma
alimentação saudável, uma grande força impulsionadora dos filmes comestíveis de quitosana
tem refletido, em âmbito mundial, na atenção para novas pesquisas de materiais e agentes
com propriedades preservativas e bactericidas naturais que possam ser convenientemente
empregados como material para revestimento de alimentos.
4. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a CAPES e ao CNPq pelo apoio dado para realização dessa
pesquisa.
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37
_________MATERIAL E MÉTODOS
38
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1
Material
3.1.1 Cascas de camarão da espécie Litopenaeus vannamei foram cedidas pela Empresa
Netuno S/A, localizada em Recife/Pernambuco, e levadas ao Laboratório de Experimentação
e Análises de Alimentos – LEAAL/UFPE. Foram secas em estufa a 70ºC por 18 horas, e em
seguida moídas em moinho elétrico.
3.1.2 Morangos da cultivar “Oso Grande”, oriundos do Paraná, adquiridos na CEASA/PE
foram selecionados por tamanho e cor desejados para o consumo, em seguida higienizados em
solução desinfetante de hipoclorito de sódio a 50 ppm por 15 minutos, e deixados secar
naturalmente.
3.2 Metodologia
3.2.1 Obtenção de quitina e quitosana a partir de carapaças de camarão
Inicialmente, testamos três metodologias publicadas para obtenção de quitina e
quitosana e escolhemos a de melhor rendimento. O procedimento para obtenção de quitina e
quitosana foi feito de acordo com Assenhaimer e Rúbio (2003), com modificações de tempo e
temperatura de obtenção e desacetilação. A quitina foi extraída do resíduo de camarão que
foram inicialmente secos em estufa a 70ºC por 18 horas. Após secagem e moagem do resíduo
(220 g) foi realizada a extração da quitina utilizando 2.000 mL de solução HCl a 5%, e
deixado sob agitação eventual durante uma hora à temperatura ambiente, para
desmineralização. O material resultante desse processo foi filtrado e lavado diversas vezes
com água para eliminação dos sais de cálcio. A extração de proteínas foi feita através de
tratamento com 500 mL de solução NaOH 50%, sob agitação constante, a 55°C, durante duas
horas. Após este período, o material quitinoso foi lavado em peneira até pH neutro, e seco em
estufa a 45ºC por 18 horas e estocado em sacos plásticos, sob temperatura de refrigeração.
O material quitinoso foi colocado em contato com aproximadamente 250 mL de
solução NaOH 50% a uma temperatura de 85º C por seis horas, sob agitação eventual, para
39
desacetilação em quitosana. Após esse período, a amostra foi lavada exaustivamente até pH
neutro e colocada para secar em estufa a 45º C por 18 horas.
3.2.2 Caracterização da quitosana
Para caracterizar a quitosana foram realizadas análises de: cristalidade (difração de
raios-x); resistência térmica (termogravimetria - TGA e calorimetria exploratória diferencial -
DSC); estrutura do polímero (espectroscopia em infravermelho - IV) e ressonância magnética
nuclear
1
H – RMN
1
H) e massa molar (viscosidade).
3.2.2.1 Difração de raios-x
As amostras de quitosana foram analisadas através da medida de difração de raio-x, de
acordo com Signini e Campana Filho (1998). Utilizou-se difratômetro Rigaku com tubo de
cobre (λ = 1,54Å), empregando voltagem de 40kV e corrente de 40mA, no intervalo de
5º<20<60º, com varredura em etapas de 0,02º e velocidade de varredura de 1ºC/min.
3.2.2.2 Análise Termogravimétrica e Calorimetria Exploratória Diferencial
As medidas foram realizadas de acordo com metodologia descrita por Antonino
(2007) no laboratório de materiais vítreos e nanodispositivos fotônicos do Departamento de
Química da UFPB, em um termoanalisador da Shimadzu, modelo 50WS e um DSC da
Shimadzu, modelo DSC-50WS. As curvas foram obtidas, para a quitosana com uma massa
4,0 mg, dentro da faixa de 22 a 600º C para TGA e de 22 a 315ºC, para DSC, com uma taxa
de aquecimento de 10ºC.min
-1
, sob fluxo de nitrogênio de 50 mL.min
-1
.
3.2.2.3 Espectroscopia em Infravermelho
O grau de desacetilação da quitosana foi determinado por espectroscopia de raio
infravermelho, segundo metodologia descrita por Santos et al. (2003). Alíquotas de 2,0 mg de
quitosana foram submetidas a secagem em estufa a vácuo por 15 horas a 60 °C. Após este
período, 100 mg de KBr foram adicionados e a mistura homogeneizada em almofariz de
40
41
ágata. As pastilhas foram preparadas e mantidas em estufa a vácuo, à 110 °C por 24 horas. Os
espectros de infravermelho foram obtidos em um espectrofotômetro transformada de Fourier
(FTIR), BRUKER Mod. IFS66. Esta técnica é utilizada para a determinação do grau de
desacetilação, a vantagem desse método é que não depende da solubilidade da amostra.
3.2.2.4 Ressonância Magnética Nuclear
Os espectros de RMN
1
H foram obtidos em um espectrômetro Varian Unity Plus em
300MHz. Todos os espectros foram obtidos a partir de um procedimento descrito por Signini
e Campana-Filho (1998). Aproximadamente 10 mg de amostra de quitosana foi solubilizada
em 1mL de solução de HCl/D
2
O 1% (v/v), com agitação durante 24 horas formando uma
solução viscosa. Uma alíquota dessa solução foi colocada em tubos de 5 mm de diâmetro para
a análise a 70 °C. Como referência externa foi usado ácido 3-(trimetilsilil)-1-propano
sulfonico-d4 (TSPA da Aldrich).
3.2.2.5 Viscosidade
O massa molar foi determinado por viscosidade, segundo a metodologia proposta por
Santos et al. (2003). A medida de viscosidade foi realizada utilizando um capilar de vidro tipo
Cannon-Fenske (d
interno
= 1,26 mm) termostatizado a (25± 0,01)ºC, em um viscosímetro AVS-
350 da Schott-Geräte. Para a determinação da viscosidade intrínseca, [η], foram preparadas
soluções de quitosana (utilizando tampão de ácido acético como solvente) com concentrações
variando de 0,5 a 2,5 mg.L
-1
.
Os tempos de escoamento foram determinados em segundos. As
amostras foram feitas em cinco replicatas e a média das medidas foi calculada.
A razão do tempo de escoamento da solução do polímero pelo tempo de escoamento
da solução do solvente é chamada de viscosidade relativa. A viscosidade específica é o
aumento fracionário em viscosidade e foi calculada aplicando a média dos tempos de
escoamento na expressão descrita abaixo (equação 1).
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
=
t
tt
esp
0
η
equação 1
Onde:
η
esp
= viscosidade específica da amostra
t = tempo de escoamento da solução no viscosímetro
t
0
= tempo de escoamento do solvente puro no viscosímetro
Viscosidade reduzida é a viscosidade específica dividida pela concentração e tem
como dimensão o inverso da concentração.
C
esp
red
η
η
=
equação 2
Onde: η
red
= viscosidade reduzida da amostra; C = concentração em gramas de polímero em
100 mL de solução.
A viscosidade intrínseca foi encontrada pela extrapolação do gráfico de viscosidade
reduzida versus concentração à diluição infinita, com base na equação 3 de Huggins (1942) e
a massa molar viscosimétrica foi calculada através da equação 4 de Mark-Houving proposta
por Rinaudo et al
(2001), mostradas abaixo:
η
red
= [η] + K
H
[η]
2
C equação 3
equação 4
[]
a
MK
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
_
υ
η
3.3 Preparo da cobertura comestível
A cobertura comestível de quitosana foi preparada por homogeneização de 10 mg de
quitosana por mL de ácido acético a 1%. Essa solução foi colocada sob agitação por 24 horas
e depois deixada em repouso por mais 24 horas, obtendo-se o gel de quitosana.
42
3.4 Análises físicas e químicas dos morangos
Os frutos foram triturados, obtendo-se o extrato, e as amotras analisadas quanto ao pH,
acidez total titulável, teor de sólidos solúveis e umidade durante o período de 3, 6, 9, 12 e 15
dias de armazenamento, sob refrigeração de 8ºC. As análises foram realizadas de acordo com
normas preconizadas pelo Instituto Adolf Lutz (2005).
3.4.1 Perda de massa
Trinta morangos foram colocados em bandejas separadas em proporções iguais
(controle e com quitosana) para acompanhamento da diferença de peso do inicio do
experimento até o final. Essa análise foi obtida por meio da diferença entre as pesagens dos
frutos em cada intervalo de tempo e o tempo zero, sendo o resultado expresso em
porcentagem.
3.4.2 pH
Determinado por pHmetro digital da marca MICRONAL B474.
3.4.3 Acidez total titulável (ATT)
Determinada por titulometria com NaOH 0,1 N em titulador automático LABE-
MATE. Os resultados foram expressos em mg de ácido cítrico por 100 g
–1
.
3.4.4 Sólidos solúveis (SS)
Determinados por meio da leitura em refratômetro de bancada modelo MODEII
ausJENA, com os resultados expressos em °Brix.
3.4.5 Umidade
O teor de umidade foi determinado desidratando os frutos em estufa a vácuo à 70ºC
até a obtenção de massa constante.
43
3.5 Analise sensorial
Para a realização das análises sensoriais, trinta provadores não treinados foram
selecionados de forma aleatória entre alunos e professores do Departamento de Nutrição da
UFPE. Pela ordem foram realizados os seguintes testes sensoriais: teste de comparação
pareada (monocaudal); teste afetivo de preferência pareada e teste de aceitabilidade utilizando
uma escala hedônica com 3 categorias: 1 - Desgostei extremamente; 3 - não gostei/ nem
desgostei e 5 - gostei extremamente, para os atributos Aparência, Odor, Cor, Textura e Sabor.
3.6 Análise Estatística
O delineamento estatístico das análises físico-químicas dos frutos foi inteiramente
casualizado, com 2 tratamentos (com e sem quitosana) em 5 tempos de avaliação, com 3
repetições. Os dados foram submetidos ANOVA e ao Teste de Tuker e as médias comparadas
pelo teste T-student 5% de probabilidade.
Os dados do teste de aceitabilidade foram avaliados pelo teste T-student ao nível de
5% de significância. Para verificar as relações entre os produtos obtidos e os atributos
sensoriais foi realizada a Análise de Componente Principal. Utilizou-se o programa
“STATISTICA FOR WINDOWS” (STATSOFT , 1997).
44
___________________RESULTADOS
45
4 RESULTADOS – ARTIGOS ORIGINAIS
4.1 Primeiro artigo
Artigo Científico enviado para publicação ao periódico Química Nova, intitulado “Síntese e
caracterização da quitosana do Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)”. A revista é classificada
como qualis A nacional.
4.2 Segundo artigo
Artigo científico a ser enviado para publicação em periódico internacional, intitulado
“Conservação de morango por cobertura comestível de quitosana”.
46
4.1 Síntese e caracterização da quitosana do Litopenaeus vannamei
(Boone, 1931)
Anamélia Sales de Assis; Thayza Christina Montenegro Stamford*; Thatiana Montenegro
Stamford Arnaud; Tânia Lúcia Montenegro Stamford.
Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Moraes Rego s/n - Cidade Universitária -
CEP: 50670-901 - Recife – PE, Brasil
Resumo
O camarão Litopenaeus vannamei é a espécie mais cultivada no Brasil, e seus resíduos geram
problemas ambientais. Quitosana representa alternativa rentável, promissora e
ambientalmente satisfatória para o aproveitamento destes resíduos. Assim, esta pesquisa teve
como objetivo extrair e caracterizar quitosana obtida pela extração de quitina dos resíduos e
depois sua desacetilação. A quitosana foi caracterizada por Difração Raio-X, Espectroscopia
em infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear
1
H, Termogravimetria e Calorimetria
Exploratória Diferencial, e viscosidade. A caracterização da quitosana comprovou Grau de
Desacetilação (73-83%), cristalinidade (23%) e estabilidade térmica a 120ºC. Foi concluído
que esse resíduo apresenta potencial de bioconversão, apresentando características físico-
químicas que sugerem sua aplicação nas áreas biotecnologica e industrial.
Palavras-chaves: Litopenaeus vannamei, quitosana, grau de desacetilação.
Abstract
The shrimp Litopenaeus vannamei is the species most cultivated in Brazil, and their waste
produce environmental problems. Chitosan is profitable alternative, environmentally
satisfactory and promising for the use of wastes. Thus, this research aims to extract and
characterize chitosan obtained by extraction of chitin and then waste their desacetilação. The
chitosan was characterized by X-ray Diffraction, Infrared Spectroscopy, Nuclear Magnetic
Resonance
1
H, thermogravimetry and differential scanning calorimetry, and viscosity. The
characterization of chitosan showed the degree of desacetilação (73-83%), crystallinity (23%)
and thermal stability to 120º C. It was concluded that this residue has a potential for
bioconversion, presenting physical and chemical characteristics that suggest its application in
biotechnology and industrial areas.
Keywords: Litopenaeus vannamei, chitosan, degree of desacetilação.
47
INTRODUÇÃO
O agronegócio e a agroindústria estão despontando no Brasil como atividades de
grande potencialidade econômica e social. A criação de camarão ou carcinicultura é um
exemplo dessas atividades e que atualmente é considerada como um próspero negócio no
Brasil, principalmente na região Nordeste do país, a qual detém 95,2% da produção nacional
de camarão.
.1
Após a introdução da espécie de camarão Litopenaeus vannamei no Brasil, a
indústria pesqueira tornou-se um dos setores mais organizados da aqüicultura brasileira, quase
que exclusivamente responsável pelo giro da balança comercial da pesca brasileira nos
últimos cinco anos.
2,3
O camarão é um alimento rico em proteína, cálcio, vitaminas e vários componentes
extraíveis e tem sido usado como um dos mais populares e importantes ingredientes para
preparações alimentares, em vários países.
4
A captura e o processamento do camarão têm
gerado uma grande quantidade de cascas, que não servem para a fabricação de ração animal,
devido ao elevado conteúdo em fibras. Esses resíduos gerados pela manufatura das indústrias
são enterrados ou jogados clandestinamente em rios ou no mar, ocasionando graves
problemas de poluição.
5,6
A produção anual de resíduos das indústrias de crustáceos é de
aproximadamente 39 mil toneladas. Esses são biodegradáveis, por isso não provocam
acúmulo excessivo na natureza, apesar de causarem grande problema de ordem social por
serem desagradáveis no cheiro e atraírem insetos, podendo acarretar danos a saúde humana.
7,2
Uma possível alternativa de grande agregação de valor para este material é a sua utilização
para extração de quitina e quitosana.
8
A quitina é uma matéria prima de farta disponibilidade através do aproveitamento de
resíduos da carcinicultura. Sua bioconversão deve ser vista como uma atividade de reciclagem
extremamente benéfica, haja vista que minimiza o impacto de toneladas de carapaças de
camarão, que sem utilidade são fatalmente descartadas no ambiente, causando sério impacto
ecológico.
9
A quitosana é obtida a partir da reação de desacetilação da quitina em solução
alcalina.
10
Durante essa reação, os grupamentos acetoamido (-NHCOCH
3
) da quitina são
transformados, em graus variados, em grupos amino (-NH
2
), dando origem a quitosana.
11
Quitosana possui baixa solubilidade em água e comporta-se como um polieletrólito catiônico
na presença de soluções ácidas diluídas.
8
O grau de desacetilação (número percentual de
48
glucosaminas na molécula do polímero) é um importante parâmetro da estrutura molecular da
quitosana e determina seu potencial de solubilidade e reatividade.
12
Quitina e quitosana são polímeros atóxicos, biodegradáveis, biocompatíveis e
produzidos por fontes naturais renováveis, cujas propriedades vêm sendo exploradas em
aplicações industriais e tecnológicas há quase setenta anos.
13-15
As principais propriedades
deste polissacarídeo são: bioatividade, biodegradabilidade, biocompatibilidade, reatividade do
grupo amino desacetilado, permeabilidade seletiva, ação polieletrolítica, habilidade em formar
gel e filme, habilidade de quelação e capacidade adsortiva.
16,17,11
Neste sentido, frente ao reconhecido potencial de diversas propriedades da quitosana e
considerando a obtenção deste polímero a partir de resíduos do camarão como uma alternativa
rentável, promissora e ambientalmente satisfatória, esta pesquisa teve como objetivo extrair e
caracterizar a quitosana obtida da carapaça de camarão Litopenaeus vannamei.
49
PARTE EXPERIMENTAL
Obtenção de quitina e quitosana a partir de carapaças de camarão
O procedimento para obtenção de quitina e quitosana foi feito de acordo com
Assenhaimer
18
, com modificações. A quitina foi extraída do resíduo de camarão que secos em
estufa a 70ºC por 18 horas. E, em seguida, foi realizada a extração da quitina utilizando
solução HCl a 5%, e deixado sob agitação durante uma hora à temperatura ambiente, para
desmineralização. O material resultante desse processo foi filtrado e lavado diversas vezes
com água para eliminação dos sais de cálcio. A extração de proteínas foi feita através de
tratamento com NaOH 50%, sob agitação constante, a 55°C, durante duas horas. Após este
período, o material quitinoso foi lavado em peneira até pH neutro, e seco em estufa a 45ºC por
18 horas e estocado em sacos plásticos, sob temperatura de refrigeração.
O material quitinoso foi colocado em contato com NaOH 50% a uma temperatura de
85º C por seis horas, sob agitação eventual, para desacetilação em quitosana. Após esse
período, a amostra foi lavada exaustivamente até pH neutro e colocada para secar em estufa a
45º C por 18 horas.
Caracterização da quitosana
Para caracterizar a quitosana foram realizadas análises de: cristalidade (difração de
raios-x); grau de umidade (termogravimetria e colorimetria exploratória); estrutura do
polímero (espectroscopia em infravermelho e ressonância magnética nuclear
1
H) e massa
molar (viscosidade).
Difração de raios-x
As amostras de quitosana foram analisadas através da medida de difração de raio-x, de
acordo com Signini e Campana Filho.
19
Utilizou-se difratômetro Rigaku com tubo de cobre (λ
= 1,54Å), empregando voltagem de 40kV e corrente de 40mA, no intervalo de 5º<20<60º,
com varredura em etapas de 0,02º e velocidade de varredura de 1ºC/min.
I
CR
% = Ic – Ia/Ic x 100 (Equação 1)
50
Análise termogravimétrica e Calorimetria Exploratória Diferencial
As medidas foram realizadas no laboratório de materiais vítreos e nanodispositivos
fotônicos do Departamento de Química da UFPB, em um termoanalisador da Shimadzu,
modelo 50WS e um DSC da Shimadzu, modelo DSC-50WS. As curvas foram obtidas, para as
quitosanas e seus filmes com uma massa 4,19 mg, dentro da faixa de 22 a 600º C para TGA e
de 22 para 315ºC, para DSC, com uma taxa de aquecimento de 10ºC.min
-1
, sob fluxo de
nitrogênio de 50 mL.min
-1
.
Espectroscopia em Infravermelho
O grau de desacetilação da quitosana foi determinado por espectroscopia de raio
infravermelho, segundo metodologia descrita por Santos et al.
20
Alíquotas de 2,0 mg de
quitosana foram submetidas a secagem em estufa a vácuo por 15 horas a 60 °C. Após este
período, 100 mg de KBr foram adicionados e a mistura homogeneizada em almofariz de
ágata. As pastilhas foram preparadas e mantidas em estufa a vácuo, à 110 °C por 24 horas. Os
espectros de infravermelho foram obtidos em um espectrofotômetro com transformada de
Fourier da Bruker modelo IF66. Esta técnica pode ser utilizada para a determinação do grau
de desacetilação, a vantagem desse método é que não depende da solubilidade da amostra.
Ressonância Magnética Nuclear
Os espectros de RMN
1
H foram obtidos em um espectrômetro Varian Unity Plus em
300MHz. Todos os espectros foram obtidos a partir de um procedimento descrito por Signini
e Campana-Filho.
19
Aproximadamente 10 mg de amostra de quitosana foi solubilizada em
1mL de solução de HCl/D
2
O 1% (v/v), com agitação durante 24 horas formando uma solução
viscosa. Uma alíquota dessa solução foi colocada em tubos de 5 mm de diâmetro para a
análise a 70 °C. Como referência externa foi usado ácido 3-(trimetilsilil)-1-propano sulfônico-
d4 (TSPA da Aldrich).
51
52
Viscosidade
A massa molar foi determinado por viscosidade, segundo a metodologia proposta por
Santos et al.
20
A medida de viscosidade foi realizada utilizando um capilar de vidro tipo
Cannon-Fenske (d
interno
= 1,26 mm) termostatizado a (25± 0,01)ºC, em um viscosímetro AVS-
350 da Schott-Geräte. Para a determinação da viscosidade intrínseca, [η], foram preparadas
soluções de quitosana (utilizando tampão de ácido acético como solvente) com concentrações
variando de 0,5 a 2,5 g.L
-1
.
Os tempos de escoamento foram determinados em segundos. As
amostras foram feitas em cinco replicatas e a média das medidas foi calculada.
A razão do tempo de escoamento da solução do polímero pelo tempo de escoamento
da solução do solvente é chamada de viscosidade relativa. A viscosidade específica é o
aumento fracionário em viscosidade e foi calculada aplicando a média dos tempos de
escoamento na expressão descrita abaixo (equação 1).
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
=
t
tt
esp
0
η
equação 2
Onde: η
esp
= viscosidade específica da amostra; t = tempo de escoamento da solução no
viscosímetro; t
0
= tempo de escoamento do solvente puro no viscosímetro
Viscosidade reduzida (equação 2) é a viscosidade específica dividida pela
concentração e tem como dimensão o inverso da concentração.
C
esp
red
η
η
=
equação 3
Onde: η
red
= viscosidade reduzida da amostra; C = concentração em gramas de polímero em
100 mL de solução.
A viscosidade intrínseca (equação 4) foi encontrada pela extrapolação do gráfico de
viscosidade reduzida versus concentração à diluição infinita, com base na equação de
Huggins
21
mostrada abaixo:
η
red
= [η] + K
H
[η]
2
C equação 4
A massa molar foi calculada através da equação 5 de Mark-Houving, a seguir:
equação 5
[]
a
MK
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
_
υ
η
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Rendimento de quitina e quitosana
No presente estudo observou-se rendimentos médio de quitina e quitosana a partir da
casca de camarão L. vannamei de 21% ± 1,0 e 15,5% ± 0,5, respectivamente. Estes resultados
foram próximos dos obtidos pela literatura
22
que obtiveram 19 a 25 % de quitina em
diferentes partes de resíduos do camarão Macrobrachium rosembergiiI, assim como próximos
aos resultados dos rendimentos de quitina e quitosana em fungos realizados por Andrade et
al.
23
que obtiveram 8,9 a 23% de quitina e 8% de quitosana, em Mucor rouxii e M. javanicus,
respectivamente; e por Franco et al.
24
com Cunnighamella elegans que obtiveram 23 a 40% e
5 a 8% de quitina e quitosana, respectivamente, com a utilização de meios de cultura
alternativos e de baixo custo econômico. Estes resultados não concordam com rendimentos de
quitina e quitosana de siri (9,4% e 5,0%) e camarão (4,8% e 2,4%), respectivamente, obtidos
por Moura et al.
25
Campana Filho et al.
26
ressaltam que a quitina de carapaças de espécies diferentes de
camarões, como é explorada comercialmente, é um produto de composição variável quanto ao
comprimento das cadeias, conteúdo de unidades de glicosamina acetiladas e desacetiladas e
sua distribuição ao longo das cadeias.
O rendimento de quitina também foi semelhante a citação de Kurita et al.
27
, onde as
cascas secas de crustáceos possuem 15-20% de quitina, 25-40% de proteína e 40-55% de
carbonato de cálcio, além de pigmentos e lipídeos em pequena quantidade.
53
Difração de Raio X
Os difratomas analisados localizam os principais picos de intensidade das regiões
cristalinas (Ic) e amorfas (Ia) da quitosana em 2θ=20º e 2θ=9º (Figura 1) e da quitina em
2θ=20º e 2θ=12º. Sendo assim, observamos que os índices de cristalinidade (I
CR
%) calculado
através da equação 4, descrita por Signini e Campana Filho
28
, foi de 23% e 76% para
quitosana e quitina, respectivamente. Estes valores foram melhores do que os resultados com
quitosana não purificada de M. rosembergii apresentados por Batisti e Campana-Filho
22
, que
obtiveram o I
CR
inferior a 68%.
Segundo Antonino
9
a relação entre o grau de desacetilação e o índice de cristalinidade
relativo é inversa, ou seja, quanto maior o índice de cristalinidade menor será o seu grau de
desacetilação, confirmando assim outras análises realizadas neste estudo.
Figura 1 – Difratoma de raio X da amostra de quitosana do L. vannamei
QUITOSANA
IA = 143
IC = 185
20
0
12
0
2θ
54
Análise termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
A análise de termogravimetria ilustrada na figura 2 indica à perda de água e massa,
que ocorreu num primeiro pico à temperatura de 62ºC, com perda de massa de 6,10%. O
segundo pico indica a perda de material orgânico, que ocorreu numa temperatura de 367ºC,
com perda de massa de 52,29%. No terceiro pico, referente ao material carbonizado, que
ocorreu numa temperatura de 503ºC, com perda de massa de 76,27%. Esta técnica foi
realizada para avaliar a estabilidade térmica dessa quitosana e poder indicar tratamentos
térmicos, mantendo a integridade do polímero, numa temepratura utilizando para esterilização
comercial em alimentos, 120ºC.
A curva de DSC obtida, conforme figura 3, apresenta dois picos principais. O primeiro
representa uma curva endotérmica a 90ºC e a segunda curva um pico exotérmico a 290ºC.
23 120 210 300
Temperatura/ºC
Flux
o de or/W cal
g-1
Figura 2 – Curva de Termogravimetria de quitosana do L. vannamei
0
20
40
60
80
100
22 60 120 180 240 300 340 400 460 520 580
Perda de
massa
Perda de Massa (%)
Decomposição
Temperatura (ºC)
Endotérmic
Exotérmic
Figura 3 – Curva de Calorimetria Exploratória Diferencial de quitosana do L. vannamei
55
Espectroscopia na região do infravermelho
A espectroscopia na região do infravermelho permitiu observar e classificar algumas
bandas relativas a vibrações características dos grupos funcionais presentes na estrutura desse
polímero. A banda observada em 1375 cm
-1
corresponde ao grupo CH
3
. A deformação
angular do grupamento NH (amida II) ocorreu na banda 1545 cm
-1
, e a deformação axial da
banda amida (C=O) foi observada na vibração 1620 cm
-1
. As bandas entre 3330-3400 cm
-1
correspondem ao estiramento vibracional dos grupos hidroxilas (OH). Os resultados da
espectroscopia em infravermelho estão ilustrados na figura 4 e são semelhantes aos estudos de
Paulino
29
com quitosana do bicho da seda e Garcia et al.
30
com quitosana modificada e
Franco et al.
24
com quitosana de fungo.
Segundo Signini e Campana Filho
28
, o espectro obtido no infravermelho fornece um
agregado muito rico de bandas de absorção. A análise das bandas características de
determinados grupos funcionais de uma molécula fornece, através de um simples exame do
espectro, um conjunto valioso de informações sobre a estrutura da molécula.
20
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
transmitância
n° de onda cm
-1
quitosana 2T
Figura 4 – Espectro de absorção na região infravermelho (IV) da amostra de quitosana
L.
vannamei
56
Ressonância Magnética Nuclear de
1
H
A determinação do grau de desacetilação por RMN
1
H da quitosana foi realizada
utilizando a área do pico na região 2 ppm (H 2-6) e os picos do grupamento acetil (HAc) nos
picos entre 3 e 4 ppm, e aplicando esses valores na equação (2) descrita por Hirai et al.
31
As
estruturas de desacetilação da quitosana estão representados pela figura 5 e são semelhantes
aos espectros obtidos por Lavertu et al.
32
O valor de %GD obtidos em RMN
1
H foi 73%. Este
valor foi semelhante à quitosana da Fluka (77%) e menor do que a quitosana da Aldrich e
Polymar (90%) apresentados por Santos et al.
20
Figura 5 – Espectro de Ressonância Magnética Nuclear
1
H da quitosana de L. vannamei
57
Viscosidade
A viscosidade polimérica é o resultado da comparação entre o tempo de escoamento
do solvente em um capilar e o tempo de escoamento da solução polimérica a determinada
concentração e temperatura. Embora seja um método não absoluto, a medida de viscosidade
pode ser utilizada para estimar/determinar a massa molar média de polímeros utilizando-se
um viscosímetro e um capilar tipo Cannon-Fenske.
33
A medida de viscosidade foi realizada com soluções de quitosana de concentrações na
faixa de 0,5 a 2,5 mg.mL
-1
e para o cálculo foram utilizadas as viscosidades específica e
reduzida, conforme tabela 1.
Tabela 1 - Valores referentes a viscosidade específica e reduzida das soluções de quitosana na
temperatura de ± 25ºC.
Concentração de quitosana
10
-3
(g.mL
-1
)
Viscosidade específica
(adimensional)
Viscosidade reduzida
(mL.g
-1
)
0,0005 0,68 1360
0,001 0,80 800
0,0015 0,90 600
0,002 0,95 480
0,0025 0,97 390
A reta obtida na figura 6 apresenta um bom coeficiente de correlação (r > 0,85); sendo
possível determinar o valor da constante de Huggins (K
H
) de acordo com a equação 4. Para
calcular a constante de Huggins foram utilizados os valores do ponto mais próximo à
progressão linear (concentração de quitosana igual a 0,0005 g/mL e a η
red
= 1360 mL/g). O
K
H
encontrado foi (K
H
= 0,076) relativamente pequeno indicando que as soluções preparadas
foram de boa qualidade.
58
y = -452000x + 1404
R
2
= 0,8559
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003
Concentração de quitosana (g/mL)
ηred (mL/g)
Figura 6 - Viscosidade reduzida em função da concentração para a determinação da
viscosidade intrínseca.
A massa molar viscosimétrica foi calculada através da equação 5 de Mark-Houving. O
valor da constante K e a dependem do polímero, do solvente e da temperatura. Neste trabalho
foram utilizados os valores propostos por Rinaudo et al.
34
, de 0,076 e 0,76 para K e a,
respectivamente.
O valor da massa molar média da quitosana estudada foi de 4,6 x 10
4
g/mol, e está de
acordo com o encontrado por Santos et al.
20
que obteve quitosana 6,9 x 10
4
g/mol.
O estudo da viscosidade de soluções poliméricas tem grande importância prática pelo
uso de polímeros em diversos produtos industriais, alimentícios ou farmacêuticos, em muitos
casos, justamente como controlador da viscosidade. Além disto, do ponto de vista molecular,
o estudo viscosimétrico de soluções de polímeros permite avaliar informações importantes
sobre massa molar média do polímero, dimensões da cadeia polimérica em solução e, como
conseqüência, da qualidade deste solvente para este polímero.
9
59
CONCLUSÕES
Resíduo de Litopenaeus vannamei apresenta grande potencial de bioconversão para
produção de quitina e quitosana;
A quitosana obtida apresenta um grau de desacetilação médio, baixa massa molar e
uma boa estabilidade térmica, tais características sugerem sua aplicação nas áreas
biotecnologica e industrial.
AGRADECIMENTOS
Ao CNPq e CAPES que apoiaram os trabalhos dos autores concedendo bolsas e
auxílios à pesquisa.
60
REFERÊNCIAS
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2. ROCHA, I. P.; RODRIGUES, J.; AMORIM L.; R. ABCC, 2004, 1, 30.
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dezembro 2008.
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Brasil, 1986.
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futuro
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26. CAMPANA-FILHO, S.P.; BRITTO, D.; CURTI, E.; ABREU, F.R.; CARDOSO,
M.B.; BATTISTI, M.V.;SIM, P.C.; GOY, R.C.; SIGNINI, R.; LAVALL, R.L.; Quím.
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27. KURITA, K.; TOMITA, K.; TADA, T.; ISHII, S.; NISHIMURA, S. I.; SHIMODA,
K.; J. Polym. Scien., 1993, 31, 485.
28. SIGNINI, R.; CAMPANA FILHO, S. P.; Polímeros, 2001, 11, 58.
29. PAULINO, A.T.; SIMIONATO, J.I.; GARCIA, J.C.; NOZAKI, J.; Carbohydr.
Polym.
, 2006, 64, 98.
30. GARCIA, R.B.; SILVA, D. L. P.; COSTA, M.; Quím. Nova, 2008, 31, 486.
31. HIRAI, A.; ODANI, H.; NAKAJIMA, A.; Polym. Bulletin, 1991, 26, 87.
32. LAVERTU, M.; XIA, Z.; SERREQI, A.N.; BERRADA, M.; RODRIGUES, A.;
WANG, D.; BUSCHMANN, M. D; GRUPTA, A.; J. Pharmac. Biomed. Analysis,
2003, 32, 1149.
33. ARNAUD, T.M.S.;
Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Pernambuco,
Brasil, 2008.
34. RINAUDO, M.; DESBRIÈRES, J.; DUNG, P. LÊ.; BINH THUY, P.; DONG, N.T.;
Carbohydr. Polym., 2001, 46, 339.
62
4.2 Conservação de morango por cobertura comestível de
quitosana
RESUMO
O morango é um fruto de clima temperado e têm atração peculiar por sua coloração vermelha
brilhante, odor característico, textura macia e sabor levemente acidificado. O presente
trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade físico química e sensorial de morangos sem e
com cobertura de quitosana. Morangos da cultivar Oso Grande, oriundos do Paraná, foram
comprados na CEASA de PE, selecionados de acordo com a cor (maturação) e higienizados
com hipoclorito a 50 ppm por 15 minutos. Foram imersos em solução filmogênica (10mg de
quitosana por mL de ácido acético a 1%) e colocados para secar naturalmente, em ambiente
refrigerado. O delineamento estatístico das análises físico químicas dos frutos foi inteiramente
casualizado, com 2 tratamentos (controle e com quitosana) em 5 tempos de avaliação, com 3
repetições. Os frutos foram utilizados para análises físico químicas quanto à perda de massa,
pH, acidez titulável, sólidos solúveis e umidade, durante 3, 6, 9, 12 e 15 dias de
armazenamento. Trinta provadores não treinados foram selecionados para os seguintes testes
sensoriais: comparação pareada; afetivo de preferência pareada e de aceitabilidade. Para
verificar as relações entre os produtos obtidos e os atributos sensoriais foi realizada a Analise
de Componente Principal. A cobertura de quitosana foi eficiente, pois controlou a perda de
água em morangos, manteve acidez total titulável e pH constantes e sólidos solúveis mais
baixo. Assim, a quitosana promoveu uma atmosfera modificada, reduziu o metabolismo do
fruto e retardou a senescência. Houve diferença estatística nos atributos sensoriais entre os
frutos sem e com cobertura de quitosana, sendo essa última mais desejável. Portanto, a
cobertura comestível de quitosana pode ser utilizada como uma alternativa rentável e
promissora em sistemas de conservação de alimentos.
Palavras-chave: morango, quitosana, preservação.
63
ABTRACT
The strawberry is a fruit of temperate climate and have special attraction for its bright red
color, odor, texture soft and slightly sour taste. This study aimed to evaluate the physical,
chemical and sensory quality of strawberries with and without coverage of chitosan.
Strawberry cultivar Oso Grande, from the Paraná, were purchased in CEASA of PE, selected
according to color (maturity) and cleaned with hypochlorite at 50 ppm for 15 minutes.
Filmogenic were immersed in solution (10 mg of chitosan per mL of a 1% acetic acid) and
placed to dry naturally in cool environment. The statistical design of the physicochemical
analysis of the fruit was completely randomized, with 2 treatments (control and chitosan) at 5
days of assessment, with 3 replicates. The fruits were used for physicochemical analysis on
weight loss, pH, acidity, soluble solids and moisture, for 3, 6, 9, 12 and 15 days of storage.
Thirty untrained panelists were selected for the following sensory tests: paired comparison,
affective preferably paired and acceptability. To verify the relationships between products and
sensory attributes was performed Principal Components Analysis. The coverage of chitosan
was efficient, because the loss of water control in strawberries, maintained total acidity and
pH and soluble solids in the lower. Thus, the chitosan promoted a modified atmosphere,
reduced the metabolism of the fruit and delayed senescence.There were statistical differences
in sensory attributes among the fruits with and without coverage of chitosan, the latter being
more desirable. Therefore, the coverage of edible chitosan can be used as a viable and
promising alternative to systems for storage of food.
Keywords: strawberry, chitosan, preservation.
64
1. INTRODUÇÃO
O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de frutos, juntamente com a Índia,
Paquistão, México, Egito e Venezuela (SOUZA et al., 2005). De acordo com o Instituto
Brasileiro de Frutas (IBRAF), o Brasil, em 2007, exportou 918 mil toneladas de frutos
frescos. A base agrícola da cadeia produtiva de frutos abrange 2,2 milhões de hectares, gera 4
milhões de empregos diretos e um PIB agrícola de US$ 11 bilhões. Por outro lado, o volume
de exportação ainda é pequeno, principalmente em vista do elevado volume de perdas,
estimado em 10 milhões de toneladas/ano, o que corresponde a 30-40% da produção (IBRAF,
2008).
Os frutos são órgãos que apresentam alto teor de água e nutrientes e, mesmo depois da
colheita até a senescência, mantêm vários processos biológicos em atividade, apresentando
desta forma maior predisposição a distúrbios fisiológicos, danos mecânicos e ocorrência de
podridões (KADER, 2002).
O amadurecimento de frutos é acompanhado por uma série de processos físicos e
bioquímicos que resultam em síntese e degradação de pigmentos, conversão de amido em
açúcar, perda de firmeza, produção de voláteis (CHITARRA; CHITARRA, 2005).
Os principais fatores que influenciam a qualidade são: os fatores genéticos (seleção de
cultivares), os fatores ambientais na pré-colheita (condições climáticas e práticas culturais); a
maturidade na colheita; o método de colheita e o manuseio pós-colheita. A maturação é um
dos fatores que mais influencia na qualidade de frutos e hortaliças (CARMO, 2004).
O morango é uma hortaliça de clima temperado e tem apelo peculiar por sua coloração
vermelha brilhante, odor característico, textura macia e sabor levemente acidificado e esses
são atributos que atraem os consumidores (SILVA, 2004). Dada a sua grande demanda na
culinária nacional e internacional, é desejável o desenvolvimento de tecnologia para
prolongamento da sua conservação, através da cobertura de quitosana. A perda de água resulta
em enrugamento dos tecidos, amaciamento da polpa e perda de massa fresca. Desse modo, a
perda de água é um importante fator econômico na comercialização feita com base na massa
fresca (VILA, 2004).
A atividade respiratória do futo provoca modificações profundas nos constituintes
químicos, principalmente em condições não controladas, levando a rápida senescência do
fruto, interferindo assim, na qualidade do mesmo (WILLS et al., 1981).
65
De acordo com Fachinello et al. (2002) para reduzir a perda de água deve-se elevar a
umidade do ar do ambiente reduzir a temperatura do produto, adequar a ventilação, ou utilizar
embalagem adequada ou mesmo a aplicação de soluções filmogênicas.
O uso de revestimentos e coberturas em frutos tem como objetivo aumentar seu
período de preservação, visando minimizar a perda de umidade e reduzir as taxas de
respiração, além de conferir aparência brilhante e atraente (AZEREDO, 2003). O uso de
películas com esse propósito constitui vantagem econômica, evitando a necessidade de
estocagem em atmosfera controlada que implicaria em custos operacionais e de equipamento.
(MAIA et al., 2000).
As propriedades funcionais dos filmes biodegradáveis são: transporte de gases
(oxigênio e gás carbônico) e de solutos, retenção de compostos aromáticos e incorporação de
aditivos alimentícios, tais como: nutrientes, aromas, pigmentos ou agentes antioxidantes e
antimicrobianos (PALMU et al., 2005).
A quitosana como cobertura para frutos é utilizada pela sua capacidade de atuar
como: barreira à perda de umidade, controlar a respiração do fruto, apresentar alto potencial
antimicrobiano, além de prevenir o escurecimento enzimático (BORDERÍAS et al., 2005;
CHIEN et al., 2007).
À demanda dos consumidores por alimentos de alta qualidade associado às
preocupações ambientais, em relação ao acúmulo de embalagens não biodegradáveis, tem
criado oportunidade de alternativas de mercado para produção de coberturas de frutas
utilizadas como fontes renováveis. Assim, o presente estudo teve como objetivo utilizar
cobertura de quitosana para preservação de morangos e verificar as características físico
químicas e sensorial dos morangos.
66
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Material
Morangos da cultivar Oso Grande oriundas do Paraná adquiridos na CEASA/PE foram
selecionados por tamanho e cor desejados para o consumo. Em seguida, higienizados em
solução desinfetante de hipoclorito de sódio a 50 ppm por 15 minutos, e deixados para secar
naturalmente.
2.2 Métodos
Aplicação da cobertura de quitosana no morango
Pesou-se 1 g de quitosana e homogeneizou-se com 100 mL de ácido acético a 1%.
Essa solução foi colocada sob agitação por 24 horas e depois deixada em repouso por mais 24
horas, formando assim uma cobertura de concentração 10 mg/mL. Essa foi mantida sob
refrigeração para aplicação posterior no fruto.
Os morangos foram imersos na cobertura por três minutos (figura 1). Após o tempo de
contato, o fruto foi colocado em bandejas vazadas para secagem natural, em ambiente
refrigerado. Após secagem, formou-se uma película aderente ao fruto e este foi pesado e
armazenado sob refrigeração (± 8ºC).
67
Figura 1 – Imersão de morangos em cobertura de quitosana
Tratamentos utilizados
Foi testado o comportamento dos frutos, sob temperatura de refrigeração, com
quitosana e sem quitosana (controle). Para isso, foram usados frutos em triplicatas,
distribuídos em pratos descartáveis. Foram retirados aleatoriamente no início do experimento
e após 3, 6, 9, 12 e 15 dias de armazenamento para avaliação das condições de preservação do
fruto. No total foram utilizados cento e vinte frutos.
Análises físicas e químicas
Para as análises de pH, acidez titulável, teor de sólidos solúveis e umidade foi obtido
um extrato por meio de trituração dos morangos. As análises físico-químicas foram realizadas
de acordo com normas preconizadas pelo Instituto Adolf Lutz (2005).
68
Perda de massa
Trinta morangos foram colocados em bandejas separadas em proporções iguais
(controle e com quitosana) para acompanhamento da diferença de peso do inicio do
experimento até o final (figura 2). Essa análise foi obtida por meio da diferença entre as
pesagens dos frutos em cada intervalo de tempo e o tempo zero, sendo o resultado expresso
em porcentagem.
(a
(b)
Figura 2 – Morangos controle (a) e com quitosana (b)
pH
Determinado por pHmetro digital da marca MICRONAL B474.
Acidez total titulável (ATT)
Determinada por titulometria com NaOH 0,1 N em titulador automático LABE-
MATE. Os resultados foram expressos em mg de ácido cítrico por 100 g
–1
.
Sólidos solúveis (SS)
Determinados por meio da leitura em refratômetro de bancada modelo MODEII
ausJENA, com os resultados expressos em °Brix.
69
Umidade
O teor de umidade foi determinado desidratando os frutos em estufa a vácuo à 70ºC
até a obtenção de massa constante.
Analise sensorial
As análises foram realizadas em laboratório de análise sensorial do Departamento de Nutrição. Foi
solicitado ao comitê de ética uma permissão para realização dessa análise e aprovado, sob registro
no SISNEP de nº 212859 (ANEXO A). Os testes foram realizados com trinta estudantes
universitários e funcionários públicos de ambos os sexos e com idades entre 17 e 50 anos,
instruídos para a participação. As amostras foram servidas aleatoriamente aos julgadores em pratos
de plásticos, e codificadas com 3 dígitos, obtidos de uma tabela de números aleatórios. Foi
fornecida água mineral para limpeza do palato entre a avaliação das amostras. Os testes foram
realizados entre 9 e 11 h.
Pela ordem foram realizados os seguintes testes sensoriais: teste de
comparação pareada (monocaudal); teste afetivo de preferência pareada e teste de
aceitabilidade utilizando uma escala hedônica com 3 categorias: 1 - Desgostei extremamente;
3 - não gostei/ nem desgostei e 5 - gostei extremamente, para os atributos Aparência, Odor,
Cor, Textura e Sabor.
Analise Estatística
O delineamento estatístico das análises físico-químicas dos frutos foi inteiramente
casualizado, com 2 tratamentos (controle e com quitosana) em 5 tempos de avaliação, com 3
repetições. Os dados foram submetidos à análise da ANOVA e submetidas ao Teste de Tukey
e as médias comparadas pelo teste T-student 5% de probabilidade.
70
Os dados do teste de aceitabilidade foram avaliados pelo teste “t” de student ao nível
de 5% de significância. Para verificar as relações entre os produtos obtidos e os atributos
sensoriais foi realizada a Analise de Componente Principal. Utilizou-se o programa
“STATISTICA FOR WINDOWS” ( STATSOFT , 1997).
71
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Análises físico químicas
Sólidos solúveis (ºBrix)
Os teores de sólidos solúveis variaram ao longo do armazenamento entre 5,27 a 9,46º
Brix (Tabela 1). Foram observadas diferenças significativas durante o tempo de conservação
nos tratamentos controle e com quitosana, exceto no 3º dia de armazenamento.
Os valores encontrados no presente trabalho estão próximos aos encontrados por
Malgarim et al., (2006) que obtiveram 6,4 a 7,48º Brix e Scalon et al., (1996) que
encontraram valores entre 7,66 a 9,57º Brix.
Segundo Chitarra e Chitarra (2005), os valores de sólidos solúveis aumentam durante
o armazenamento devido à maturação dos frutos pela biossíntese de polissacarídeos. Podemos
observar que os frutos com quitosana obtiveram valores menores durante todo período
estudado, agindo assim no retardo do amadurecimento do fruto.
Tabela 1 – Variação do teor de sólidos solúveis em morangos controle e com quitosana.
Sólidos Solúveis (ºBrix)
Tratamento Início 3 dias 6 dias 9 dias 12 dias 15 dias
Controle 5,86
bc;A
±0,18 5,69
bc;A
±0,23 6,42
bcd;A
±0,31 7,70
b;A
±0,24 7,82
b;A
±0,25 9,46
a;A
±0,26
Com Quitosana 5,27
bcd;B
±0,37 5,77
bc;A
±0,31 6,02
bc;B
±0,20 6,53
b;B
±0,28 6,61
b;B
±0,16 7,47
a;B
±0,17
Letras minúsculas diferentes na mesma linha, indicam diferenças estatísticas ao nível de 5% de probabilidade no teste de
Tukey (n=9); Letras maiúsculas diferentes na mesma coluna, indicam diferenças estatísticas ao nível de 5% de probabilidade
no teste t de student. (n=9)
72
pH e Acidez Total Titulável (ATT)
Houve efeito significativo da interação entre os tratamentos e o tempo de
armazenamento para variável pH e acidez total titulável. Os valores de pH variaram de 3,21 a
3,72 (Tabela 2). Nos frutos controle houve um aumento acentuado do pH no 12º que pode ser
explicado pela concentração de ácidos (ATT), observado na tabela 2, devido à respiração do
fruto. Essa variação demonstra a aceleração do metabolismo do fruto controle e uma
estabilidade nos frutos com quitosana a partir do 6º dia de armazenamento.
A acidez total titulável dos frutos mantidos com quitosana manteve-se constante até o
15º dia de armazenamento. Esses resultados estão de acordo com Moraes et al., (2008) que
obtiveram valores mais alto de ATT em morangos mantidos sob atmosfera ambiente do que
atmosfera controlada.
Nos estudos de Zaicovski et al., (2006) e Malgarim et al., (2004) houve diferença
significativa dos resultados de ATT entre morangos tratados com e sem resveratrol. Nos
morangos sem tratamento verificou-se uma maior acidez titulável como nesse presente
estudo.
73
Tabela 2 – Variação do pH e da acidez total titulável em morangos controle e com quitosana
pH
Tratamento Inicio 3 dias 6 dias 9 dias 12 dias 15 dias
Controle 3,64
a;A
±0,02 3,26
b;A
±0,12 3,21
bc;A
±0,10 3,26
b;A
±0,12 3,70
a;A
±0,14 3,41
b;A
±0,11
Com Quitosana 3,72
a;B
±0,03 3,22
b;A
±0,08 3,41
bc;B
±0,14 3,43
bc;A
±0,21 3,47
bc;B
±0,07 3,56
abc;B
±0,05
Acidez Total Titulável (mg ácido cítrico 100g
-1
Tratamento Inicio 3 dias 6 dias 9 dias 12 dias 15 dias
Controle 0,62
bcd;A
±0,07 0,85
bc;A
±0,05 0,96
b;A
± 0,16
1,06
b;A
±0,07 1,23
a;A
±0,06 0,87
bc;A
±0,07
Com Quitosana 1,58
b;B
±2,01 0,62
b;B
±0,07 0,73
ab;B
± 0,05 0,76
ab;B
±0,10 0,73
ab;B
±0,10 0,84
a;A
±0,08
Letras minúsculas diferentes na mesma linha, indicam diferenças estatísticas ao nível de 5% de probabilidade no teste de
Turkey. (n=9); Letras maiúsculas diferentes na mesma coluna, indicam diferenças estatísticas ao nível de 5% de probabilidade
no teste T-student. (n=9)
Umidade e Perda de Massa
Os frutos mantidos com cobertura de quitosana apresentaram teores maiores de
umidade do que os frutos controle, exceto no 3º dia de armazenamento (Figura 3).
Aliado a isso, houve diferença significantemente entre os tratamentos para a variável
perda de massa, e os frutos controle tiveram maior perda do que os frutos com cobertura de
quitosana (Figura 4). Calegaro et al., (2002) mencionaram que o morango, por não possuir
uma camada protetora, que dificulte a perda de água, sofre naturalmente desidratação. Isso
explica a atuação da cobertura de quitosana agindo contra esse efeito natural.
Segundo Vila (2004), a intensidade da perda de matéria fresca pelo processo
transpiratório pode ter importância substancial durante o armazenamento e comercialização
dos frutos, pois em alguns casos, as elevadas perdas de massa resultam no murchamento e
perda de qualidade dos frutos. Desse modo, a perda de massa é um importante fator
econômico na comercialização de frutos.
74
Umidade (%)
86,71±1,24Bd
87,67±1,08 Bbd
88,56±1,61 B
b
89,66±0,97 Bc
91,67±0,99 Aa
91,53±0,22 Ba
89,24±0,53 Ad
89,92±0,50 Acd
90,06±0,74 Ac
91,06±0,67 A
b
91,16±1,19 A
b
92,08±0,53 Aa
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
03691215
Dias
Sem Quitosana Com Quitosana
Letras iguais minúsculas da mesma amostra em diferentes dias não diferem significativamente ao nível de 5% pela ANOVA;
letras iguais maiúsculas em diferentes amostras no mesmo dia de armazenamento não diferem significativamente ao nível de
5% de significância pelo teste “t”.
Figura 3 – Teor de umidade em morangos com e sem quitosana
Letras iguais minúsculas da mesma amostra em diferentes dias não diferem significativamente ao nível de 5% pela ANOVA;
e as letras iguais maiúsculas em diferentes amostras no mesmo dia de armazenamento não diferem significativamente ao
nível de 5% de significância pelo teste “t”.
Perda de Massa (%)
0±0c
A
12±2, 47b
A
12, 49±1,58b
A
12, 26±1,73b
A
14, 27±2,15a
A
15, 18±2,72a
A
8, 21±1,57b
B
8, 92±1,86ab
B
8, 52±1,99ab
B
9, 11±2,19ab
B
10, 09±2, 40a
B
0±0c
A
0
2
4
6
8
10
12
14
16
03691215
Dias
Sem Quitosana Com Quitosana
Figura 4 - Perda de massa em morangos com e sem quitosana
75
3.2 Análise sensorial
Ao aplicar o teste de comparação pareada, dos 30 provadores, 24 deles perceberam a
diferença sensorialmente entre as amostras. De acordo com Meilgaard et al. (1991) para 30
provadores são necessários 20 detectar a diferença (α < 0,05), ou seja, o resultado foi
significativo ao nível de 5% (24>20). No teste afetivo de preferência obtivemos 16
provadores pelo produto B e 14 pelo A, conforme citado pelo autor acima as amostras não
obtiveram diferença significativa (α > 0,05) (16<20).
Na figura 8, observamos os pesos nas duas primeiras componentes principais, que
representam aproximadamente 99% das informações contidas nos valores médios das 05
variáveis sensoriais. Ao analisar a primeira componente principal, que reproduz 79,11%,
constata-se que o morango coberto com quitosana possui escores negativos, sendo, portanto
melhor representada pelos atributos sensoriais Cor, Odor, Sabor e Textura, sendo confirmado
pelas maiores e significativas (p<0,05) notas obtidas nestes atributos por este produto (Tabela
1). Com relação a segunda componente principal (PC2), figura 8, esta representa 20,36% das
informações, o qual podemos observar que ambas as amostras de morango possuem escores
positivos, ou seja, as duas amostras não tiveram diferença significativa (p>0,05) no atributo
aparência, confirmado pela tabela 1.
76
Figura 5. Projeção bidimensional de Analise de Componentes Principais dos termos
descritores das amostras de Morango. A: controle (sem quitosana); B: com quitosana.
Tabela 3 - Média dos atributos sensoriais que caracterizaram as amostras
Atributos Amostra A Amostra B
Aparência 3,80±1,26a 3,80±1,26a
Cor 2,47±1,41b 4,07±1,03a
Odor 2,87±1,77b 4,20±1,01a
Sabor 3,13±1,19b 4,20±1,26a
Textura 3,53±1,41b 4,47±0,91a
Medias na horizontal acompanhada da mesma letra não diferem entre si, a 5% de significância pelo teste “t” de student. A:
morangos sem cobertura de quitosana; B: morangos cobertos com quitosana.
77
CONCLUSÃO
A cobertura comestível de quitosana atuou como barreira à perda de umidade,
controlou a respiração do fruto, manteve o teor de sólidos solúveis com menores valores, e a
acidez total titulável e o pH constante, agindo dessa forma no retardo do amadurecimento do
fruto.
Os atributos sensoriais da cobertura de quitosana apontam que essa pode ser usada
para melhorar sua qualidade comercial, alem de promover uma barreira protetora.
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combinados: potencial da aplicação. Boletim do CEPPA. Curitiba, v. 21, n.2, 2003.
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e manuseio. Lavras: ESAL-FAEPE, 2005. 785 p
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<http://www.ibraf.org.br/x-es/pdf/CEBFF_2004_2005.pdf>. Acesso em: 08 maio
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análise de alimentos. 5. ed., São Paulo: Instituto Adolf Lutz, v. 1, 2005, 1017p.
10. KADER, A. Postharvest Technology of Horticultural Crops. 3 ed. Riverside: UC
Regents, 2002. 535 p.
11. FACHINELLO, J.C.; KLUGE, R.A.; NATCHIGAL, J.C.; BILHALVA, A. B.
Fisiologia e manejo pós-colheita de frutas de clima temperado. Pelotas: UFPel, ed
Rural, 2002. 214 p.
12. MAIA, L. H.; PORTE, A.; SOUZA, V. F. de. Filmes comestíveis: aspectos gerais,
propriedades de barreira a umidade e o oxigênio. Boletim do CEPPA, Curitiba, v.18,
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13. MALGARIM, M.B.; CANTILLANO, R.F.F.; FRANCHINI, E.R.. Utilização de
resveratrol na conservação pós-colheita de morango. In: SIMPÓSIO NACIONAL DO
MORANGO, ENCONTRO DE PEQUENAS FRUTAS E FRUTAS NATIVAS,
Anais... Pelotas: EMBRAPA, 2004.
14. MALGARIM, M.B; CANTILLANO, R. F. F; COUTINHO, E.F. Sistemas e
condições de colheita e armazenamento na qualidade de morangos cv. Camarosa.
Revista Brasileira de Fruticultura, v. 28, n. 2, p. 185-189, 2006.
79
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2º ed. Boca Raton: CRS Press, 1991. 354 p.
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SOARES, A. G.; BARBOZA, H. T.G. Características físicas e químicas de morango
processado minimamente e conservado sob refrigeração e atmosfera controlada.
Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 2, p. 274-281, 2008.
17. PALMU, P. S. T.; PROENÇA, P. S. P; TRANI, P. E.; PASSOS, F. A.; GROSSO, C.
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Conservação de morangos (Fragaria ananassa Duch) cv. Sequóia em atmosfera
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de cálcio em pré-colheita. 2002. 132 p. Tese (doutorado), Faculdade de Ciências
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20. SOUZA, O.P.; MANCINI, C.A.; MELO, B. Cultura da goiaba. Disponível em:
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Pedro sato armazenadas sob
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Dissertação, Universidade Federal de Lavras, Lavras.
23. WILLS, R.H.H.; LEE, T.H.; GRAHAM, D.; McGLASSON, W.B.; HALL, E.G.
Postharvest: an introduction to the physiology and handling of fruit and vegetables.
Westport, Connecticut: AVI, 1981. 161p.
80
24. ZAICOVSKI, C.B; TIBOLA, C.S; MALGARIM, M.B.;, V.C.; CAMILA
PEGORARO, C.; DAL CERO, J.; SILVA, P.R. Resveratrol na qualidade pós-colheita
de morangos “Camarosa”. Revista Brasileira Agrociência, v. 12, n. 4, p. 443-446,
2006.
81
________CONSIDERAÇÕES FINAIS
82
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Resíduo de Litopenaeus vannamei apresenta grande potencial de bioconversão para
produção de quitina e quitosana.
A quitosana obtida apresenta um médio grau de desacetilação, baixo massa molar e
uma boa estabilidade térmica, tais características sugerem sua aplicação nas áreas
biotecnologica e industrial.
A cobertura comestível de quitosana atuou como barreira à perda de umidade,
controlou a respiração do fruto, manteve o teor de sólidos solúveis com menores valores, e a
acidez total titulável e o pH constante, agindo dessa forma no retardo do amadurecimento do
fruto.
Os atributos sensoriais da cobertura de quitosana apontam que essa pode ser usada
para melhorar sua qualidade comercial, alem de promover uma barreira protetora.
83
__________________REFERÊNCIAS
84
6. REFERÊNCIAS
1. ANTONINO, N. A. Otimização do processo de obtenção de quitina e quitosana de
exoesqueletos de camarões oriundo da indústria pesqueira paraibana. Dissertação,
Universidade Federal da Paraíba, 2007. 88 p.
2. ASSENHAIMER, C.; RUBIO. J. Purificação de águas contendo íons sulfato
usando resíduos do processamento do camarão. XIX Prêmio Jovem Cientista –
2003 – Água - Fonte da Vida, 2003, p. 42.
3. INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas analíticas, métodos químicos e físicos
para análise de alimentos. 5. ed., São Paulo: Instituto Adolf Lutz, v. 1, 2005,
1017p.
4. RINAUDO, M.; DESBRIÈRES, J.; DUNG, P. LÊ.; BINH THUY, P.; DONG, N.T.
NMR investigation of chitosan derivatives formed by the reaction of chitosan with
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5. SANTOS, J.E., SOARES, J.P., DOCKAL, E.R., CAMPANA, S.P;
CAVALHEIRO, E.T., Caracterização de quitosanas comerciais de diferentes
origens. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 13, n. 4, p. 242-249, 2003.
6. SIGNINI, R; CAMPANA FILHO, S.P. Purificação e caracterização de quitosana
comercial. Polímeros:Ciência e Tecnologia, v. 4, n 4, p.63-68, 1998.
7. STATSOFT. Statistic for Windows 5.1. CD ROM. Tulsa, StatSoft Inc. 1997.
85
_______________________ANEXOS
86
A – COMITÊ DE ÉTICA
87
88
B – TRABALHO APRESENTADO EM CONGRESSO
C – ENVIO DE TRABALHO PARA CONGRESSO
INTERNACIONAL DE QUITINA
89
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
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