ESTUDO DA PASTEURIZAÇÃO DA POLPA DE GRAVIOLA
Cynthia Kelly Barreto TEIXEIRA**Elisa Cristina Andrade NEVES*** Rosinelson da Silva PENA***
* Trabalho elaborado com auxílio financeiro do CNPq (Processo no 550785/01-9).
** Engenheira Química - Universidade Federal do Pará - UFPA - 66075-900 - Belém - PA - Brasil.
*** Departamento de Engenharia Química e de Alimentos Centro Tecnológico Universidade Federal do Pará UFPA 66075900 -Belém - PA - Brasil.
RESUMO: Estudou-se a pasteurização da polpa de graviola (Annona muricata L.), visando estabelecer condições simples e eficientes para sua conservação. Foram realizadas avaliações microbiológica, enzimática e de cor da polpa, para identificar parâmetros a serem utilizados no acompanhamento da pasteurização. O produto foi submetido a tratamento térmico, em copos de inox, em diferentes tempos (1 a 300 seg) e temperaturas (70°C a 90°C), para identificar o efeito destas variáveis sobre parâmetros de qualidade do produto. Constatou-se que os tratamentos não provocaram variação na atividade da peroxidase, contagem de bactérias, bolores e leveduras e cor da polpa. Em seguida foram realizadas pasteurizações, em escala piloto, a 80°C e 90°C; sendo os produtos estocados a 25°C e avaliados durante 120 dias. A redução da atividade da peroxidase e da concentração de bactérias, bolores e leveduras, a níveis aceitáveis, e a manutenção da cor, demonstraram a eficiência dos processos térmicos. A manutenção destes parâmetros, nos níveis aceitáveis, durante a estocagem, confirmou a aplicabilidade dos processos, sem a necessidade da adição de conservante na polpa. A pasteurização da polpa de graviola a 80°C ou 90°C, mostrou ser um tratamento térmico adequado para a conservação do produto, proporcionando 120 dias de vida-de-prateleira à temperatura ambiente ( 25°C).
PALAVRAS-CHAVE: Annona muricata L.; graviola; pasteurização; vida-de-prateleira.
INTRODUÇÃO
A graviola se apresenta como uma das mais valiosas plantas frutíferas de clima tropical. Considerando suas características alimentares, sabor e aroma agradáveis, além de sua comprovada demanda industrial, o cultivo desse vegetal em larga escala representa enorme importância para a região Norte. A polpa da fruta é boa fonte de vitaminas do complexo B. 3 Atualmente, na região Norte, o processo de conservação de polpas mais utilizado é o congelamento, quase sempre realizado com precários controles na manipulação das matérias primas e do próprio processamento. O processamento é realizado na maioria das vezes em "freezers" convencionais, fazendo com que o
congelamento ocorra de maneira muito lenta, permitindo a formação de grandes cristais de gelo que agridem as estruturas internas dos produtos, especialmente a textura.
A pasteurização é um tratamento térmico que pode ser aplicado às polpas de frutas, nas unidades de processamentos das cooperativas ou associações de pequenos produtores, por ser um processo relativamente barato, quando levado em consideração a manutenção da qualidade que pode ser obtida, tanto com relação à estabilidade microbiana quanto à fixação de nutrientes.4 Desta forma as atividades de transformação agro-industriais serão cada vez mais profissionalizadas, com geração de produtos de maior qualidade.
O estudo do processo de pasteurização de alimentos passa pela seleção de parâmetros (físico-químicos, nutricionais e sensoriais), pelo ajuste do processo para cada produto (cada um terá um binômio temperatura/tempo de pasteurização) e pela avaliação da qualidade do produto submetido à armazenagem em condição controlada de temperatura. 1
Este trabalho visa definir parâmetros físico-químicos, microbiológicos e enzimáticos a serem utilizados na pasteurização da polpa de graviola, estudar diferentes condições de pasteurização e avaliar a estabilidade do produto durante estocagem à temperatura ambiente.
MATERIAL E MÉTODOS Matéria prima
A polpa utilizada foi obtida a partir do despolpamento de Graviolas in natura, adquiridas no Mercado Ver-o-Peso, em Belém (PA). Apresentou composição média de 91,5% de umidade, 0,2% de lipídeo, 0,7% de proteína, 0,3 % cinzas. Seu brix médio foi de 8% e o pH de 3,7. A contaminação inicial, em bolores e leveduras, e a atividade enzimática da peroxidase na polpa foram, em média, 1,3x104 UFC/g e 0,327 U.A./min.g M.S., respectivamente.
Determinação da atividade enzimática
As medidas de atividade enzimática foram realizadas Alim. Nutr., Araraquara
v.17, n.3, p.251-257, jul./set. 2006
em espectrofotômetro UV/visível, Pharmacia Biotech Mod. 801016-24, acoplado ao programa SWIFT II. As leituras foram realizadas durante os cinco primeiros minutos de reação, nos comprimentos de onda de 515 nm para p - fenilenodiamina e 485 nm para o-fenilenodiamina, utilizando H2O2 como substrato, baseado em Souza. 7
Analisando as variações das concentrações dos substratos e da polpa diluída, verificou-se que a melhor quantidade a ser colocada na cubeta, para análise da peroxidase na polpa da graviola, foi 200 L de H2O2 a 57 mM; 50 L de solução a 1,5% da polpa (peso/volume), em tampão fosfato 0,1 M (pH = 7) e 200 L de p-fenilenodiamina a 2%. A atividade enzimática foi medida a partir da velocidade no início da reação, expressa em unidades de absorbância por minuto (UA/min.).
Análises microbiológicas
As análises foram realizadas de acordo com metodologia proposta por Vanderzant & Splittstoesser,8 sendo acompanhadas as contagens padrões de bactérias em placas e de bolores e leveduras.
Determinação da cor
A cor da polpa foi determinada por colorimetria tristímulo, em colorímetro CR-310 MINOLTA (sistema L*, a*, b*). Onde L* indica o fator brilho, a* a intensidade de vermelho e b* a intensidade de amarelo; utilizadas em expressões matemáticas. O resultado é expresso pela variação de coloração ( E), de acordo com a Equação 1. 6
E = (a2 + b2 + L2)1/2 Equação 1 Pasteurização da polpa
As frutas in natura foram pesadas e lavadas em água corrente, para remoção de sujidades e, em seguida, em água clorada para controle da carga microbiana. Após lavagem as mesmas foram cortadas e despolpadas em despolpadeira mecânica TORTUGAN Mod 1.5. As etapas básicas utilizadas no processamento da polpa de graviola são apresentadas na Figura 1.
Graviola Pesagem Lavagem Despolpamento Pasteurização Envase à quente Resfriamento Armazenamento a 30oC
FIGURA 1 - Fluxograma básico de obtenção da polpa de graviola pasteurizada.
Pasteurização em escala de bancada.
Os ensaios foram realizados em copos inox de 250mL, com aproximadamente 100g de polpa/copo, os quais foram identificados e levados individualmente a banho-maria, na temperatura de trabalho por tempos definidos, de acordo com o planejamento experimental apresentado na Tabela 1; sendo agitados manualmente e a temperatura medida por imersão de termômetro nas amostras. As amostras foram resfriadas em banho de gelo, imediatamente após os tratamentos térmicos; em seguida armazenadas em frascos previamente esterilizados, para a realização das análises enzimática, microbiológica e de cor.
Tabela 1 - Condições experimentais da pasteurização em escala de bancada.
A utilização da faixa de temperatura de 70°C a 90°C e justificada com base nos seguintes fatores: (a) a prática indica que em tratamentos a temperaturas superiores a 90°C as alterações organolépticas das polpas de frutas podem ser altamente significativas e (b) estudos efetuados com a peroxidase indicam que 70°C é a temperatura mínima necessária para que ocorra sua inativação. 5
Os tempos utilizados no tratamento térmico foram escolhidos baseados no fato de que a eliminação dos microorganismos e a inativação enzimática apresentam uma cinética logarítmica.
Pasteurização em escala piloto.
Após o tratamento e avaliação dos dados obtidos com a pasteurização em escala de bancada, a polpa de graviola
Ensaio Temperatura (°C) Tempo (s)
Branco
1 70 1 2 70 1 3 70 60 4 70 300 5 80 1 6 80 60 7 80 60 8 80 60 9 80 300 10 90 1 11 90 60 12 90 300
foi submetida à pasteurização em escala piloto, em pasteurizador tubular contínuo, com vazão de 100 L/h, nas temperaturas de 80ºC e 90ºC, pré-definidas nos ensaios preliminares.
Após o tratamento térmico o produto foi envasado à quente em garrafas de vidros de 300 mL, previamente esterilizadas em autoclave a 121ºC por 30 minutos. O envase para o ensaio a 80°C foi realizado a 65°C e para o ensaio a 90°C a 75°C. As garrafas foram imediatamente resfriadas, em água corrente a temperatura ambiente, sendo em seguida armazenadas a 25°C para o acompanhamento da vida-de-prateleira do produto após 7, 15, 30, 60, 90, 120 dias de armazenamento.
RESULTADOS E DISCUSSÃO Pasteurização em escala de bancada Avaliação da atividade enzimática
A atividade da peroxidase na polpa de graviola in natura e após os tratamentos térmicos (pasteurização), pode ser observada na Tabela 2. Os resultados demonstram a alta resistência da peroxidase na polpa.
A análise de variância demonstrou que as variáveis tempo e temperatura não apresentaram efeitos significativos (p < 0,05) sobre a peroxidase residual. Como estes ensaios foram tomados como referência para planejar os ensaios em
escala piloto, optou-se por utilizar 80°C e 90°C, por serem temperaturas que na prática representam uma maior segurança para o produto.
Avaliação microbiológica
Na Tabela 3 são apresentados os parâmetros analisados e as respostas obtidas na avaliação microbiológica. Constata-se que a polpa de graviola apreConstata-sentou uma contaminação inicial, o que já era esperado, visto que os frutos estão susceptíveis à contaminação pelo contato com o solo e por manipulação inadequada pós-colheita.
Os resultados demonstram que os tratamentos térmicos provocaram reduções consideráveis na carga microbiana da polpa de graviola, chegando a 4 reduções decimais (99,99%). Porém, a análise de variância indicou que as variáveis tempo e temperatura não apresentaram efeitos significativos (p<0,05) sobre a destruição dos microrganismos: bactérias, bolores e leveduras.
Análise da cor
Os resultados da análise de cor da polpa de graviola, antes e após os tratamentos térmicos, são apresentados na Tabela 4. A análise de variância demonstrou que as variáveis tempo e temperatura não apresentaram efeitos significativos (p < 0,05) sobre a cor da polpa. Não ocorreu também variação significativa em relação à cor apresentada pela polpa in natura.
Tabela 2 - Atividade da peroxidase na polpa de graviola nos ensaios de bancada.
Ensaio Temperatura (°C) Tempo (s) U.A./min.g M.S. Residual (%)
Branco
0,299 100,0 1 70 1 0,172 57,4 2 70 1 0,098 32,8 3 70 60 0,062 20,8 4 70 300 0,082 27,4 5 80 1 0,075 25,2 6 80 60 0,091 30,5 7 80 60 0,085 28,6 8 80 60 0,101 33,7 9 80 300 0,088 29,6 10 90 1 0,070 23,4 11 90 60 0,066 22,0 12 90 300 0,096 32,0
Pasteurização em escala piloto
Na Tabela 5 são apresentados os resultados dos parâmetros de controle avaliados na polpa de graviola in natura, após a pasteurização e durante sua estocagem por 120 dias a 25°C.
Em relação à atividade da peroxidase observa-se que ocorreu uma redução superior a 55% e 65% com os tratamentos térmicos a 80°C e 90°C, respectivamente. Estes valores elevaram significativamente nos 30 primeiros dias de estocagem, para os dois tratamentos, reduzindo significativamente a partir deste momento; chegando a aproximadamente 15% de peroxidase residual aos 120 dias. A elevação ocorrida nos 30 primeiros dias de estocagem pode ser atribuída ao restabelecimento das enzimas, para as quais o tratamento térmico aplicado não foi suficiente para provocar destruição definitiva. A redução da atividade enzimática ocorrida a partir dos 30 dias, pode ser justificada pela destruição enzimática, ocorrida devido às condições do meio (ex. pH 3,7) e/ou ao envelhecimento celular.
Tabela 3 - Avaliação microbiológica polpa de graviola para os ensaios em escala de bancada.
A análise estatística demonstrou não ter ocorrido variação estatisticamente significativa na cor da polpa antes e após a pasteurização, e durante o armazenamento. Os coeficientes de variação foram de 1% e 2,6% para os tratamentos realizados a 80°C e 90°C, respectivamente. Este comportamento demonstra que o aumento na atividade da peroxidase, nos 30 primeiros dias, não provocou escurecimento do produto, o que já era esperado, por ser esta uma propriedade da polifenoloxidase e não da peroxidase. A peroxidase foi utilizada como referência nos processos de pasteurização,5 por apresentar alta resistência ao calor; o que pode ser observado através dos resultados de atividade da mesma.
Para as bactérias ocorreu aproximadamente 4 reduções decimais (99,99%), com os tratamentos térmicos realizados a 80°C e 90°C. Os valores se mantiveram estatisticamente inalterados (coeficiente de variação inferior a 10%), e abaixo dos limites estabelecidos pela legislação brasileira para suco e polpa de fruta pasteurizados 2, durante os 120 dias de estocagem. Ensaio Temperatura (°C) Tempo (s) Log (bactérias) (UFC/g) NRD (bactérias) (Log (No/N)) Log (bol. e lev.) (UFC/g) NRD (bol. e lev.) (Log (No/N)) Branco
3,92 4,10 1 70 1 0,43 3,5 1,11 3,0 2 70 1 0,48 3,4 0,60 3,5 3 70 60 0,41 3,5 0,30 3,8 4 70 300 0,58 3,3 0,90 3,2 5 80 1 1,00 2,9 0,30 3,8 6 80 60 0,38 3,5 0,00 4,1 7 80 60 0,53 3,4 0,48 3,6 8 80 60 0,41 3,5 0,30 3,8 9 80 300 0,48 3,4 0,00 4,1 10 90 1 0,00 3,9 0,30 3,8 11 90 60 0,60 3,3 0,30 3,8 12 90 300 0,78 3,1 0,60 3,5
Ensaio Temperatura (°C) Tempo (s) Cor ( E) Variação da cor Branco
116,44 1 70 1 119,45 2,59 2 70 1 118,83 2,05 3 70 60 119,28 2,44 4 70 300 119,14 2,32 5 80 1 118,09 1,42 6 80 60 120,07 3,12 7 80 60 119,38 2,52 8 80 60 118,74 1,98 9 80 300 120,16 3,19 10 90 1 120,79 3,74 11 90 60 120,03 3,08 12 90 300 120,26 3,28
Tabela 4 - Resultados da variação de cor da polpa de graviola para os ensaios de bancada.
Em relação aos bolores e leveduras ocorreu t amb é m ap r o x i ma d a me n t e 4 r e d u çõ es d ec imai s (99,99%), com os tratamentos térmicos realizados a 80°C e 90°C. Os valores mantiveram-se sempre abaixo dos limites estabelecidos pela legislação brasileira para suco e polpa de fruta pasteurizados,2 durante os 120 dias de estocagem.
A redução da atividade enzimática e da concentração de bactérias, e bolores e leveduras na polpa de graviola, a níveis aceitáveis, bem como a manutenção da sua cor, após a pasteurização e durante a estocagem por 120 dias a 25°C, comprovam a eficiência dos tratamentos térmicos a 80°C e 90°C e a possibilidade da manutenção da polpa de graviola pasteurizada à temperatura ambiente ( 25°C) por 4 meses; sem a necessidade de adição de conservante à mesma. Porém, para efeitos de economia de energia, recomenda-se a utilização do tratamento térmico a 80°C, como processo de pasteurização da polpa de graviola.
CONCLUSÃO
De acordo com a investigação realizada, o substrato
ideal para análise enzimática da peroxidase na polpa da graviola, juntamente com o peróxido de hidrogênio, é o p-fenilenodiamina.
Não houve variação estatisticamente significativa na atividade da peroxidase, cor e contagem de bactérias, e bolores e leveduras, nos diferentes tratamentos térmicos aplicados à polpa de graviola, em escala de bancada.
A pasteurização provocou redução da atividade enzimática e da concentração de bactérias, e bolores e leveduras na polpa de graviola, demonstrando a eficiência dos tratamentos térmicos a 80°C e 90°C aplicados.
De acordo com os parâmetros avaliados após o tratamento térmico e durante a estocagem, a pasteurização da polpa de graviola a 80°C ou 90°C é uma técnica que pode ser aplicada com bastante eficiência na conservação do produto, oferecendo ao mesmo uma vida-de-prateleira de no mínimo 4 meses.
Como os resultados dos tratamentos térmicos realizados a 80°C e 90°C obtiveram a mesma eficiência, com relação às variáveis de controle, recomenda-se a utilização da pasteurização a 80°C, pois proporcionará uma economia de energia.
TEIXEIRA, C.K.B.; NEVES, E.C.A.; PENA, R.S. Study of the pasteurization process of graviola’s pulp. Alim. Nutr., Araraquara, v.17, n.3, p.251-257, jul./set 2006.
ABSTRACT: The pasteurization process of the graviola's pulp (Annona muricata L.) produced at State of Pará was studied. Microbiological, enzymatic and color analyses were the response use to establish the parameters by thermal treatment. The product was submitted to thermal treatment, in cup of inoxidable material, in different conditions of time (1 to 300 seconds) and temperature (70ºC to 90ºC), to identify trough ANOVA the variable's effect on the quality's parameters of the product. It was verified that such treatments didn't cause variation on the peroxidase's activity, color, bacteria, moulds and yeasts content of the pulp. Based on these results, pasteurizations were accomplished in pilot scale, at 80ºC and 90ºC, being appraised the quality parameters of the products
for 120 days of storage at 25ºC. The decrease of the peroxidase's activity, bacteria, moulds and yeasts content to an acceptable level, and the maintenance of the color during the storage. They confirm the applicability of the processes, without need of the conservative in the pulp. The pasteurization of the pulp at 80ºC or 90ºC was shown be a thermal treatment sufficient for the conservation of the product, with at least 120 days of shelf-life to the environment temperature (T 25ºC).
KEYWORDS: Annona muricata L.; graviola; pasteurization; shelf-life.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. BETTS, G.D.; GAZE, J.E. Food pasteurization treatments. Gloucestershire: Campden, 1992. 92p.
Tempo (dias) Temperatura ( C) U.A/min.g M.S. Residual (%) NRD (bactérias) (Log (No/N)) NRD (bol. e lev.) (Log (No/N)) Cor ( E) Branco
0,356
133,7 0 0,159 44,66 3,7 3,8 137,0 7 0,240 67,41 3,6 2,5 136,2 15 0,254 71,34 3,6 4,1 134,4 30 0,327 91,85 4,0 4,1 133,8 60 0,135 37,92 4,2 3,4 134,2 90 0,096 26,96 4,1 3,4 120 80 0,045 12,64 4,1 3,3 0 0,110 30,90 3,9 3,8 137,6 7 0,213 59,83 3,8 4,1 143,1 15 0,236 66,30 3,9 3,5 135,4 30 0,312 87,64 4,0 4,1 135,9 60 0,146 41,01 4,1 3,4 133,7 90 0,111 31,18 4,0 3,4 120 90 0,060 16,85 4,0 4,4
U.A. –Unidades de absorbância; UFC –Unidades formadoras de colônias; NRD –Número U.A. - Unidades de absorbância; NRD - Número de reduções decimais.
2. BRASIL. Ministério da Agricultura e do Abastecimento. Instrução normativa nº 01, de 7 de janeiro de 2000. Regulamento técnico geral para fixação dos padrões de identidade e qualidade para polpa de fruta. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Brasília, 10 jan. 2000.
3. CAVALCANTE, P.B. Frutas comestíveis da Amazônia. 6.ed. Belém: Museu Paraense Emílio Goeldi, 1996. 79p. 4. FELLOWS, P. Tecnologia del procesado de los alimentos:
principios y prácticas. Zaragoza: Acribia, 1994. 549p. 5. LADEROZA, M.; BALDINI, V.L.S. Ênzimos e a
qualidade de vegetais processados. Campinas: ITAL, 1991. 58p. (Manual Técnico)
6. SILVA, E.M. Otimização de métodos de análise de antocianinas: poder antioxidante e quantificação rápida. 2002. 113f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Pará, Belém, 2002. 7. SOUZA, J.N.S. Peroxidase no açaí (Euterpe oleracea, Mart.): propriedades e atividade segundo tratamentos térmicos. 1998. 45f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado e Licenciatura em Química) - Universidade Federal do Pará, Belém, 1998.
8. VANDERZANT, C.; SPLITTSTOESSER, D.F. Compendium of methods for microbiological examination of foods. 3rd ed. Washington, DC: American Public Health, 1992. 1108p.
