EFEITOS DE DIFERENTES PROTOCOLOS DE ELABORAÇÃO SOBRE AS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE SUCOS DE UVA DO NORDESTE
BRASILEIRO
Marcos dos Santos Lima¹ 1
Professor Dr., Instituto Federal do Sertão Pernambucano, Campus Petrolina, Departamento de Tecnologia em Alimentos, Jardim São Paulo 56314-520, Petrolina,
PE, Brazil. Email: marcos.santos@ifsertao-pe.edu.br
1. Introdução
A produção mundial de suco de uva está estimada em 1000 milhões de litros por ano, onde os maiores países produtores e consumidores desta bebida são o Brasil e Estados Unidos (OIV, 2011). A produção brasileira de suco de uva tem crescido consideravelmente, sendo estimado um volume de 220 milhões de litros apenas no Rio Grande do Sul (MELLO, 2013).
Atualmente o cultivo de uvas para produção de suco de uva tem ganhado espaço em novas regiões brasileiras, como a exemplo no Vale do Submédio São Francisco (VSF) localizado no Nordeste do Brasil entre os paralelos 8 e 9° Hemisfério Sul e longitude 40W em clima tropical semiárido (LIMA et al., 2014). Recentemente empresas têm investido na produção de sucos de uva em escala comercial nesta região, sendo estimado em 2015 um volume de 1,5 milhões de litros de suco integral. Entretanto, a viticultura praticada no VSF (Viticultura Tropical) é diferente de outras regiões tradicionais do mundo, pois a mesma videira produz duas safras por ano, com isso, as empresas vinícolas fazem um planejamento da época em que pretendem colher a uva e realizam a poda de produção das videiras em diferentes períodos, adotando um sistema de escalonamento para se ter colheitas distribuídas ao longo do mês, e em vários meses do ano (CAMARGO et al., 2011). Desta forma, se elaboram sucos de uva de maneira constante durante todo o ano e com características químicas que refletem a vitivinicultura desta região.
As uvas destinadas à produção de suco plantadas no Vale do Submédio São Francisco são a “Isabel Precoce” (Vitis labrusca) e os híbridos “BRS Cora” e “BRS Violeta”, e em fase experimental, o híbrido “BRS Magna”, que fazem parte das novas cultivares brasileiras desenvolvidas para a melhoria da qualidade do suco de uva (LIMA et al., 2014).
2. Caracterização química de sucos de uva do Nordeste brasileiro
O suco de uva, de maneira simples, corresponde à polpa da baga de uva esmagada (mosto) juntamente com os compostos extraídos da película e, em menor, quantidade das sementes. Já o mosto da uva é constituído principalmente de água, e metabólitos como açúcares, ácidos orgânicos, minerais e compostos aromáticos (ALI et al., 2010).
Sucos de uva são uma representativa fonte de compostos fenólicos e estudos têm demonstrado que o consumo desta bebida está associado a diversos benefícios à saúde de consumidores (VAUZOUR et al., 2010). Os compostos fenólicos presentes em sucos de uva que estão associados com benefícios à saúde são, principalmente, flavonóis, flavanóis, antocianinas, estilbenos e ácidos fenólicos XIA et al., 2010). Entre as atividades biológicas relacionadas aos compostos fenólicos, a atividade
antioxidante é uma das principais atividades estudadas nos sucos de uva (LIMA et al., 2015). Diversos métodos têm sido empregados para medições da atividade antioxidante in vitro em sucos de uva, entretanto, a Organização Internacional da Uva e Vinho (OIV) recomenda a utilização do método de captura de radicais livres com o 2,2-difenil-1-picrilhidrazila (DPPH) como referência para medição em uva e produtos derivados (OIV, 2011).
Dentre os compostos fenólicos presentes nos sucos de uva produzidos no Nordeste do Brasil se tem destacado, pelas altas concentrações, o estilbeno trans-resveratrol; os flavanóis catequina, procianidina B1 e B2; e os ácidos fenólicos caféico e clorogênico. Os valores encontrados para estes compostos foram maiores que os observados em sucos de diversas variedades de uvas em regiões tradicionais na produção de sucos (LIMA et al., 2014).
Os valores de atividade antioxidante (AOX) medida com DPPH dos sucos de uva do Nordeste brasileiro têm variado de 11,5 a 51,6 milimols de Trolox por litro (mM TEAC L-1), valores considerados altos, em comparação aos mencionados na literatura para
vinhos e sucos de outras regiões tradicionais no processamento de uvas. Possivelmente as altas AOX obtidas em sucos produzidos no Nordeste brasileiro estão associadas, principalmente, aos fenólicos: catequina, procianidinas B1 e B2, ácido caféico e antocianinas monoméricas (LIMA et al., 2014; LIMA et al., 2015). Sucos de uva são considerável fonte de açúcares como glicose e frutose, e sua concentração na uva varia em função de vários fatores, tais como: o estádio de maturação, o clima, o solo e a variedade da uva. Os açúcares da uva são constituídos quase que exclusivamente de glicose e frutose, em proporções aproximadamente iguais no momento da plena maturação (PEYNAUD, 1999). No Nordeste do Brasil, devido as condições climáticas, se tem favorecido a obtenção de sucos com altas concentrações desses açúcares, onde a glicose tem variado de 86,3 a 108,1 g L-1, e a frutose de 76,2 a 92,9 g L-1. Estes valores são considerados
altos pois somados (glicose+frutose) variam de 162,5 a 201 g L-1, e legislação
brasileira (BRASIL, 2000) estabelece um teor máximo de açúcares totais de 200 g L
-1 para sucos de uva integrais. Esses resultados podem ser explicados devido ao fato
de em climas tropicais como o encontrado no Vale do Submédio São Francisco, onde predominam temperaturas altas e insolação, o metabolismo da videira favorece a um maior acúmulo de açúcares na baga das uvas (RIBEIRO et al., 2012).
Outro grupo de compostos de interesse em sucos de uva são os ácidos orgânicos, devido a sua influência nas propriedades organolépticas como sabor, cor e aroma (LIMA et al., 2014). Os ácidos orgânicos presentes nos sucos de uva são semelhantes aos encontrados no mosto das uvas frescas, onde predominam os ácidos tartárico e málico, e os ácidos cítrico e succínico em menor quantidade (SOYER et al., 2003). Os valores de ácidos orgânicos em sucos do Nordeste brasileiro estão de acordo com os valores descritos na literatura para outras regiões mundias, onde os principais ácidos presentes são o tartárico (4,0 a 5,4 g L-1), málico
(1,56 a 2,63 g L-1) e cítrico (0,23 a 0,41 g L-1). (LIMA et al., 2014).
Para características analíticas clássicas como pH, grau Brix (ºBrix) e acidez titulável, os sucos comerciais produzidos no Nordeste brasileiro atendem estabelecido pela legislação brasileira (BRASIL, 2000). O valores de ºBrix para sucos do Vale do Submédio São Francisco têm variado de 18 a 21, maiores que os relatados por Rizzon & Mielle (2012) para sucos comerciais brasileiros 16,2 ± 1,1). Para acidez titulável os valores variam de 0,70 a 0,95%, e a relação ºBrix/acidez titulável está 20
e 30, ou seja, sucos com característica sensorial “mais doce” que sucos de outras regiões brasileiras.
Nas condições de viticultura tropical do Vale do Submédio São Francisco, devido ao escalonamento da produção por diferentes datas de poda das videiras, é possível se colher simultaneamente uvas em diferentes estádios de maturação. Com isso, a prática de mistura de uvas com diferentes concentrações de sólidos solúveis e acidez titulável é uma prática eventualmente realizada para se obter sucos padronizados em relação aos açúcares e acidez, parâmetros importantes na qualidade do sabor dos sucos de uva (LIMA et al., 2014).
3. Protocolos de elaboração de sucos de uva em escala industrial de processo
Diversos fatores exercem influência sobre a composição dos sucos, entre eles, as técnicas de processamento (MORRIS & STRIEGLER, 2005). Dentro das técnicas de processamento, variáveis como temperatura, tempo de maceração e uso de preparados enzimáticos tem influenciado nas características analíticas, compostos fenólicos, atividade antioxidante e rendimento dos sucos (FULEKI & RICARDO-DA-SILVA, 2003; LEBLAC et al., 2008; MOJSOV et al., 2011).
Em escala industrial de processo, as técnicas de elaboração de sucos se dividem basicamente em “Hot press” (HP) e “Cold press” (CP), que correspondem à prensagem da uva aquecida (HP) ou prensagem em temperatura ambiente/resfriada (CP), onde a temperatura é a principal diferença entre as duas técnicas (MORRIS, 1998; MORRIS & STRIEGLER, 2005). No processo HP a uva esmagada é aquecida a temperaturas de 60 a 62°C, adicionada de enzima pectinase e depositada em tanques de aço inoxidável dotados de paletas de agitação para promover a extração de compostos contidos nas películas da uva, etapa conhecida como maceração, durante tempos que variam de 30 a 60 minutos. Após a maceração o suco é drenado e o bagaço prensado, obtendo um suco turvo que será submetido a tratamentos de clarificação para remoção dos sólidos suspensos, normalmente, com uso de filtros rotativos à vácuo ou centrífugas industriais. Posteriormente, o suco é estabilizado, pasteurizado e engarrafado a quente (MORRIS, 1998; IYER et al., 2010). No processo CP a maceração da uva esmagada é realizada em temperatura ambiente ou refrigerada, com adição dióxido de enxofre para inibição de enzimas oxidativas, e adição de preparados enzimáticos a base de pectinases a fim de degradar as estruturas das películas da uva facilitando a liberação dos compostos fenólicos para o suco (MORRIS & STRIEGLER, 2005; LEBLAC et al., 2008).
Outra técnica de processo utilizada é o processo “Hot Break” (HB), onde as uvas são esmagadas e aquecidas a temperaturas maiores que 75°C, por um tempo curto, para desativar rapidamente as enzimas polifenoloxidases (PPO), sendo em seguida resfriado até 60°C para se adicionar enzima pectinase, seguindo-se os procedimentos utilizados no processo HP (MORRIS & STRIEGLER, 2005; IYER et al., 2010).
No Nordeste brasileiro as primeiras empresas processadoras de suco de uva integral têm utilizado os processos “Hot Press” e “Hot Break” de extração a quente, e em alguns casos pequenas modificações destas técnicas. As principais empresas produtoras, em termos de volume de litros, realizam o seguinte protocolo (Figura 1): desengace e esmague, adição preparado enzimático a base de pectinases, bombeiam a uva para tanque de maceração dotado cintas de aquecimento onde
permaneceram em aquecimento/maceração durante duas horas na temperatura de 60°C (sob constante remontagem da parte líquida) (Figura 2). Após a maceração realiza-se a separação do suco, por drenagem, com auxílio de bomba, procedimento que dispensa a prensagem do bagaço, e envio para tanque pulmão onde será homogeneizado e enviado para pasteurização a 85°C por tempos de um a três minutos, em pasteurizador do tipo placas ou tubular. Depois de pasteurizado o suco é envasado à quente em garrafas de vidro incolor, seguido de colocação das tampas, fechamento e tombamento da garrafa. Após o fechamento das garrafas é realizado o resfriamento em túnel de resfriamento, por pulverização de água, até atingir a temperatura máxima de 45°C (LIMA et al., 2015).
Figura 1. Fluxograma de obtenção do suco de uva em escala industrial por extração à quente no
Nordeste do Brasil. Fonte: Lima (2014).
Figura 2. Esquema da maceração com remontagem constante e separação do suco da uva por
Na elaboração de sucos de uva o processo de maceração tem relevante importância para a sua composição, pois é nessa fase que se incorpora no mosto os compostos presentes na película, como compostos fenólicos e componentes aromáticos (FULEKI & RICARDO-DA-SILVA, 2003; IYER et al., 2010). O aquecimento da uva esmagada tem por objetivo principal promover a plasmólise da membrana e rupturas na parede celular do fruto facilitando a liberação do líquido e de antocianinas responsáveis pela cor. A adição de preparados enzimáticos a base de pectinases no processamento de sucos de uva são utilizadas para: hidrolisar a pectina presente na película da uva facilitando a liberação dos compostos das cascas para o mosto, diminuir a viscosidade do suco, aumentar o rendimento e diminuir a turbidez (GOMES et al., 2007).
A adição de pectinases durante a maceração da uva compreende um processo complexo, que resulta em importantes alterações na composição química do suco de uva, relacionadas principalmente aos compostos fenólicos. Existem diversas formulações de preparados enzimáticos disponíveis comercialmente para a maceração de frutas, onde na maioria deles predomina enzimas pectinases, mas também apresentam em sua composição enzimas como celulases e galactosidases (ARNOUS & MEYER, 2010). O processo de maceração compreende uma etapa crítica na elaboração do suco de uva, sendo estritamente relacionado à qualidade fenólica e propriedades bioativas do suco de uva. Modificações químicas como a degradação de antocianinas monoméricas e o aumento da concentração de ácidos fenólicos têm sido reportadas em derivados de uva tratados com preparados enzimáticos a base de pectinases e celulase (ARNOUS & MEYER, 2010; TOALDO et al, 2014).
Parcerias têm sido realizadas entre as primeiras empresas processadoras de suco de uva no Nordeste do Brasil, Instituto Federal do Sertão Pernambucano (IF SERTÃO – PE) e Embrapa Semiárido / Uva e Vinho, para o desenvolvimento da tecnologia de processamento de sucos de uva de alta qualidade. Trabalhos vem sendo realizados como o estudo de cultivares adaptadas à condição de viticultura Tropical, comparação de diferentes protocolos de elaboração, estudo de parâmetros de processo como temperatura, dose e tipos de preparados enzimáticos e influência de época de colheita na composição, rendimento de processo e estabilidade de cor dos sucos.
Em trabalho realizado por Lima et al. (2015) foi estudada a influência da temperatura e dose de preparado enzimático a base de pectinases no processo de maceração, em condição industrial de processo, nos principais grupos de compostos fenólicos, ácidos orgânicos e atividade antioxidante de sucos de uva produzidos no Nordeste do Brasil. Os resultados obtidos mostraram que processo utilizado para obtenção dos sucos apresentou um alto rendimento (aproximadamente 65%) sem a prensagem da uva. A temperatura de 60°C com adição de enzima pectinase resultaram no aumento do rendimento e na diminuição da turbidez. O uso da enzima diminuiu a concentração de catequinas e aumentou as procianidinas B1 e B2, e a temperatura de maceração a 60°C contribuiu para a maior extração de compostos fenólicos das uvas, principalmente em relação às antocianinas. A combinação da temperatura de 60°C com o uso da enzima na dose 3,0 mL 100 kg-1 de uva
resultaram na maior extração de praticamente todos os compostos fenólicos analisados, bem como no aumento da maioria dos ácidos orgânicos e diminuição do ácido acético nos sucos. A atividade antioxidante dos sucos foi considerada alta (23,8 a 31,4 mM TEAC L-1 medida com DPPH) e esteve relacionada com as
antocianinas, fenólicos totais, catequina, ácidos caféico, cinâmico e gálico. Entre os compostos bioativos quantificados o ácido caféico, procianidina B1 e o trans-resveratrol foram os compostos com valores maiores que os encontrados em sucos de outras regiões. Ficou evidenciado o efeito positivo da temperatura e da ação de pectinases na extração dos compostos da uva.
Sucos de alta qualidade foram obtidos, demostrando-se que é possível elaborar sucos no Nordeste do Brasil, de maneira contínua, para se abastecer o mercado com produtos recém elaborados em todos os períodos do ano.
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