Revista Tecnológica – Edição Especial 2014 Maringá, p. 237-246, 2015
AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FUNCIONAIS DAS SEMENTES DA MORINGA OLEIFERA
EVALUATION OF THE FUNCTIONAL PROPERTIES OF SEEDS OF MORINGA OLEIFERA
Letícia M. Sgobi1 Pedro H. F. Cardines1 Aline T. A. Baptista1,2 Raquel G. Gomes1 Angélica Marquetotti Salcedo Vieira1
Resumo: A Moringa oleifera é uma árvore nativa do norte da Índia que possui valor alimentar em quase todas
suas partes, com destaque para o elevado teor de proteína. Desta forma, a obtenção ou preparo de extrato ou outra forma de partes da planta é importante para a conservação das propriedades funcionais das proteínas. O presente trabalho teve como foco analisar, através de diferentes metodologias, qual dentre os tratamentos térmicos realizados (assamento e cozimento) conservaria melhor a proteína, tendo como padrão a semente in
natura. As análises realizadas foram índices de absorção e solubilidade em água, capacidade de absorção de
óleo, capacidade e estabilidade emulsificante, capacidade e estabilidade na formação de espumas Foi possível observar que a semente possui baixa capacidade de formação de espuma e a técnica de assamento por dez minutos apresentou os melhores resultados, mantendo os valores obtidos muito próximos ao da semente in
natura.
Palavras-chave: Moringa oleifera. Proteínas. Propriedades funcionais.
Abstract: The Moringa oleifera is a tree from the north of India and it has a food value in almost all parts,
besides of the high protein content. Because of that, the different cooking methods of the seed are important for the conservation of functional properties of protein. This paper focused on analysing beyond different methods which one of those thermal treatments performed (baking and cooking) kept better the percentage of protein, considering as a standart the seed in natura. The analyses performed were absorption index, water solubility index, oil absorption capacity, emulsifying capacity, emulsion stability, foaming capacity and foam stability. It was possible to observe that the seed has a low foaming capacity and the ten minutes baking showed the best results keeping the values close to the obtained from the seed in natura.
Keywords: Moringa oleifera. Proteins. Functional properties.
1 INTRODUÇÃO
As proteínas comumente usadas como ingredientes alimentares são de fundamental importância na dieta humana, pois além de conferirem propriedades sensoriais aos alimentos, proporcionam condições adequadas de funcionalidade de acordo com suas quantidades presentes (Damodaran, 1996).
Estudos realizados com alimentos de origem vegetal têm focado a caracterização e perfis dos nutrientes presentes nas sementes de vegetais como fonte de proteína alternativa na dieta humana. O estudo de novas fontes proteicas com o objetivo de utilizar suas propriedades tecnológicas no processamento de alimentos pode ser justificado por razões de ordem econômica e tecnológica (Pollonio, 1988). Porém, para melhor aproveitamento dessas proteínas são necessários estudos para determinação de suas propriedades tecnológicas, nutricionais, físico-químicas e funcionais. As propriedades funcionais podem ser definidas como as propriedades físico-químicas que afetam o comportamento no alimento durante o
1 Universidade Estadual de Maringá. Av. Colombo, 5790, D90, CEP 87020-900. Maringá-PR, Brasil. 2 E-mail para contato: alinetakaoka_17@hotmail.com
Revista Tecnológica – Edição Especial 2014 Maringá, p. 237-246, 2015 preparo, processamento e armazenamento, contribuindo na qualidade e atributos sensoriais dos alimentos (Ribeiro e Seravalli, 2007).
Os diferentes processos a que são submetidos os alimentos durante sua elaboração podem alterar a funcionalidade das proteínas em diferentes graus. As mudanças produzidas estão diretamente relacionadas com o tipo e a intensidade do tratamento aplicado. Alguns agentes ou tratamentos utilizados no processamento de alimentos são capazes de causar desnaturação proteica, podendo ser classificados como reversível ou irreversível (Dossiê, 2012). O emprego de proteínas vegetais na indústria de alimentos depende da versatilidade de suas propriedades funcionais, as quais são influenciadas por fatores intrínsecos, além das condições e método de concentração (Rodríguez-Ambriz et al., 2005).
Uma planta que tem sido amplamente estudada devido as várias características é a Moringa oleifera Lam. (Moringa), pertencente à família Moringaceae, originária da Índia, espalhada por vários países principalmente os tropicais, como o Brasil (Karadi et al., 2006). Suas árvores possuem crescimento rápido, podendo alcançar 12,0 m de altura sendo que no primeiro ano podem chegar 4,0 m e até frutificar (Carvalho, 2005). Esta planta pode se adaptar tanto ao clima árido como subúmido, existindo relatos de cultivo em altitudes de até 2000 metros, porém não tolera baixas temperaturas sendo a faixa de temperatura ideal para desenvolvimento de 24–30ºC (Almeida, 2010).
Quase todas as partes da Moringa são ditas como sendo de valor alimentar (folhas, frutos verdes, flores e sementes) e medicinal (todas as partes da planta) (Makkar e Becker, 1996). As flores, bastante perfumadas podem ser utilizadas para fabricação de medicamentos, (Santos, 2010). Suas folhas são boas fontes proteicas com 33,77% de proteínas (Silva et al., 2010), não contêm taninos, lectinas ou inibidores de tripsina além de possuir hormônios promotores do crescimento (Makkar e Becker, 1996). Além disso, suas folhas são ricas em pró-vitamina A, vitaminas B e C, Fe e vários aminoácidos. As folhas frescas contêm 23% de proteína bruta em base seca, com uma digestibilidade in vitro de 79,7%, sendo então valioso como suplemento para animais (Reyes et al., 2006). Vários países fazem de seu consumo uma recomendação à crianças para contornar a desnutrição (Fuglie, 2001).
Das sementes pode ser extraído o óleo que apresenta baixo conteúdo de ácidos graxos poliinsaturados (<1%) e desta forma alta resistência à oxidação, podem ser utilizados na alimentação, indústria de biodiesel, cosméticos e de fármacos (Lalas e Tsaknis, 2002). E por apresentarem aproximadamente 33,9% de proteínas (Bezerra et al., 2004) podem ser utilizadas como substitutos proteicos, na aplicação farmacológica como anti-inflamatórios, anti-microbianos e no tratamento de água por possuir propriedade coagulante/floculante (Vieira et al., 2010).
Com base na importância das proteínas vegetais na indústria de alimentos e nas características físico-químicas apresentadas pela semente de Moringa, este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades funcionais das proteínas presentes nas sementes de Moringa quando submetidas a diferentes tratamentos térmicos.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
As sementes de Moringa utilizadas no estudo foram provenientes da Fazenda Experimental da Universidade Estadual de Maringá, localizada em Iguatemi/PR e os ensaios realizados com as mesmas foram no Laboratório de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Maringá, localizada na cidade de Maringá, Paraná. As sementes foram colhidas e descascadas e antes do uso, foram mantidas em estufa à 30ºC/12h para uniformizar as amostras.
Posteriormente, as sementes foram submetidas a dois tipos diferentes de tratamentos térmicos e uma porção mantida in natura. Os processos de tratamento térmico utilizados
Revista Tecnológica – Edição Especial 2014 Maringá, p. 237-246, 2015 foram o assamento na faixa de temperatura de 150-180°C (10 e 20 minutos) e cozimento a 95°C (15 e 20 minutos). Após os tratamentos térmicos as sementes foram avaliadas quanto as suas propriedades funcionais (em triplicata), conforme descrito nos itens 2.1 à 2.6 a seguir. 2.1 ÍNDICE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA (IAA)
O índice de absorção de água (IAA) foi determinado segundo a metodologia de Anderson et al. (1969). Em um tubo de centrífuga, previamente tarado, foi transferido 2,5g de amostra e 15mL de água. Agitou-se os tubos por 30 minutos em agitador mecânico e, em seguida, estes foram centrifugados a 4000 rpm/15 minutos. O sobrenadante foi transferido cuidadosamente para uma cápsula de alumínio previamente tarada, que foi levada para a estufa a 105°C/12 horas. O gel remanescente foi pesado e calculou-se o IAA de acordo com a equação 1:
(1) Onde:
PRC - peso do resíduo de centrifugação (g) PA - peso da amostra base seca (g)
PRE - peso do resíduo de evaporação (g)
2.2 ÍNDICE DE SOLUBILIDADE EM ÁGUA (ISA)
O índice de solubilidade em água foi calculado pela relação entre o peso do resíduo de evaporação (PRE) e o peso seco da amostra (PA) analisados na determinação do IAA, conforme a equação 2:
(2)
2.3 CAPACIDADE DE ABSORÇÃO DE ÓLEO (CAO)
O cálculo da capacidade de absorção de óleo (CAO) foi baseado no método proposto por Lin, Humbert e Sosulski (1974), com adaptações. Primeiramente, realizou-se a homogeneização de 0,5g de amostra com 4g de óleo de soja refinado em tubo de centrífuga, durante 1 minuto, e posteriormente foram mantidos em repouso por 30 minutos à temperatura ambiente (22-25°C). Em seguida, as amostras foram centrifugadas durante 30 minutos a 2500 rpm. Após a centrifugação, o sobrenadante foi separado do sedimentado contido no tubo da centrífuga e pesado para então calcular a CAO conforme equação 3:
(3)
2.4 CAPACIDADE DE EMULSIFICAÇÃO (CE)
A capacidade de emulsificação (CE) foi medida segundo a metodologia proposta por Dench et al. (1981). Suspendeu-se 2,5g de amostra em água destilada (40mL) e ajustou-se o pH da suspensão para 7,0 com soluções de NaOH (quando pH inicial menor que 7,0) ou HCl (quando pH inicial maior que 7,0), ambas 0,1 M. Logo após, a suspensão foi agitada por 15 minutos, sendo o pH da suspensão monitorado e se necessário realizado novo ajuste. O volume final foi suspendido para 50mL com água destilada. Nesta solução, foram adicionados 50mL do óleo de soja e com agitador de pá misturados à máxima velocidade por 3 minutos. A
Revista Tecnológica – Edição Especial 2014 Maringá, p. 237-246, 2015 emulsão obtida foi centrifugada a 1300G/5 minutos. A CE foi calculada pela relação:
(4)
2.5 ESTABILIDADE DA EMULSÃO (EE)
Essa propriedade foi determinada segundo o método proposto por Wang et al. (2000), no qual 2,5g de amostra foram pesados e suspensos em solução tampão (pH 3,0; 4,0; 6,0; 7,0; 10,0) para um volume de 40 ml. Em seguida, a suspensão foi agitada por 15 minutos, fazendo novamente a leitura do pH e se necessário ajustado. O volume final foi completado para 50 ml com a solução tampão em questão. Posteriormente, foram adicionados 50 ml de óleo de esta suspensão e misturados na velocidade máxima por 3 minutos. As emulsões formadas foram aquecidas a 80°C/30 minutos, e, logo em seguida, resfriadas em água corrente por aproximadamente 10 minutos, antes de centrifugar a 1300G/5 minutos.
A estabilidade de emulsão pode ser calculada usando-se a equação 5:
(5) Onde:
ACEP - Altura da camada emulsificada antes do aquecimento ACEA - Altura da camada emulsificada após o aquecimento
2.6 CAPACIDADE (AES) E ESTABILIDADE DE FORMAÇÃO DE ESPUMA (EES) A capacidade e estabilidade de formação de espuma foram determinadas usando 1,0g de amostra seca dispersa em 50 ml de solução tampão (valores de pH 2,0; 4,0; 6,0; 7,0 e 10,0), homogeneizada em agitador mecânico a 5000 rpm durante 2 minutos. A mistura resultante foi transferida para uma proveta graduada de 100 ml, tendo seu volume anotado. O volume de espuma formado no período de 1 minuto de homogeneização representa a capacidade de formação de espuma, e foi expresso como sendo a porcentagem do aumento do volume inicial da dispersão, calculado conforme a equação (6):
(6)
A estabilidade da espuma foi avaliada como sendo a diminuição do volume no intervalo de tempo de 20 minutos, através da equação (7) abaixo.
(7)
3 RESULTADOS
Os resultados obtidos para índice de absorção de água, índice de solubilidade de água, capacidade de absorção de óleo e capacidade emulsificante estão dispostos na Tabela 1.
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Tabela 1. Resultados obtidos nos ensaios de IAA, ISA, CAO e CE para as sementes de Moringa oleifera após
diferentes processos térmicos.
Valores seguidos por letras diferentes numa mesma coluna representam diferenças significativas (p<0,05), entre cada tratamento térmico, pelos testes ANOVA e Tukey.
É possível observar que no parâmetro de índice de absorção de água (IAA), a semente assada em ambos os tempos (10 e 20 minutos) apresentou um maior índice de absorção de água, quando comparada às cozidas e à semente in natura. Este fato pode ser explicado pela temperatura ser mais branda durante o assamento, que pode resultar em uma desidratação leve passível de recuperação, sendo assim, a semente assada apresentou capacidade de absorver uma maior quantidade de água que as demais amostras estudadas. Já o baixo valor de IAA das sementes cozidas pode ter ocorrido devido as mesmas terem absorvido uma grande quantidade de água durante o cozimento, sendo possivelmente este um valor muito próximo ao da sua capacidade máxima.
A semente de Moringa proporcionou resultados positivos quanto ao valor de CAO, sendo que foram maiores para as sementes que foram estudadas pelo processo de assamento, mostrando que quando a semente sofre um assamento brando, por 10 minutos, sua característica de CAO, em relação à in natura, não apresenta diferença significativa a nível de 5%, bem como ISA, o que não acontece com a semente assada no período de 20 minutos, que provavelmente pode ter ocorrido desnaturação da proteína presente, indicando valores com nível de significância maior que 5% para ISA e CE quando comparados à semente in natura e assada por 10 minutos.
A capacidade de absorção de óleo (CAO) é uma importante propriedade funcional, pois pode melhorar a textura e retenção de sabor dos produtos (Khalil, 2001). De acordo com Carvalho (2004), a farinha desengordurada de cupuaçu apresentou um valor de CAO de 346,5% sendo assim, a semente de cupuaçu seria mais indicada no uso de um produto quando a intenção de melhoria do mesmo estiver relacionada com suas características de textura e sabor.
Estudos realizados com o isolado proteico de semente de abóbora mostram que este possui uma capacidade emulsificante (CE) muito elevada (510,67%) (Silva et al., 2012) que, quando comparada aos resultados obtidos, indica que este tipo de composto pode ser mais interessante para a indústria de alimentos por proporcionar melhor formação da textura e consistência, bem como dispersão de fase e solubilização de aromas (Silva et al., 2006).
De acordo com Oliveira (2011), dentre os fatores que alteram as propriedades funcionais da proteína está a temperatura, com isso, é possível concluir que para a semente tratada com cozimento, em ambos os tempos de 15 e 20 minutos, houve uma diminuição considerável dos valores nas análises realizadas, devido a exposição da mesma à temperatura de cozimento durante o tempo descrito, fazendo com que a proteína desnaturasse, perdendo sua funcionalidade e, consequentemente, a capacidade de absorção e formação de emulsão.
Com relação a estabilidade da emulsão (EE), a mesma se refere à habilidade da proteína em formar uma emulsão que permaneça sem mudanças ou alterações significativas em sua estrutura durante um tempo de duração pré determinado e, sob condições específicas
Revista Tecnológica – Edição Especial 2014 Maringá, p. 237-246, 2015 de tempo ou temperatura (Kinsella, 1976). Os valores obtidos de EE em diferentes pHs e tratamentos térmicos encontram-se expressos na Figura 1.
Figura 1. Perfil da estabilidade emulsificante da semente de Moringa oleifera.
Ao avaliar a Figura 1, foi possível observar que a semente de Moringa quando utilizada em emulsões a 80ºC apresentaram melhor resultado em pH 2, com 45 e 48,11% para as sementes in natura e assada por 10 min, respectivamente. A solubilidade do agente emulsificante (proteína) se altera com mudanças de temperatura e pH e, consequentemente, a estabilidade da emulsão também (Lisboa, 2002). Os valores encontrados estão muito próximos aos valores obtidos por Ferreyra (2003) que trabalhou com farinha totalmente desengordurada de amendoim obtendo resultados máximos de EE em pH 2 (58%) e pH 9 (60%). Desta forma os resultados obtidos indicam que as proteínas presentes nas sementes de Moringa in natura e assada por 10 min no pH 2 apresentaram uma boa estabilidade emulsificante ao calor quando comparada aos demais pHs.
A capacidade (AE’s) e estabilidade (EE’s) de formação de espumas apresentadas graficamente nas Figuras 2 e 3, mostram que, a semente de Moringa possui uma baixa capacidade de formação de espuma, com máximo próximo de 7%. Apesar da baixa formação de espuma, a estabilidade pode ser considerada boa nos valores de pH estudados, destacando o pH 10. Já as sementes tratadas com cozimento não proporcionaram um resultado positivo, em sua maioria não apresentaram formação de espuma mesmo no primeiro instante; e como já discutido anteriormente, isso pode ser explicado pela possível desnaturação da proteína quando a mesma foi submetida ao calor durante o cozimento.
A capacidade espumante (AE’s) obtida nas sementes de Moringa foram de aproximadamente 7,22% em pH 6 quando assada por 10 minutos, um valor bem inferior ao obtido por Silva et al (1996) que trabalharam com sementes de algaroba e obtiveram valores de 16,54% em pH 7, valores estes bem maiores que os da semente de Moringa.
Já Carvalho (2004) observou em seu estudo com concentrado e isolado proteico de sementes de cupuaçu uma baixa AE’s, porém uma alta estabilidade no decorrer do tempo, o mesmo obtido com as sementes de Moringa, e isto se deve ao fato de que algumas propriedades que facilitam a formação de espuma pelas proteínas não garantem a sua estabilidade, como a flexibilidade da molécula. E ainda, existem características moleculares que facilitariam a estabilidade, porém não são compatíveis com a facilidade de formação de espuma, como por exemplo, a coesividade (Kinsella 1981).
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Figura 2. Perfil da atividade espumante da semente de Moringa oleifera.
A estabilidade de formação de espuma da semente de Moringa oleifera, na qual as siglas T20, T40 e T60 significam os intervalos de tempo (em minutos) em que a estabilidade de espuma de cada amostra foi analisada estão apresentadas na Figura 3.
Figura 3. Estabilidade de formação de espuma da semente de Moringa oleifera.
Podemos observar através dos dados expressos no gráfico que para as sementes submetidas ao cozimento, por 15 e 20 minutos, as respostas não foram positivas nos pHs 2, 4, 6 e 7. Isto pode ter acontecido devido a não formação de espuma, ou em alguns casos, uma formação inicial mínima, porém sem a estabilidade e com isto a espuma dissolveu antes do tempo de análise. O mesmo não aconteceu com a amostra de semente cozida por 15 minutos no pH 10 que apresentou estabilidade positiva, o que não ocorreu com as sementes cozidas por 20 minutos, onde permaneceu estável por somente 20 minutos
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4 CONCLUSÃO
A semente da M. oleifera quando consumida in natura proporciona um melhor aproveitamento de seus nutrientes, porém, o seu consumo in natura é dificultado devido à dureza e amargor da semente.
A partir da discussão feita e dos resultados encontrados, tem-se que a forma de consumo que mais se aproxima da in natura, de acordo com as propriedades funcionais da semente em relação a proteína, é o tratamento térmico de assamento pelo tempo de 10 minutos. É possível concluir que este tratamento é o mais adequado devido ao baixo tempo de exposição à alta temperatura, o que reduz a degradação da proteína e mantém valores de ISA, CAO, EE em pH 2 e 4 a nível de significância inferior a 5% dos valores da semente in natura.
AGRADECIMENTOS
Os autores do presente trabalho agradecem ao CNPq, CAPES e Fundação Araucária pelo apoio financeiro.
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