Utilização de Biomassa de Spirulina Platensis para desenvolvimento de molho com alto teor proteico: um estudo piloto / Use of Spirulin Biomass for development of sauce with high protein content: a pilot study

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.21172-21185 apr. 2020. ISSN 2525-8761

Utilização de Biomassa de Spirulina Platensis para desenvolvimento de

molho com alto teor proteico: um estudo piloto

Use of Spirulin Biomass for development of sauce with high protein content:

a pilot study

DOI:10.34117/bjdv6n4-332

Recebimento dos originais:20/03/2020 Aceitação para publicação:26/04/2020

Leila Magda Rodrigues Almeida

Mestre em Ciência de Alimentos pela Universidade Federal da Bahia (UFBA) Instituição: Universidade Federal da Bahia (UFBA)

Endereço: Departamento de Análises Bromatológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal da Bahia, Av. Adhemar de Barros, s / nº - Ondina, Salvador, 40170-110, Brasil.

E-mail: Leilayliu@hotmail.com

Jessica Santiago Falcão

E-mail: jeu.santiago@gmail.com

Pedro Paulo Lordelo Guimarães Tavares

E-mail: pp.lordelo@gmail.com

Larissa Farias da Silva Cruz

E-mail: laarissa_martins18@hotmail.com

Itaciara Larroza Nunes

Doutora em Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina

Endereço: Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Rodovia Admar Gonzaga, 1346, Itacorubi. 88034-000, Florianópolis, Santa

Catarina, Brasil E-mail: itaciara@yahoo.com

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Jorge Alberto Vieira Costa

Doutor em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas. Instituição: Universidade Federal do Rio Grande (FURG)

Endereço: Laboratório de Engenharia Bioquímica, Faculdade de Química e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande, PO Box 474, Rio Grande 96203-900, Brasil

E-mail: jorgealbertovc@terra.com.br

Janice Izabel Druzian

Doutora em Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas Instituição: Universidade Federal da Bahia (UFBA)

E-mail: janicedruzian@hotmail.com

Carolina Oliveira de Souza

Doutora em Medicina e Saúde pela Universidade Federal da Bahia (UFBA) Instituição: Universidade Federal da Bahia (UFBA)

E-mail: carolinaods@hotmail.com

RESUMO

A indústria global de alimentos vem explorando amplamente a utilização da microalga Spirulina como fonte promissora para o desenvolvimento de novos alimentos. Seu alto conteúdo de nutrientes, sobretudo proteína e atividade antioxidante, pode contribuir para agregar valor e funções específicas para os alimentos adicionados desta microalga. Neste sentindo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar um molho funcional formulado com biomassa de

Spirulina platensis, agregando valor nutricional ao produto. Foram elaborados dois molhos:

controle (sem Spirulina) e molho contendo 4% de Spirulina. Os produtos foram elaborados segundo as boas práticas de fabricação. Os teores de umidade, pH e atividade de água foram semelhantes em ambos os molhos, estando de acordo com as exigências da legislação brasileira para especiarias, temperos e molhos. O molho com adição de Spirulina apresentou um aumento significativo no conteúdo proteico, cerca de 60 % maior que o controle, indicando uma melhoria na qualidade nutricional do produto desenvolvido. Produtos desenvolvidos com Spirulina representam uma tendência sustentável no mercado de alimentos, por proporcionarem uma série de benefícios em razão de ser uma potencial fonte de nutrientes.

Palavras-chave: Microalga; nutrientes; inovação.

ABSTRACT

The global food industry has been extensively exploring the use of spirulina microalgae as a promising source for the development of new foods. Its high content of nutrients, mainly protein and antioxidant activity, can contribute to add value and specific functions to the foods used in this microalgae. In this sense, the objective of this work was to develop and characterize a functional sauce formulated with platinum spirulina biomass, adding nutritional value to the product. Two sauces were prepared: control (without spirulina) and sauce containing 4%

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spirulina. The products were made according to good manufacturing practices. The moisture content, pH and water activity were similar in both sauces, with limits according to Brazilian legislation for spices, seasonings and sauces. The sauce with the addition of spirulina shows a significant increase in protein content, about 60% greater than the control, indicating an improvement in the nutritional quality of the product developed. Products developed with Spirulina represent a sustainable trend in the food market, as they provide a series of benefits due to being a potential source of nutrients.

Keywords: Microalgae; nutrients; innovation.

1 INTRODUÇÃO

As microalgas são micro-organismos fotossintéticos encontrados amplamente na natureza em ambientes marinhos e de água doce. Constituem um grupo diversificado de organismos procarióticos e eucarióticos (Kreitlow, Mundt, Lindequist, 1999; Molnár, Gyenis, Varga, 2009), e possuem um mecanismo fotossintético semelhante ao das plantas terrestres (Carlsson et al., 2007).

Sua importância deve-se pela elevada participação na fotossíntese, e principalmente pela sua composição química, que apresenta alto conteúdo de nutrientes. Por esse motivo, a indústria global de alimentos vem explorando amplamente a utilização das microalgas como fonte promissora para novos alimentos, tão quanto para o desenvolvimento de produtos alimentares funcionais (Ejike et al., 2016).

Nesse sentido, a microalga do gênero Spirulina tem sido estudada pelo seu potencial nutricional, por apresentar alta qualidade e quantidade de proteínas, aminoácidos essenciais, vitaminas, minerais e ácidos graxos poliinsaturados. Além destes compostos, suas células apresentam produtos do metabolismo secundário, que induzem efeitos fisiológicos, como, por exemplo, os compostos fenólicos, tocoferol e pigmentos (carotenoides, ficocianina e clorofila), aos quais são atribuídas suas propriedades potencialmente funcionais (Parisi et al, 2009; Assis, 2012; Machado et al, 2014).

Sendo assim, a microalga Spirulina tem sido utilizada no mercado de alimentos saudáveis, de modo que alguns alimentos como macarrão, biscoitos, barras de cereais e outros produtos já foram desenvolvidos utilizando a biomassa dessa microalga (Ejike et al., 2016; Figueira et al., 2011; Lemes et al., 2012; Morais, Miranda, Costa, 2006; Rodríguez et al., 2014). Estudos evidenciam que a incorporação de microalgas nos alimentos pode resultar em importantes efeitos terapêuticos, como anticancerígeno, hipolipidêmico, efeito protetor contra a diabetes e obesidade (Hirahashi et al., 2002; Kurd & SamavatI, 2015; Ponce et al., 2010).

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A FDA (Food and Drug Administration) certificou esta microalga como GRAS (Generally Recognized as Safe) e no Brasil, a Spirulina é classificada como um novo ingrediente e sua ingestão diária não deve exceder 1,6 g/indivíduo (Brasil, 2004).

As inovações na indústria de alimentos, como a aplicação de novas abordagens científica, novas técnicas na transformação de alimentos e a introdução de novos alimentos, são consideradas um instrumento de extrema importância para o atendimento das atuais demandas dos consumidores. A este respeito, as microalgas desempenham papel destacado, como demonstrado pela grande presença de nutrientes, podendo ser introduzida na alimentação através do desenvolvimento de novos produtos (Bigliardi & Galati, 2013; Buono, 2014).

Os produtos derivados de microalgas mais popularmente comercializados são os comprimidos, cápsulas e alimentos em pó. É necessário, dessa forma diversificar a outros produtos, a fim de garantir o contínuo desenvolvimento da biotecnologia na área de alimentos (Liang et al., 2004).

Diante dessa premissa, o objetivo deste estudo foi desenvolver um molho funcional formulado com a biomassa de Spirulina e avaliar as características físico-químicas do produto elaborado.

2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 OBTENÇÃO DA MICROALGA

Foi utilizado para este estudo a biomassa da microalga Spirulina sp.LEB-18 cultivada em planta piloto, localizada na Faculdade de Farmácia da Universidade Federal da Bahia (UFBA), Salvador – BA. As microalgas foram cultivadas em condições outdoor, com meio Zarrouk conforme descrito por Costa et al. (2004). A biomassa foi liofilizada e macerada antes da realização das análises. A Spirulina liofilizada foi caracterizada quanto ao proteínas totais, lipídios totais, carboidratos totais e cinzas.

2.2 FORMULAÇÃO DO MOLHO

Para a elaboração do molho utilizou-se especiarias vegetais (cebola, tomate, orégano, cominho, salsa) e a biomassa de Spirulina, além de sal, vinagre e óleo vegetal. Foram elaborados dois tipos de molho: controle (sem adição de Spirulina) e molho contendo 4% de biomassa de

Spirulina. Com exceção da biomassa, todos os demais ingredientes foram utilizados nas mesmas

concentrações. Vale ressaltar que a adição de Spirulina foi baseada na regulamentação brasileira que a classifica como um novo ingrediente e determina que a ingestão diária não deve exceder

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1,6 g/indivíduo (Brasil, 2004). Todos os ingredientes foram adquiridos no comércio local de Salvador-BA.

2.2.1 Elaboração do molho

Para elaboração do molho contendo Spirulina, inicialmente foram realizados testes preliminares utilizando diferentes proporções dos ingredientes até a determinação das quantidades adequadas de cada. Os critérios utilizados para determinar a formulação ideal tiveram como parâmetros o aspecto visual, aroma predominante de especiarias, uniformidade, homogeneidade, textura macia e aspectos físico-químicos conforme determinado pela legislação vigente (RDC n°.276/2005) que trata do Regulamento Técnico para Especiarias, Temperos e Molhos (ANVISA, 2005).

O preparo dos molhos consistiu em triturar e homogeneizar todos os ingredientes em liquidificador (Britânia Diamante 800 W), com exceção da Spirulina que foi adicionada em seguida. Posteriormente os molhos foram aquecidos por 10 min. a 95ºC e envasados. O envasamento do produto recém preparado e quente foi realizado em embalagens de vidros com tampas previamente esterilizadas com água em ebulição (100°C) por 30 min. Após o envase dos molhos, foi realizada a pasteurização por 30 min. a 90ºC, seguido de resfriamento a 4ºC, em banho de gelo, durante 10 minutos (Monteiro, 2008).

2.3 CARACTERIZAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS

As amostras dos molhos foram analisadas quanto à umidade, utilizando uma balança de infravermelho (Mx – 50) á 105 °C; pH por meio de um medidor de pH digital (PHS-3D, China); atividade de água por determinação direta com higrômetro Aqualab (3TE, DECAGON, USA) à temperatura de 25ºC; cinzas por método gravimétrico em mufla à 550 ºC (method 923.03); proteína bruta o pelo método Kjeldahl, nº 46-13 (AACC, 2000), utilizando como fator de conversão de nitrogênio para proteína 4,78, conforme proposto para

microalgas (LOURENÇO et al., 2004); e lipídios pelo método de Blig-Dyer (1959). Os

carboidratos totais foram estimados por diferença. O valor energético foi calculado utilizando os fatores de Atwater, que estabelece 4 kcal/g para proteína e carboidrato e 9 kcal/g para lipídios (SCHAKEL et al., 2009).

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.21172-21185 apr. 2020. ISSN 2525-8761 2.4 ANÁLISE ESTATÍSTICA

As análises foram realizadas em triplicata e os resultados foram expressos como média ± desvio padrão. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e aplicado o teste t de Student, utilizando o software estatístico R Commender 3.5.1.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para a elaboração do produto, inicialmente foi realizada a caracterização físico-química da biomassa de Spirulina (Tabela 1). A utilização da microalga teve como principal objetivo agregar valor nutricional ao molho desenvolvido, uma vez que o consumidor busca praticidade no preparo de pratos elaborados, e os molhos, se destacam no mercado com 20% de participação nos constantes lançamentos de novas formulações (Monteiro, 2008). Adicionalmente, a atenção às características nutricionais dos alimentos tem aumentado entre consumidores que buscam hábitos mais saudáveis, visando à melhoria da qualidade de vida (Monteiro, 2005).

Tabela 1 – Composição centesimal da biomassa de Spirulina LEB - 18. Parâmetros Valores em % Cinzas 16,9 ± 0,43 Umidade 3,14 ± 0,85 Proteínas 62,43 ± 2,43 Lipídios 13,4 ± 0,73 Carboidratos 4,13 ± 0,62

Os dados são expressos como média de triplicatas ± desvio padrão

A composição centesimal da biomassa de Spirulina determinada neste estudo foi semelhante à encontrada por outros autores, levando-se em conta as diferenças decorrentes do tipo de cultivo e das condições climáticas (Colla et al., 2007; Morais et al., 2006; Figueira et

al., 2011). Jesus et al. (2018), relataram que as condições climáticas têm influência significativa

no teor de proteínas, a concentração obtida por estes autores nas condições climáticas do Nordeste foi de 62,97%, semelhante ao encontrado neste estudo (62,43%) para a mesma região (Tabela 1). Os valores de cinzas e lipídios encontrados neste trabalho foram superiores aos obtidos por Manrich et al., (2014) para a mesma microalga, que determinou valores de 9,86% e 2,87% respectivamente. Em contraste, os teores de carboidratos (5,72 ± 0,8%), cinzas (19,35 ± 0,06%) e lipídios (cerca de 12%) encontrados por Jesus et al., (2018) são semelhantes aos encontrados neste estudo, conforme a Tabela 1.

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Os teores de umidade e pH encontrados neste trabalho (Tabela 2) foram semelhantes ao

encontrado em molhos comerciais de tomate, que variam respectivamente de 84,33% a 87,47% e 3,9 a 4,3 (Monteiro, 2008). Observa-se que a adição da Spirulina proporcionou um aumento de aproximadamente 2,2% no pH, isso se justifica pela característica da microalga que é alcalina (pH 7,0), no entanto, esse aumento não afetou as propriedades físico-químicas do molho, uma vez que o pH manteve-se inferior a 4,5 conforme preconizado pela legislação vigente (Brasil, 2001).

Em relação à atividade de água nos molhos desenvolvidos, observa-se altos valores em ambos os produtos. Diante disso, é importante ressaltar que os molhos passaram por processo de pasteurização e apresentaram características ácidas (pH < 4,5), o que dificulta o crescimento microbiano, outrossim, a adição da Spirulina pode proporcionar efeitos antimicrobianos, conforme descrito por Parisi (2010) em estudo sobre a atividade antibacteriana da microalga

Spirulina platensis.

A atividade de água (Aw), umidade e o pH são propriedades importantes para o processamento, conservação e armazenamento de alimentos (Bone, 1987). A água total (umidade) contida em um produto pode ser encontrar na forma de água ligada e não ligada. A água não ligada, disponível, é chamada atividade de água que indica a quantidade de água disponível para facilitar o movimento molecular para o crescimento das células microbianas e reações química. Por esse motivo, os molhos comerciais exigem um material de embalagem que ofereça boa proteção contra a oxidação, contra a perda de umidade e a contaminação microbiológica (Jaime, 1998).

O conteúdo nutricional dos novos produtos tem sido foco de interesse dos consumidores que buscam alimentos saudáveis. Produtos com alto teor de proteína e baixo teor de gordura são tendências na indústria de alimentos (MONTEIRO, 2006).

Tabela 2 – Características físico-químicas do molho controle e molho com Spirulina.

Parâmetros Molho controle Molho com Spirulina

pH 3,44 ± 0,01b _{4,22 ± 0,15}a

Umidade % 88,74 ± 0,36a _{80,08 ± 0,78}b

Atividade de água 0,99 ± 0,01a _{0,97 ± 0,01} a

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Lipídios totais % 2,06 ± 0,03 a _{2,20 ± 0,02} a

Carboidrato % 3,27 ± 0,01 b _{4,48 ± 0,01} a

Cinzas % 0,43 ± 0,01 b _{1,15 ± 0,04} a

Valor energético Kcal/100g 49,16 ± 0,06 b _{82,20 ± 0,11}a

Os dados são expressos como média de triplicatas ± desvio padrão. Letras iguais na mesma linha indicam que os resultados não diferem estatisticamente (p>0.05) utilizando o teste de t.

Verifica-se que a adição de biomassa de Spirulina no molho desenvolvido resultou em um aumento na quantidade de proteína (Tabela 2). Monteiro (2008) encontrou em molhos comerciais à base de tomate, teores de proteína variando de 1,2 a 2,28 %, inferiores aos encontrado nesse estudo. Isso indica que a incorporação de Spirulina a 4% contribuiu para agregar valor nutricional ao produto, colaborando sobretudo, no alcance do aporte proteico, pois a adição da microalga, representou um aumento de 149% no teor de proteínas. Uma porção média (50 g) do molho com Spirulina sp. pode contribuir com 28% a 37% da ingestão indicada de proteína de acordo com as Dietary Reference Intakes - DRIs (15 - 20%) para um indivíduo adulto saudável.

Resultados semelhantes a este estudo foram encontrados por Morais et al. (2006) no desenvolvimento de biscoitos contendo 3% e 5% de biomassa de Spirulina sp.LEB-18, os autores reportaram teores de proteína de 10,9 e 11,1% respectivamente. Figueira et al. (2011) utilizando a mesma microalga na proporção de 4 % encontraram valor de proteína de 9,33 ± 0,11% para o desenvolvimento de pães enriquecidos com Spirulina.

A concentração de proteína presente na biomassa de Spirulina é superior (62,43%) à encontrada em fontes convencionais como carne de pescado (15,0 - 25,0%), soja (35,0%), ovos (12,0%), cereais (8,0 - 14,0%) e leite integral (3,0%) (Henrikson, 1994). Por isso a sua utilização apresenta vantagens, além de ser uma alternativa lucrativa ao setor primário, pois pode ser cultivada em solos impróprios para agricultura e pecuária, utilizando águas salobras, salgada ou resíduos do processo de dessalinização (Ghofar et al., 20219). Vale ressaltar que a microalga

Spirulina possui o certificado GRAS (Generally Recognized As Safe), podendo ser utilizadas

como alimento sem oferecer risco a saúde (Morais et al., 2009; Gong & Bassi, 2016).

Em relação aos teores de lipídios, verifica-se que não houve diferença significativa entre a amostra com Spirulina e a amostra controle. Monteiro (2008) em seu estudo sobre o desenvolvimento de molho de tomate com cogumelo obteve valor de lipídios totais de 8,8 ±

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0,12% no molho de tomate com 3 % de cogumelo. Já Barkallah et al., (2017) encontraram conteúdo de lipídio de 3,4 ± 0,68% em iogurte enriquecido com 0,25% de Spirulina.

O conteúdo de carboidrato foi maior no molho com adição de Spirulina sp. em relação ao molho controle, em razão possivelmente da quantidade desse componente presente na biomassa da microalga, que segundo Jesus et al. (2018) é torno de 10%. Em molhos de tomate comerciais foram encontrados teores de 4,77%, 5,5% e 7,67% respectivamente para diferentes marcas, valores superiores ao encontrado neste estudo (Monteiro, 2008). O conteúdo de cinzas também foi maior na amostra com Spirulina em relação à amostra controle, possivelmente devido a quantidade de minerais essenciais, como o magnésio, ferro e cálcio que são naturalmente presentes na biomassa desta microalga. Os minerais são essenciais, em diferentes quantidades, para o desenvolvimento humano. Assim, uma ingestão adequada de alimentos fontes é importante para evitar problemas de saúde relacionados a deficiências nutricionais (Gharibzahedi & Jafari, 2017). Figueira et al. (2011) encontrou resultados superiores ao desse estudo, em biscoito desenvolvido com 4 % de Spirulina verificou-se 2,11 ± 0,09 % de cinzas. Observa-se que a adição de Spirulina no molho desenvolvido resultou em um incremento no conteúdo nutricional do produto, sobretudo no valor proteico. Pode-se afirmar que a Spirulina apresenta uma composição apropriada para uso como complemento ou aditivo alimentar, podendo dessa forma ser considerada uma matéria-prima promissora para o desenvolvimento de novos produtos e para o fornecimento sustentável de nutrientes.

4 CONCLUSÕES

O molho formulado com Spirulina apresentou maior concentração de proteína, em comparação ao molho controle. A composição fisíco-química do molho controle foi semelhante ao dos molhos de tomate comerciais visto na literatura. O desenvolvimento de molho adicionado de Spirulina atendeu as demandas atuais dos consumidores, demostrado pelo elevador teor proteico, e apresentou-se de acordo com a legislação vigente para molhos. Sugere-se que novas concentrações sejam testadas e que novas análises sejam realizadas a fim de avaliar o potencial antioxidante, a avaliação sensorial e a estabilidade produto.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) e ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicação - MCTIC , Brasil ( nº

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01200.005005 / 2014-49 ) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq 313641/2019-6) pelo apoio financeiro.

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