AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FUNCIONAIS, NUTRIONAIS E QUÍMICAS DA PASTA VEGETAIS ENRIQUECIDA COM SORO DE LEITE SECA EM LEITO DE JORRO

AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FUNCIONAIS,

NUTRIONAIS E QUÍMICAS DA PASTA VEGETAIS

ENRIQUECIDA COM SORO DE LEITE SECA EM LEITO DE

JORRO

H.H.L. Zaccardi

, T. Muller

, J.V.O. Castro

, S.F. Rocha

, L.A.A. Pinto

1-Escola de Química e Alimentos – Universidade Federal do Rio Grande, Laboratório de Secagem – CEP:

96203-900 – Rio Grande – RS – Brasil, Telefone: 55 (53) 3233-6610 – e-mail: (heraldozacardi@gmail.com)

RESUMO – O objetivo deste trabalho foi avaliar a propriedades funcionais, nutricionais e químicas da pasta de vegetais enriquecida com soro de leite seca em leito de jorro em diferentes temperaturas. A pasta foi obtida por trituração e homogeneização da cebola, tomate, cenoura, couve, batata, óleo de soja comercial e soro de leite. Os experimentos foram conduzidos em leito de jorro cone-cilíndrico, e foi estudada a influência da temperatura (90 e 100°C), sendo fixadas a concentração de sólidos (10% m/m) e a vazão de alimentação (600 mL.h-1). A melhor condição de secagem foi na temperatura de 100°C, sendo efetiva na preservação dos compostos, as análises espectrais mostraram a presença de álcoois, fenóis, aldeídos e anéis aromáticos.

ABSTRACT – The objective of this study was to evaluate the functional, nutritional and chemical properties of vegetable paste enriched with dry whey in spouted bed at different temperatures. The paste was obtained by grinding and mixing onion, tomato, carrot, cabbage, potato, commercial soybean oil and whey. The experiments were conducted in spouted bed cone-cylindrical, and has studied the influence of temperature (90 and 100 ° C), and set the concentration of solids (10% m / m) and feed rate (600 mL.h-1). The best drying condition was at 100°C, being effective in preserving compounds, spectral analysis showed the presence of alcohols, phenols, aldehydes, and aromatic rings.

PALAVRAS-CHAVE: desidratação; propriedades funcionais; teor proteico. KEYWORDS: dehydration; functional properties; protein content.

1. INTRODUÇÃO

O desperdício de alimentos é um grave problema enfrentado pela agricultura mundial e que precisa ser revertido para minimizar as perdas de produção. Pois, mais da metade da produção de frutas e verduras é desperdiçada na América Latina, cerca de 20% da produção (FAO, 2011). Em se tratando de perdas o Brasil também produz de um subproduto de elevado valor nutricional do setor de laticínios, que gera uma quantidade de soro de leite que representa 85-90% do volume de leite utilizado na fabricação de queijos (Almeida, 2001). Acredita-se que 50% do soro produzido não é aproveitado (Lira et al., 2009). Por isso, o emprego deste soro em formulações alimentícias torna-se viável, pois evitaria a contaminação ambiental.

A secagem de alimentos de vegetais é, comumente, utilizada para reduzir o teor de umidade, aumentando o tempo de conservação (Mujumdar e Huang, 2007). A crescente demanda por alimentos

desidratados requer a otimização das condições da operação de secagem, com a finalidade de melhorar a eficiência do processo e a qualidade final do produto (Banga et al., 2003).

O objetivo do presente trabalho foi formular uma pasta de vegetais enriquecida de soro de leite utilizando a programação linear e avaliar a propriedades funcionais, nutricionais e químicas do produto seco em leito de jorro em diferentes temperaturas.

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Matéria-prima e Obtenção da Pasta de Vegetais Enriquecida de Soro de

Leite

As matérias-primas utilizada foram cebola (Allium cepa L.), tomate (Lycopersicum

esculentum), cenoura (Daucus carota L.), couve (Brassica oleracea), batata (Solanum tuberosum),

óleo de soja comercial e soro de leite. Os vegetais, óleo de soja e o soro de leite foram adquiridos em feiras livres, nos mercados da cidade do Rio Grande/RS e na Univates de Lajeado-RS., respectivamente.

Para obter a pasta, foram realizadas as etapas lavagem, descascamento, corte/redução de tamanho, trituração, após essa etapa foi adicionado o óleo de soja e o soro de leite, sendo seguida de uma homogeneização e peneiramento (1,4 mm). Após esse conjunto de etapas foi realizado o procedimento de secagem.

2.2 Procedimento de Secagem em Leito de Jorro

A secagem foi realizada em célula de geometria cone-cilíndrica, o leito de inertes foi composto por 2,0 kg de partículas de polietileno, o tempo total de operação para cada experimento de secagem foi de 6 h. O esquema do leito de jorro está apresentado na Figura 1.

Figura 1 – Equipamento de Secagem em Leito de Jorro.

Legenda: (1) soprador radial; (2) válvulas de regulagem de vazão de ar; (3) sistema de aquecimento do ar; (4) controlador de temperatura; (5) placa de orifício; (6) manômetro de tubo em U; (7) célula de secagem; (8) termopares de entrada e saída da célula de secagem; (9) termopar de bulbo seco; (10) termopar de bulbo

úmido; (11) ciclone tipo Lapple; (12) bomba peristáltica; (13) reservatório da pasta; (14) compressor de ar. Fonte: Larrosa (2012).

2.3 Metodologia Analítica

Solubilibidade Proteica em meio aquoso: Foi determinada segundo a metodologia descrita por Morr et al. (1985). O índice de proteína solúvel foi determinado sobre o conteúdo total de proteína das amostras como mostra a Equação 1.

x100

100

S

W

50

A

=

PS





Capacidade de Retenção de Água (CRA) e Índice de Solubilidade em Água (ISA): A capacidade de retenção de água foi quantificada segundo adaptações de Anderson et al., (1969). Os índices foram então calculados de acordo com as Equações 2 e 3.

) M -(M M = CRA re a rc a re

M

100

M

=

ISA

×

Digestibilidade Proteica in vitro: A digestibilidade foi realizada utilizando as enzimas pepsina e pancreatina, simulando as condições gastrointestinais, segundo Sgarbieri (1996). O teor de aminoácidos liberados foram determinados pelo método de Lowry et al. (1951), empregando uma curva padrão de tirosina.

Análise de FTIR: Esta análise baseia-se na espectroscopia da transformada de Fourier na região do infravermelho (FTIR) de acordo com a refletância atenuada total horizontal (HATR). As análises foram realizadas em temperatura ambiente de 20°C utilizando uma varredura através da frequência de 4000 a 750 cm-1. Os extratos metanólicos da pasta de vegetais foram analisados a fim de identificar os principais picos que representam os grupos funcionais.

2.4 Análise Estatística

Os experimentos de secagem tiveram como fator de estudo a temperatura do ar de entrada em dois níveis de operação. A pasta teve a sua concentração inicial de 10% (m/m) de sólidos, e vazão de alimentação de 600 mL h-1. A Tabela 1 mostra o fator de estudo com seus respectivos níveis.

Tabela 1 – Fator e níveis de estudo dos experimentos de secagem de pasta de vegetais enriquecida de soro de leite.

Fator de Estudo Nível Inferior Nível Superior

Temperatura do ar de

entrada (°C) 90 100

Os resultados foram analisados através do Teste de Tukey ao nível de 95% de confiança (p<0,05).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

As quantidades otimizadas pela programação linear foram de 1,4 g, 329,8 g, 143,7 g,

74,0 g, 157,8 g, 183,7 g e 9,5 g, para os constituintes óleo de soja, tomate, cebola, batata,

couve, cenoura e soro de leite, respectivamente.

Tabela 2 – Resultados dos tratamentos experimentais da secagem em leito de jorro

cone-cilíndrico da pasta enriquecida com soro de leite

Exp. Sol.* CRA* ISA* Digest.*

(3) (2)

(% p/p) (g.g-1) (% p/p) (% p/p)

(1) 34,2±1,1a 10,1±0,5 a 27,8±0,0 a 55,4±0,6 a

(2) 26,5±0,0 b 10,8±0,3a 29,6±0,5 b 84,9±2,2 b

*Valor médio ± erro médio. Letras diferentes na mesma coluna apresentam diferença significativa (p<0,05). Legenda: (1) 90°C, 10 % (m/m) 600 mLh-1 _{e (2) 100°C, 10 % (m/m) 600 mLh}-1_.

Através da Tabela 2, verifica-se que para as respostas solubilidade proteica, índice de solubilidade em água (ISA) e digestibilidade proteica apresentaram diferença significativa (p<0,05), em todos os tratamentos. Pode-se observar também que a capacidade de retenção de água (CRA) não obteve uma diferença significativa ao nível de 95% de confiança (p<0,05), mostrando que neste estudo a temperatura não foi determinante para a resposta de capacidade de retenção de água.

Segundo Sgarbieri (1996), a solubilidade proteica tende a aumentar até uma faixa de temperatura de 40-50°C e, acima desta, tende a diminuir devido à desnaturação. E ainda as proteínas do soro de leite têm a sua funcionalidade associada à sua composição e grau de desnaturação (Lizarraga et al., 2006), sendo necessário o rigoroso controle da operação quando se trabalha com este produto. A solubilidade proteica é a principal propriedade funcional, do qual todas as demais são dependentes e, portanto, deve ser a primeira verificada para a utilização em produtos alimentícios. Pois as moléculas de água são capazes de ligarem-se a diversos grupos das proteínas, que incluem grupos carregados (interações íon-dipolo); grupos peptídicos da cadeia principal; grupos amida e hidroxila dos resíduos de aminoácidos; resíduos não polares (Fennema et al., 2010). O leito de jorro é conhecido por o material a ser seco atingir temperaturas brandas dentro do leito durante a operação de secagem, assim justifica-se a não degradação das proteínas neste estudo, pois as temperaturas internas do leito nos experimentos estavam um pouco acima da temperatura de bulbo úmido do ar, e os experimentos foram realizados com temperatura de bulbo úmido em torno de 45±1 °C.

A capacidade de retenção de água apresentou valores de 4,8 a 10,8 g.g-1. A CRA é a capacidade de reter a sua própria água, assim como a água adicionada, durante a aplicação de forças externas (como gravidade, pressão ou centrifugação), durante e/ou após aquecimento. As proteínas solúveis do soro de leite apresentam um excelente perfil de aminoácidos, caracterizando-as como proteínas de alto valor biológico. Rocha et al. (2014) estudaram uma pasta de vegetais enriquecida de sangue bovino obtiveram valores inferiores aos encontrados no presente, tornando o emprego de soro de leite em formulações alimentícias promissor.

Em relação ao índice de solubilidade em água, o experimento realizado com a menor temperatura apresentou menor índice de solubilidade em água. Este comportamento pode ser explicado pela menor temperatura de saída do ar e maior tempo de residência do produto, reduzindo a capacidade dos componentes solúveis oriundos dos vegetais (amido, pectina) e do soro de leite (proteínas) de se hidratarem com a água. Este índice está relacionado com a degradação do amido, essa substancia está presente no tomate na forma de pectina e na batata como amido (Shih et al., 2009). A capacidade do amido se ligar com a água pra formar géis em determinada faixa de temperatura faz com que o índice de solubilidade aumente influenciando diretamente as propriedades funcionais do produto seco e sua posterior aplicação na indústria de alimentos.

A digestibilidade proteica in vitro mostrou que no tratamento de maior temperatura obteve a maior digestibilidade. Isto pode ser decorrente da temperatura do ar de saída mais elevada. Pois, segundo Marichal et al., (2000) o grau de dano dependerá da quantidade de calor aplicada e da extensão do aquecimento. Além disso, os vegetais são conhecidos pelos fatores antinutricionais e que o tratamento térmico provoca a redução e/ou inativação de algumas dessas substâncias indesejáveis (Benevides et al., 2011). Assim, a operação de secagem pode ter ocasionado uma leve desnaturação

das proteínas, causando mínimas perdas na digestibilidade proteica. Porém, se for aplicado uma temperatura elevada pode provocar a desnaturação excessiva das proteínas resultando na sua insolubilização, afetando suas propriedades funcionais e aumentando a viscosidade. A maioria das proteínas é desnaturada quando expostas a moderado aquecimento (60 a 90 °C, por 1 h ou menos).

Os extratos metanólicos das amostras secas foram avaliados pela análise de infravermelho pela FTIR de acordo com a Figura 2.

Figura 2 – Espectros de FTIR dos extratos metanólicos das amostras de pastas de vegetais enriquecida com soro de leite: (a) 90°C e (b) 100°C.

Os espectros de infravermelho das amostras apresentados na Figura 2 mostra a composição química da pasta seca em leito de jorro e in natura. As bandas 3500 a 3150 cm-1 são atribuídas ao estiramento dos grupos –OH no plano. A região de 1650 cm-1 pode ser atribuída ao estiramento C=C e normalmente está ligada a presença de anéis aromáticos. As bandas na região de 1150 e 1000 cm-1 identificam os álcoois. Na região onde a absorção varia de 900 a 750 cm-1 pode ser deformação de C-H dos anéis aromáticos que se encontram fora do plano fora do plano (Silverstein et al., 2005).

Essas regiões de absorção também foram encontradas por Rocha et al. (2014) e Im et al. (2011), entretanto, tais bandas foram encontras com maior intensidade, os autores atribuíram esses picos a presença de compostos com atividade antioxidante, pois esses compostos geralmente apresentam o mesmo perfil espectral encontrado no presente trabalho. Através dos espectros de infravermelho mostrados na Figura 2 é possível afirma que a secagem não afetou a composição da pasta de vegetais de enriquecida de soro de leite.

4. CONCLUSÃO

A secagem em leito de jorro cone-cilíndrico da pasta de vegetais enriquecida com soro de leite apresentou os melhores resultados na condição de temperatura do ar de 100°C. Tendo como valores de solubilidade proteica 26,5±0,0% (m/m), capacidade de retenção de água 10,8±0,3 g g-1, índice de solubilidade em água 29,6±0,5% (m/m) e digestibilidade proteica de 84,9±2,2% (m/m). A análise espectral (FT-IR) dos extratos metanólicos mostrou a presença de bandas características encontradas em compostos antioxidantes como álcoois, fenóis, aldeídos e anéis aromáticos.

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