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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
POLPA DE JAMBOLÃO (Syzygium cumini) DESIDRATADA
POR LIOFILIZAÇÃO E SECAGEM EM LEITO DE JORRO:
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUIMICA E FUNCIONAL E
IMPACTO DA SECAGEM
Ana Luiza Macedo de Araújo
Orientadora: Profª. Drª. Roberta Targino Pinto Correia
Natal / RN
Julho / 2014
Ana Luiza Macedo de Araújo
POLPA DE JAMBOLÃO (Syzygium cumini) DESIDRATADA POR
LIOFILIZAÇÃO E SECAGEM EM LEITO DE JORRO:
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUIMICA E FUNCIONAL E
IMPACTO DA SECAGEM
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Química –
PPGEQ, da Universidade Federal do Rio Grande
do Norte – UFRN, como parte dos requisitos para
obtenção do grau de Mestre em Engenharia
Química, sob a orientação da Profª. Drª. Roberta
Targino Pinto Correia.
Natal / RN
Julho / 2014
Catalogação da Publicação na Fonte.
UFRN / CT / DEQ
Biblioteca Setorial “Professor Horácio Nícolás Sólimo”.
Araújo, Ana Luiza Macedo de.
Polpa de jambolão (Syzygium cumini) desidratada por liofilização e secagem em
leito de jorro: caracterização físico-quimica e funcional e impacto da secagem / Ana
Luiza Macedo de Araújo. - Natal, 2014.
92 f.: il.
Orientador: Roberta Targino Pinto Correia.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro
de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Programa de Pós-graduação
em Engenharia Química.
1. Desidratação - Frutas tropicais - Dissertação. 2. Alimentos funcionais -
Compostos bioativos - Dissertação. 3. Alimentos - Secagem - Dissertação. I.
Correia, Roberta Targino Pinto. II. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
III. Título.
RN/UF CDU 66.093.48: 634.6(043.3)
ARAÚJO, Ana Luiza Macedo. Polpa de jambolão (Syzygium cumini) desidratada por
liofilização e secagem em leito de jorro: caracterização físico-quimica e funcional e
impacto da secagem. Dissertação de Mestrado, UFRN, Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Química. Área de concentração: Engenharia Química. Linha de pesquisa:
Engenharia e Tecnologia de Alimentos. Natal/RN, Brasil.
Orientadora: Profª. Drª. Roberta Targino Pinto Correia.
______________________________________________________________________
Resumo: As frutas tropicais têm sido extensivamente estudadas devido a seu potencial
funcional atribuído à presença de compostos naturais bioativos. A fruta exótica
jambolão (Syzygium cumini) é reportada por sua apreciável quantidade de compostos
fenólicos, sobretudo antocianinas, além de significativa capacidade antioxidante. Apesar
disso, praticamente não existem produtos derivados de jambolão no mercado brasileiro
e volumes consideráveis da fruta são perdidos devido a sua elevada perecibilidade.
Sabe-se também que as frutas desidratadas são um importante segmento do mercado de
frutas processadas, justificada pela praticidade de comercialização, redução de peso e
volume e diminuição dos custos com transporte e armazenamento do produto final.
Dessa forma, o presente estudo produziu e avaliou a polpa de jambolão desidratada por
secagem em leito de jorro (JLJ) e liofilização (JLI), além de verificar o impacto dos dois
processos de secagem sobre o produto final. Para isso, os rendimentos dos processos
foram calculados e comparados, além das características físico-químicas (umidade,
atividade de água (aw), solubilidade, higroscopicidade, densidade e cor, estrutura
através de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV)),
concentração de bioativos (compostos fenólicos totais (CFT), antocianinas,
proantocianidinas e ácido ascórbico) e atividade antioxidante. Os resultados
demonstraram que os dois produtos alcançaram rendimento de secagem superior a 60%
e que o JLJ apresentou maior umidade e atividade de água quando comparado ao grupo
JLI (p<0,05). Os dois tipos de secagem foram capazes de produzir produto final estável
sob o ponto de vista microbiológico, tendo em vista que ambos apresentaram aw < 0,6.
Os produtos finais apresentaram elevada solubilidade (73,7 a 81,6%) e baixa
higroscopicidade (9,8 a 11,6%), características desejáveis para alimentos desidratados.
Apesar das perdas ocasionadas pela secagem, a polpa de jambolão desidratada pelos
dois métodos investigados apresentou elevados teores de CFT (468,6 a 534,0 mg
GAE/100g bs), antocianinas (491,9 a 673,4 mg. eq. cianidina-3-glicosídio/100g bs),
proantocianidinas (66,9 a 76,6 mg QTE/ g bs) e ácido ascórbico (156,4 a 186,8 mg/100g
bs). Tomados em conjunto, os resultados do presente trabalho apresentam a polpa de
jambolão liofilizada e seca em leito de jorro como produtos naturais com elevada
concentração de bioativos e características físico-químicas e funcionais apropriadas para
seu uso como ingrediente alimentar. Os dados aqui apresentados também demonstram a
secagem como estratégia racional de aproveitamento para a fruta exótica jambolão.
Palavras-chave: jambolão, secagem, bioativos, alimentos funcionais.
ARAÚJO, Ana Luiza Macedo. Pulp jambolan (Syzygium cumini) dried by
liophilization and drying in spouted bed: characterization physico-chemical and
functional and impact of drying. Masters Dissertation. UFRN, Graduate Program in
Chemical Engineering, Area of concentration: Chemical Engineering. Line of research:
Engineering and Food Technology. Natal / RN, Brazil.
Orientadora: Profª. Drª. Roberta Targino Pinto Correia.
______________________________________________________________________
Abstract: Tropical fruits have been extensively studied due to their functional potential
attributed to the presence of natural bioactive compounds. The exotic fruit jambolan
(Syzygium cumini) has been reported for its appreciable amount of phenolic compounds,
especially anthocyanins and antioxidant capacity. Nevertheless, there are hardly any
derived jambolan products in the Brazilian market. In addition to that, considerable
volumes of fruit are lost due to their high perishability. Dried fruits have become an
important fruit market segment due to its weight and volume reduction and decreased
transportation and storage costs. Thus, this study evaluated the jambolan pulp submitted
to spouted bed drying (JLJ) and lyophilization (JLI), besides assessing the drying
impact on the final product. In order to achieve this, the process performance was
calculated and compared, as well the physicochemical and bioactive characteristics
(moisture, water activity (aw), solubility, hygroscopicity, density, color, structure
through images obtained by scanning electron microscopy (SEM), concentration of
bioactive (total phenolic compounds (TPC), anthocyanins, proanthocyanidins and
ascorbic acid) and antioxidant activity. The results showed drying efficiency higher than
60% for both products and that JLJ group showed higher moisture and water activity
when compared to the JLI group (p<0.05). The two types of drying were able to
produce stable final product in the microbiological point of view, given that both
showed aw < 0.6. The final products exhibited high solubility (73.7 to 81.6%) and low
hygroscopicity (9.8 to 11.6%), desirable characteristics for dehydrated foods. Despite
the losses caused by drying, the dried jambolan pulp by both methods showed high TPC
(468.6 to 534.0 mg GAE/100g dm), anthocyanins (from 491.9 to 673.4 mg. eq.
cyanidin-3-glicoside/100g dm), proanthocyanidins (66.9 to 76.6 mg QTE/g dm) and
ascorbic acid (156.4 to 186.8 mg/100 g dm). Taken together, the results of this study
reveal spouted dried and freeze dried jambolan pulp as bioactive-rich natural products
with suitable physicochemical and functional characteristics to be used as food
ingredients. The data also demonstrate the drying techniques as rational strategies for
the exploitation of the exotic fruit jambolan.
Keywords: jambolan, drying, bioactive, functional foods.
DEDICATÓRIA
Aos meus amados pais, Maria Neuma Macêdo de Araújo e
Paulo César de Araújo por todo amor, carinho
e incentivo ao longo da minha vida.
DEDICO
AGRADECIMENTOS
A Deus, por ter permitido que eu chegasse até aqui mesmo com todas as
dificuldades, com todas as pedras no caminho, com todas as feridas na alma, problemas
de saúde e de capacidade de trabalhar! Obrigada por me fazer uma pessoa mais forte,
superando todos os meus limites diariamente!!
Aos meus pais, por investir no meu ensino desde pequena e por ter me
proporcionado chegar aonde eu cheguei. Por me ensinarem a ser uma pessoa esforçada,
de bom caráter e perseverante. O mestrado não foi fácil, sem o amor e a força de vocês
eu não conseguiria finalizá-lo de jeito nenhum. Obrigada pelas constantes caronas,
ajudas na impressão de trabalhos, pelo cuidado nos momentos críticos e nas noites
viradas trabalhando! Vocês estão em cada pedaço desse trabalho! Essa vitória é de
vocês também!! AMO VOCÊS!!!
Ao meu namorado Tiago, pelo carinho, paciência, zelo e, principalmente, pelo
amor, que é um elo muito forte e poderoso existente entre nós dois! Obrigada, também,
pela ajuda na formatação do trabalho e por me acompanhar em algumas análises. Você
é um homem maravilhoso! Obrigada por não desistir de mim!!
Ao meu irmão Tiago e minha cunhada Magaly pelo carinho e incentivo!
A minha tia Neusa, minha segunda mãe, pelo imenso carinho, amor e zelo.
Obrigada pelas manhãs que ficou me acompanhando em casa, sempre trazendo um
lanchinho gostoso e cuidando da minha alimentação. Obrigada pelas noites de terços e
orações, elas deram certo!!! TE AMO!
A toda minha família maravilhosa, sempre trazendo leveza, alegria e amor para
minha vida!!
A minha orientadora, Professora Drª. Roberta Targino Pinto Correia pelo
exemplo de competência! Você é minha inspiração!! Obrigada por confiar no meu
trabalho, por me orientar a seguir o caminho correto, por me ensinar dia após dia a ser
uma profissional competente. Esse mestrado foi um crescimento muito grande na minha
vida, e você foi responsável por isso, criticando o que estava errado (mas sempre
ensinando a crescer), nunca esquecendo de elogiar o bom trabalho, contribuindo para
valorizá-lo mais e sempre dando muita força. Seus conselhos são extremamente valiosos
e serão utilizados por toda minha vida!
As professoras Ana Lúcia de Medeiros Lula da Mata e Maria de Fátima Dantas
de Medeiros, pelas grandes contribuições prestadas ao trabalho para que ele se tornasse
cada vez melhor!
A professora Maria de Fátima Dantas de Medeiros, por permitir a utilização do
leito de jorro e, assim, viabilizando a realização do trabalho. Agradeço também por
todas as orientações dadas ao longo do mestrado!
A professora Jailane de Souza Aquino, por se disponibilizar em sair de sua
cidade para participar da minha banca, colaborando para melhoria do meu trabalho e
agregando valor ao mesmo!
A professora Kátia Nicolau Matsui, pelos constantes ensinamentos passados
durante a realização da minha docência assistida, pela generosidade em escutar as
minhas ideias e por todos os momentos de desabafo!!
As minhas super-poderosas amigas do LABTA, Edilene, Patrícia, Fran, Kátia,
Fátima, Élita, Ju e Rosane. As “meninas de Roberta” realmente são show!! Agradeço os
momentos de risadas, de apoio, união, amizade, companheirismo e a constante
colaboração no meu trabalho! Um agradecimento especial para as alunas de iniciação
científica Patrícia e Edilene e a monitora Élita, que me deram grande suporte na
realização de experimentos!
A amiga Fran, por dar uma super força com a parte estatística, agora tô fera!!!
A minha querida amiga Fátima, por todos os conselhos, por toda força e parceria
que me foram dadas nos momentos difíceis! Obrigada por me acompanhar na despolpa
do jambolão!!Você é um doce!!! Merece tudo de bom na sua vida!! Que Deus lhe
abençõe!
A minha amiga Kátia, pela disponibilidade e grande ajuda nas análises
colorimétricas e de proantocianidinas!Você vale ouro!!
A amiga e aluna de Iniciação Científica Tássia, pelo grande esforço, empenho,
doação, competência e ajuda na realização dos experimentos e ensaios de secagem.
Obrigada pelas palavras de incentivo e por estar sempre a disposição! Obrigada por ser
a minha “grapete”!!!
Aos amigos do LEA, Graciana, AJ, Millenna, Rogéria, Luzyane, Thiago, Joyce,
Allyne pelos maravilhosos momentos que passamos juntos! Essa galera é demais!
Aos professores do PPGEQ, por todo conhecimento repassado!
Aos funcionários da Secretaria do PPGEQ, Mazinha e Medeiros pela paciência e
competência na resolução de problemas burocráticos.
A Universidade Federal do Rio Grande do Norte pelo apoio acadêmico,
institucional e financeiro.
A todas as pessoas que não foram mencionadas, mas colaboraram de forma
direta ou indireta ao longo do mestrado.
A Capes pela consessão da bolsa de estudos.
SUMÁRIO
Folha de rosto Resumo
Abstract
Dedicatória
Agradecimentos Sumário
Lista de figuras
Lista de tabelas
Lista de símbolos
Lista de nomenclaturas e/ou siglas
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 2
2. OBJETIVOS ................................................................................................................ 5
2.1. Objetivo geral ............................................................................................................. 5
2.2. Objetivos específicos .................................................................................................. 5
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 7
3.1. Jambolão (Syzygium cumini) .................................................................................... 7
3.2. Compostos Bioativos .................................................................................................. 8
3.2.1. Compostos Fenólicos ............................................................................................... 9
3.2.1.1. Antocianinas ....................................................................................................... 11
3.2.1.2. Proantocianidinas .............................................................................................. 14
3.2.2. Ácido Ascórbico ..................................................................................................... 16
3.3. Funcionalidade de compostos bioativos ................................................................. 18
3.3.1. Atividade antioxidante ........................................................................................... 18
3.4. Secagem de alimentos .............................................................................................. 20
3.4.1. Secagem em leito de jorro ..................................................................................... 21
3.4.2. Liofilização ............................................................................................................ 24
3.4.3. O impacto da secagem sobre os compostos bioativos de frutas............................ 25
3.5. Frutas desidratadas como ingredientes alimentares .............................................. 27
4. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 31
4.1. Matéria-prima .......................................................................................................... 33
4.2. Métodos .................................................................................................................... 33
4.2.1. Secagem ................................................................................................................. 33
4.2.1.1. Liofilização ......................................................................................................... 33
4.2.1.2. Leito de Jorro ..................................................................................................... 34
4.2.2. Análise de desempenho da secagem ...................................................................... 37
4.2.3. Caracterização físico-química da polpa e dos pós ............................................... 37
4.2.3.1. Umidade ............................................................................................................. 37
4.2.3.2. Atividade de água ............................................................................................... 38
4.2.3.3. Solubilidade ........................................................................................................ 38
4.2.3.4. Higroscopicidade................................................................................................ 38
4.2.3.5. Densidade ........................................................................................................... 39
4.2.3.6. Análise colorimétrica ......................................................................................... 39
4.2.3.7. Microscopia eletrônica de varredura ................................................................. 40
4.2.4. Avaliação dos compostos bioativos e atividade antioxidante ............................... 41
4.2.4.1. Obtenção dos extratos aquosos .......................................................................... 41
4.2.4.2. Compostos fenólicos totais (CFT) ...................................................................... 42
4.2.4.3. Teor de antocianinas .......................................................................................... 43
4.2.4.4. Teor de proantocianidinas.................................................................................. 44
4.2.4.5. Ácido ascórbico .................................................................................................. 44
4.2.4.6. Cálculo da retenção de compostos bioativos .................................................... 45
4.2.4.7. Atividade antioxidante ........................................................................................ 45
4.2.5. Análises estatísticas ............................................................................................... 46
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................. 48
5.1. Rendimento e caracterização físico-química do produto final .............................. 48
5.1.1. Rendimento ........................................................................................................... 49
5.1.2. Umidade e Atividade de água (aW) ........................................................................ 50
5.1.3. Solubilidade e Higroscopicidade .......................................................................... 51
5.1.4. Densidade real ...................................................................................................... 52
5.1.5. Cor instrumental .................................................................................................... 53
5.1.6. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) ........................................................ 57
5.2. Compostos bioativos e atividade antioxidante: valor do produto final e impacto do
processamento ................................................................................................................. 59
5.2.1. Compostos Fenólicos ............................................................................................. 61
5.2.2. Antocianinas .......................................................................................................... 62
5.2.3. Proantocianidinas ................................................................................................. 63
5.2.4. Ácido Ascórbico ..................................................................................................... 64
5.2.5. Atividade Antioxidante .......................................................................................... 65
6. CONCLUSÃO ............................................................................................................ 69
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 71
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1 – Fruto Jambolão (Syzygium cumini).
Figura 3.2 – Estrutura química de um fenol simples.
Figura 3.3 – Produção de compostos fenólicos a partir das rotas do
ácido chiquímico e do ácido malônico.
Figura 3.4 – Estrutura do cátion flavylium.
Figura 3.5 – Estrutura básica de antocianidinas (A) e antocianinas
(B).
Figura 3.6 – Antocianidinas comuns em alimentos, arranjadas de
acordo com o aumento da cor vermelha ou azul.
Figura 3.7 – Estrutura de proantocianidinas.
Figura 3.8 – Reações de inativação de radicais livres.
Figura 3.9 – Regiões características de um leito de jorro.
Figura 3.10 – Ciclo de recobrimento, secagem, quebra e arraste da
película de suspensão na sua secagem em leito de jorro com inertes.
Figura 4.1 – Fluxograma de atividades experimentais do presente
trabalho.
Figura 4.2 – Liofilizador.
Figura 4.3 – Leito de Jorro
Figura 4.4 – Partículas inertes utilizadas na secagem em leito de jorro
Figura 4.5 - Fluxograma de preparo dos estratos aquosos.
Figura 5.1 – Imagens da polpa de jambolão desidratada obtida em
leito de jorro (A) e em liofilizador (B).
Figura 5.2 – Modelo CIELAB em imagem tridimensional.
Figura 5.3 – Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de
varredura da goma arábica (A1, 300x e A2, 600x) e das polpas de
jambolão desidratadas por liofilização (B1, 300x e B2, 800x) e
secagem em leito de jorro (C1, 300x e C2, 500x).
Figura 5.4 – Atividade antioxidante em polpa de jambolão in natura
(P), jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por secagem em
leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base úmida (µmol TE/g)
e base seca (µmol TE/g bs).
7
9
10
12
12
13
15
19
22
22
32
34
35
36
42
54
56
58
66
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 – Composição centesimal do jambolão.
Tabela 4.1 – Características físicas do material inerte.
Tabela 5.1 – Rendimento e caracterização físico-química da polpa de
jambolão in natura e jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por
secagem em leito de jorro (JLJ).
Tabela 5.2 – Parâmetros colorimétricos (a*, b*, L*, h°, C*, ΔE e BI)
para polpa de jambolão in natura e jambolão desidratado por
liofilização (JLI) e secagem em leito de jorro (JLJ).
Tabela 5.3 - Concentração de compostos fenólicos (CFT),
antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico em polpa de
jambolão in natura e jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por
secagem em leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base úmida
e base seca (bs).
8
36
48
54
60
LISTA DE SÍMBOLOS
a*
AR
aW
A510
A710
b*
BI
C*
°C
CA
cm
cv
g
g/cm3
h
h°
kcal
Kg
KV
L*
M
min
mg
m/h
mL
mL/min
mm
N
nm
Ohm
p
p/v
Componente vermelho-verde
Absorbância resultante
Atividade de água
Absorbância lida no comprimento de onda de 510 nm
Absorbância lida no comprimento de onda de 710 nm
Componente amarelo-azul
Browning index
Saturação da cor
Graus Celsius (medida de temperatura)
Concentração de antocianinas
Centímetro (unidade de comprimento)
Cavalo-vapor (unidade de potência e força)
Grama (medida de massa)
Grama por centímetro cúbico (unidade de densidade)
Hora (medida de tempo)
Cálculo da tonalidade cromática
Caloria (medida de energia)
Quilograma (medida de massa)
Kilovolt (Unidade de tensão elétrica)
Luminosidade
Molaridade
Minuto (medida de tempo)
Miligrama, g-3
(medida de massa)
Metro por hora (unidade de vazão)
Mililitro, L-3
(Medida de volume)
Mililitro por minuto (unidade de vazão)
Milímetro, m-3
(unidadede comprimento)
Normalidade
Nanômetro, m-9
(medida de comprimento)
Unidade de medida de resistência elétrica
Nível de significância estatística
Peso por volume
μg
rpm
v:v
W
ε
μHg
µL
ΔE
%
Micrograma, g-6
(unidade de massa)
Rotação por minuto (unidade de frequência angular)
Proporção volume : volume
Watt (unidade de potência)
Absortividade
Mícron de mercúrio (unidade de pressão)
Microlitro, L-6
(Unidade de volume)
Diferença total de cor
Porcentagem
LISTA DE NOMENCLATURAS E/OU SIGLAS
AA
ABTS
AT
bs
BHA
BHT
CIELAB
CFT
DCFI
DCNT
DHAA
DNA
DPPH
DTAs
eq.
EROs
FAO
FIB
GAE
HIV
IBRAF
IAL
IDR
JLI
JLJ
LABMEV
LABTA
MEV
NEPA
ORAC
P
PAL
Ácido Ascórbico
2,2 – Azino–bis (3- ethylbenzothiazoline – 6 – sulfonic acid)
Antocianinas Totais
Base seca
Butil-hidroxianisol
Butil-hidroxi-tolueno
Commission internationale de l'éclairage 1976 (L*, a*, b*) color space
Compostos Fenólicos Totais
2,6- Diclorofenolindofenol
Doenças Crônicas Não Transmissíveis
Ácido Deidroascórbico
Deoxyribonucleic acid
1,1-difenil-2-picrilhidrazila
Doenças Transmitidas por alimentos
Equivalente
Espécies Reativas de Oxigênio
Food and Agriculture Organization
Food Ingredients Brasil
Ácido gálico equivalente
Human Immuno Deficiency Virus
Instituto Brasileiro de Frutas
Instituto Adolfo Lutz
Ingestão Diária Recomendada
Jambolão desidratado por liofilização
Jambolão desidratado em leito de jorro
Laboratório de Microscopia Eletrônica
Laboratório de Compostos Bioativos e Tecnologia de Alimentos
Microscopia eletrônica de varredura
Núcleo de Estudos e Pesquisas em Alimentação
Oxygen Radical Absorbance Capacity
Polpa de jambolão
Phenylalanine Ammonia Lyase
pH
PG
RN
RS
TACO
TBHQ
TE
Tg
QTE
UFRN
USA
UV
USP
Potencial hidrogiônico
Propil Galato
Rio Grande do Norte
Rio Grande do Sul
Tabela Brasileira de Composição de Alimentos
Terc-butil-hidroquinona
Trolox equivalente
Temperatura de transição vítrea
Tanino quebracho equivalente
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
United States of America
Ultravioleta
Universidade de São Paulo
Capítulo 1: Introdução
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 1
Introdução
Capítulo 1: Introdução
2
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
1. Introdução
Ao longo dos últimos anos, a ideia de alimentação saudável vem progressivamente se
tornando uma preocupação mundial. Essa tendência é potencializada pela constante
veiculação na mídia sobre a importância e os benefícios de uma dieta adequada, por
iniciativas do governo e pelo investimento da indústria alimentícia sobre o marketing da
produção de alimentos que alegam benefícios à saúde. A valorização desse tipo de alimento é
fundamentada por estudos epidemiológicos e estatísticas que mostram estreita relação entre
dieta e risco de doenças crônicas não transmissíveis como obesidade, diabetes, doenças
cardiovasculares e alguns tipos de cânceres (Zamora-Ros et al., 2010; Kris-Etherton et al.,
2002). Além disso, segundo o Ministério da Saúde, as doenças crônicas não transmissíveis
(DCNT) constituem o problema de saúde de maior magnitude no Brasil e a alimentação tem
uma forte influência sobre isso (Brasil, 2013).
Muitos dos alimentos funcionais têm o seu potencial funcional atribuído à presença de
compostos naturais bioativos, capazes de promover a saúde e previnir doenças (Damodaran et
al., 2010). Dentro desse contexto, as frutas têm sido estudadas por serem fontes importantes
de carboidratos, minerais, vitaminas e fibras, além de apresentarem fitoquímicos que
desempenham atividade antioxidante. Segundo dados da FAO (2010), o Brasil se apresentou
entre os maiores produtores de frutas frescas do mundo em 2009 e de acordo com o Instituto
Brasileiro de Frutas (IBRAF), neste mesmo ano, a região Nordeste deteve maior parte desta
produção (IBRAF, 2009).
A fruta exótica jambolão (Syzygium cumini) é reportada por sua apreciável quantidade
de fitoquímicos, principalmente compostos fenólicos e vitamina C (Costa et al., 2013), além
de significativa capacidade antioxidante e quantidade considerável de antocianinas (Banerjee
et al., 2005; Veigas et al., 2007; Rufino et al., 2010; Faria et al., 2011). Apesar de seu
potencial bioativo já revelado por nosso grupo de pesquisa e outros investigadores (Borges,
2011; Correia et al., 2012; Brito et al., 2007), praticamente não existem produtos derivados de
jambolão no mercado brasileiro e volumes consideráveis da fruta são perdidos devido a
natural perecibilidade desse fruto. O jambolão apresenta consumo restrito à forma in natura e
grande parte dos frutos se acumulam nas ruas em época da safra, sem que nenhum processo
tecnológico comercial seja utilizado para aproveitá-las.
Capítulo 1: Introdução
3
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
O segmento de frutas desidratadas ganha importância no mercado de frutas
processadas, tendência facilmente perceptível pela elevação do número de produtos
disponíveis no mercado. A obtenção da fruta em pó traz uma série de benefícios ao produto
final como praticidade, redução de peso e volume e diminuição dos custos com transporte e
armazenamento. Ademais, proporciona estabilidade ao alimento, já que, com a redução da
atividade de água, consequentemente ocorrerá redução do risco de degradação por
contaminação microbiana. Além do comércio tradicional, grande número dessas frutas
desidratadas é ofertado no comércio eletrônico, com alegações de saúde, mas sem qualquer
comprovação científica de suas propriedades (Borges, 2011).
Dentre as várias técnicas de secagem utilizadas na área de alimentos, estão a secagem
em leito de jorro e a liofilização. Na secagem em leito de jorro, o equipamento conta com um
leito de partículas inertes que formam um fluxo ascendente juntamente com a entrada de ar
quente no sistema, entrando em contato com o líquido atomizado ou gotejado contracorrente,
ocorrendo à evaporação da água, obtendo-se o produto seco ao final de um tempo
relativamente curto. A liofilização, por sua vez, é definida como um processo de desidratação
onde o alimento previamente congelado é aquecido em câmaras de vácuo, fazendo com que a
água, em estado sólido do alimento evapore por sublimação (Gava, 2008).
Nesse contexto, sobretudo no que diz respeito à relevância dos compostos bioativos na
saúde humana e o potencial funcional ainda inexplorado do jambolão, o presente estudo
pretendeu, à priori, obter os pós de Syzygium cumini a partir de dois tipos de processo de
desidratação (secagem em leito de jorro e liofilização), verificando o rendimento de pó
alcançado em cada tipo de secagem. A partir disso, os produtos obtidos foram caracterizados
do ponto de vista físico-químico e funcional, obtendo um maior esclarecimento sobre a
composição funcional dos pós. Adicionalmente, o impacto dos dois processos de secagem foi
comparado e discutido. Dessa forma, o presente trabalho mostra o valor bioativo dessa fruta
exótica desidratada, de modo a se obterem dados importantes sobre a secagem como
estratégia racional de aproveitamento de jambolão.
Capítulo 2: Objetivos
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 2
Objetivos
Capítulo 2: Objetivos
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
2. Objetivos
2.1. Objetivo geral
Elaborar e caracterizar os produtos obtidos a partir da liofilização e secagem em leito
de jorro da polpa de jambolão (Syzygium cumini), bem como avaliar o impacto da secagem
sobre o pó produzido.
2.2. Objetivos específicos
o Obter os pós de jambolão através das secagens em leito de jorro e liofilizador;
o Avaliar o rendimento obtido nos ensaios de secagem por leito de jorro e por
liofilização;
o Caracterizar físico-químicamente os pós de jambolão obtidos nos dois processos de
secagem;
o Mensurar e comparar o teor de compostos fenólicos totais (CFT), ácido ascórbico,
antocianinas e proantocianidinas presentes em extratos aquosos do jambolão
desidratado por liofilização e por leito de jorro;
o Comparar a capacidade antioxidante dos extratos aquosos de jambolão desidratado por
liofilização e por leito de jorro;
o Determinar o impacto da secagem em leito de jorro e liofilização sobre os pós de
jambolão obtidos;
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 3
Revisão bibliográfica
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
7
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
3. Revisão bibliográfica
3.1. Jambolão (Syzygium cumini)
Fruta pertencente à família Myrtaceae e originária da Índia (Veigas et al., 2007), o
jambolão se adaptou bem ao clima brasileiro, onde é conhecida popularmente por azeitona
preta, jamelão, cereja, jalão, kambol, jambú, azeitona-do-nordeste, ameixa roxa, murta, baga
de freira, guapê, jambuí, azeitona-da-terra, entre outros nomes (Vizzotto & Pereira, 2008).
Segundo Veigas et al. (2007), o jambolão também pode ser denominado cientificamente
como Eugenia jambolana ou Eugenia cumini. Em seu trabalho de revisão, Ayyanar &
Subash-Babu (2012) relatam que os frutos são do tipo baga (Figura 3.1), com
aproximadamente 1,5 a 3,5 cm de comprimento, apresentando uma única semente, cercada de
polpa carnosa, doce e ligeiramente adstringente. Quando madura, sua casca apresenta
coloração roxa escura (Ayyanar & Subash-Babu, 2012).
Figura 3.1 - Fruto Jambolão (Syzygium cumini).
Fonte: Borges (2011).
O jambolão é comumente ingerido e processado juntamente com a casca. De acordo
com Shajib et al. (2013), cerca de 80% da fruta é comestível, o que a caracteriza como uma
fruta de alto rendimento. Na Tabela 3.1. é possível observar a composição nutricional do
jambolão obtida por Pereira (2011). Outros autores mostram composição semelhante para
essa fruta (Paul & Shaha, 2004; Lago et al., 2006). Resultados apontados pela Tabela
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Brasileira de Composição de Alimentos (TACO) para outras frutas da família Myrtaceae
como, goiaba, jabuticaba, jambo e pitanga se mostram semelhantes (NEPA, 2006).
Tabela 3.1 – Composição centesimal do fruto jambolão. Fonte: Pereira (2011).
Componentes Polpa de jambolão
Umidade (g/100g) 79,50 ± 0,42
Extrato etéreo (g/100g) 0,35 ± 0,08
Proteínas (g/100g) 0,97 ± 0,20
Fibra bruta (g/100g) 0,81 ± 0,18
Cinzas (g/100g) 0,41 ± 0,02
Fração glicídica (g/100g) 17,96 ± 0,21
Calorias (Kcal) 78,91 ± 1,59
No Brasil, a fruta é consumida quase que na sua totalidade na forma in natura, não
sendo aproveitada do ponto de vista industrial, gerando grande desperdício dessa matéria-
prima. Entretanto, a fruta apresenta potencial para ser processada na forma de sucos,
compotas, doces, geleias, entre outros. Sabe-se também que, tanto o fruto como as outras
partes da árvore são utilizadas na medicina popular (Baliga et al., 2011).
Em trabalho de revisão, Ayyanar & Subash-Babu (2012) explicam que os frutos do
jambolão e outras partes dessa planta são amplamente utilizados no tratamento de diversas
doenças, em particular o Diabetes mellitus. Os mesmos autores relatam que uma série de
investigações sobre o poder medicamentoso do Syzygium cumini já foram realizadas, e
observou-se que diferentes partes da planta apresentam atividades antioxidante, anti-
inflamatória, neurofísico-farmacológicas, antimicrobianas, antibacteriana, anti-HIV,
leishmanicida, antifúngica, gastroprotetora, anti-diarreica, anti-ulcerogênica, entre outras.
3.2. Compostos Bioativos
Patil et al. (2009) definem os compostos bioativos como sendo metabólitos
secundários presentes em todo reino vegetal e que são vitais para a manutenção da saúde
humana. Vale ressalvar que tal definição não leva em consideração a produção de substâncias
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
bioativas por micro-organismos, compreendendo apenas os compostos sintetizados por
plantas, conhecidos como fitoquímicos. Essas substâncias podem ser encontradas em várias
partes da planta, tais como folhas, caule, flor e fruta (Azmir et al., 2013). A seguir serão
abordados os compostos bioativos estudados no presente trabalho.
3.2.1. Compostos Fenólicos
Compostos fenólicos oriundos de plantas são produzidos a partir de seu metabolismo
secundário. Apresentam como estrutura básica um grupo fenol (Figura 3.2) constituído por
um anel aromático hidroxilado e são cruciais para aspectos funcionais da vida vegetal.
Exercem papéis estruturais em diferentes tecidos de suporte ou de proteção, envolvimento em
estratégias de defesa e propriedades de sinalização, em particular nas interações entre plantas
e seu ambiente, além de contribuir para características sensoriais. Trata-se de um grupo com
aproximadamente 10.000 espécies já conhecidas e de grande importância do ponto de vista de
ação nutracêutica (Balasundram et al., 2006; Boudet, 2007; Taiz & Zeiger, 2004).
Figura 3.2 - Estrutura química de um fenol simples.
Fonte: adaptado de Taiz & Zeiger (2004).
Quando a célula vegetal é submetida à situação de estresse ou é lesionada, são
desencadeados dois tipos de resposta do metabolismo fenólico: a primeira resposta é a
oxidação de compostos fenólicos existentes como resultado da ruptura da membrana celular,
fazendo com que os compostos fenólicos se combinem a sistemas de enzimas oxidativas; a
outra resposta envolve a síntese e acúmulo de compostos fenólicos monoméricos ou
poliméricos para reparar o tecido ferido (Rhodes & Wooltorton, 1978 apud Surjadinata &
Cisneros-Zevallos, 2012). Surjadinata & Cisneros-Zevallos (2012) estudaram a biossíntese de
compostos fenólicos durante a estocagem de cenouras que sofreram ferimentos de diferentes
intensidades e observaram que quanto maior o estresse causado ao alimento, maior era a
síntese de compostos fenólicos.
OH
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Para Taiz & Zeiger (2004), esse grupo é bastante heterogêneo, o que é explicado pela
variedade de vias metabólicas das quais os compostos fenólicos podem ser gerados. Os
mesmos autores explicam que existem duas rotas metabólicas de síntese desses compostos: a
rota do ácido chiquímico e a rota do ácido malônico (Figura 3.3). A primeira participa da
biossíntese da maioria dos fenóis vegetais, enquanto a segunda está mais atrelada à produção
de fenólicos provenientes de bactérias e fungos, sendo uma via menos significativa em plantas
superiores (Taiz & Zeiger, 2004).
Figura 3.3 - Produção de compostos fenólicos a partir das rotas do ácido chiquímico e do
ácido malônico.
Fonte: Adaptado de Taiz & Zeiger (2004).
Eritrose-4-Fosfato
Via da Pentose Fosfato
Ácido Fosfoenolpirúvico
Via Glicolítica
Rota do Ácido
Chiquímico
Ácido gálico Fenilalanina
Ácido Cinâmico
Acetil-CoA
Rota do ácido
Malônico
Taninos
hidrolisáveis
Fenóis simples
Lignina Taninos
condensáveis
Flavonoides Compostos
fenólicos
variados
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
A rota do ácido chiquímico origina-se a partir de compostos derivados da via
glicolítica e da via pentose fosfato, ambas envolvidas no processo respiratório de plantas,
onde carboidratos são desdobrados em unidades mais simples que irão impulsionar a
respiração. A eritrose-4-fosfato e o ácido fosfoenolpirúvico são compostos intermediários da
via da pentose fosfato e glicólise, respectivamente e, que ao se combinarem participam da
síntese do ácido chiquímico, composto intermediário que nomeia a rota e dele derivará a
fenilalanina, aminoácido aromático que, por meio de uma reação catalisada pela enzima
fenilalanina amônia liase (PAL) será convertida em ácido cinâmico, dando origem a maior
parte dos compostos fenólicos (Taiz & Zeiger, 2004; Vieira, 2010).
Não existe classificação única para os compostos fenólicos. As classificações mais
encontradas na literatura baseiam-se no número e arranjo da cadeia de carbonos e na via
biossintética da qual o grupo foi gerado. Crozier et al. (2006) propõem uma classificação
simplificada levando em consideração os grupos mais significantes na dieta humana, onde os
compostos fenólicos são divididos em apenas duas classes (flavonoides e não flavonoides) e
destes se derivam alguns subgrupos. Azmir et al. (2013) categorizam os polifenóis em cinco
classes: ácidos fenólicos, flavonoides, estilbenos, cumarinas e taninos. Estas classes acabam
se subdividindo, formando oito subclasses. Alguns autores, como Ramawat & Merillon
(2007) preferem classificações mais abrangentes nas quais os compostos fenólicos são
divididos em várias classes, destacando a diferença estrutural das mesmas, focalizando no
número de carbonos da cadeia.
3.2.1.1. Antocianinas
As antocianinas estão entre os pigmentos flavonoides de maior distribuição no reino
vegetal e são responsáveis por diversas cores nas plantas, como azul, roxo, violeta, magenta,
vermelho e laranja. A palavra antocianina deriva de duas palavras gregas: anthos (flor) e
kyanos (azul). Estão presentes em frutas comestíveis, vegetais folhosos, raízes, tubérculos,
bulbos, ervas, temperos, legumes, chá, café e vinho tinto (Damodaran et al., 2010). Por colorir
flores e frutos, as antocianinas servem de atrativo para polinizadores e dispersores de
sementes (Taiz & Zeiger, 2004).
As antocianinas apresentam como característica básica o esqueleto carbônico C6C3C6,
comum aos outros flavonoides, sendo a sua estrutura básica o 2-fenilbenzopirona do sal
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
flavylium (Figura 3.4). Quimicamente, ocorrem como glicosídeos de poli-hidroxi e/ou poli-
metoxi derivados do sal. Sem seus açúcares, as antocianinas recebem o nome de
antocianidinas (Figura 3.5) (Damodaran et al., 2010; Ribeiro & Seravalli, 2007; Taiz &
Zeiger, 2004). Os açúcares mais comuns são glicose, ramnose, galactose, arabinose, xilose, di
e trissacarídeos (homogêneos ou heterogêneos) e a glicosilação ocorre geralmente no carbono
da posição 3 da antocianidina e, raramente, na ocorrência de glicosilação adicional é mais
provável no C-5, mas também pode ocorrer no grupo hidroxila, em C-7, -3’, -4’, e/ou -5’
(Damadoran et al., 2010).
Figura 3.4 - Estrutura do cátion flavylium.
Fonte: Damodaran et al. (2010).
Figura 3.5 - Estrutura básica de antocianidinas (A) e antocianinas (B).
Fonte: Adaptado de Damodaran et al. (2010) e Taiz & Zeiger (2004).
As antocianinas diferem no número de grupos hidroxila e metoxila presentes, tipos,
números, sítios de ligação dos açúcares da molécula e tipos e números de ácidos alifáticos ou
aromáticos que estão ligados aos açúcares da molécula. Esses fatores podem contribuir para
alterações na cor e sensibilidade das antocianinas. Existem 19 antocianidinas de ocorrência
A B
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
natural, mas apenas seis costumam ocorrer em alimentos: pelargonidina, cianidina, peonidina,
delfinidina, petunidina e malvidina como mostrado na Figura 3.6 (Damodaran et al., 2010;
Ribeiro & Seravalli, 2007).
Figura 3.6. Antocianidinas comuns em alimentos, arranjadas de acordo com o aumento da
cor vermelha ou azul. Fonte: Damodaran et al. (2010).
A cor das antocianinas além de servir como atrativo no reino vegetal, também é
importante na indústria de alimentos, pois é determinante na aceitação comercial. Na
comercialização de frutas, a aparência é o primeiro aspecto observado pelos consumidores,
sendo um importante atributo do produto. O consumidor geralmente associa um alimento com
cor atraente a um produto mais fresco, mais saudável e com maior qualidade.
As antocianinas são compostos extremamente sensíveis, portanto, outros fatores, além
dos já mencionados, podem comprometer a cor, bem como a estabilidade da molécula. A
literatura aponta o pH, temperatura, concentração de oxigênio, presença de ácido ascórbico,
luz, açúcares e seus produtos de degradação, metais, dióxido de enxofre, copigmentação, entre
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
outros (Mercadante & Bobbio, 2008; Cavalcanti et al., 2011; Damodaran et al., 2010; Fischer
et al., 2013; Hurtado et al., 2009; Jing et al., 2012; Sari et al., 2012).
Borges (2011) encontrou relevantes teores de antocianinas em extratos etanólicos
(80% v/v) de resíduo de jambolão (487,7 mg/100g) desidratado em leito de jorro. Em estudo
mais aprofundado, Correia et al. (2012) identificaram elevado teor de cianidina (90,5 mg
aglicona/100g) em extrato metanólico desse mesmo resíduo de jambolão. O estudo de Veigas
et al. (2007) aponta as cascas de jambolão como potencial fonte de corantes naturais com
capacidade antioxidante, nas quais três antocianinas principais foram identificadas:
glucoglucosídeos de delfinidina, petunidina e malvidina. Além do potencial tecnológico dos
extratos antiociânicos, esses compostos tem atraído a atenção ao longo dos últimos anos
devido a seus efeitos biológicos já observados (Veigas et al., 2007; Baliga et al., 2011).
3.2.1.2. Proantocianidinas
Também denominadas taninos condensados, as proantocianidinas podem ser
encontradas em frutas, sementes, feijões, nozes, cacau e vinho. Quimicamente, são
oligômeros ou polímeros de flavan-3-ols, sendo que essas unidades estão conectadas
principalmente pela ligação C4→C8, mas que também podem ocorrer ligações do tipo
C4→C6 (Figura 3.7). Essas são ligações denominadas do tipo B. Ligações éster adicionais
entre C2→C7, resultam em ligações duplas das unidades de flavan-3-ols, sendo chamadas de
ligações do tipo A. Proantocianidinas consistem em diferentes subunidades de flavan-3-ol,
também chamados monômeros de proantocianidinas ou catequinas (Damodaran et al., 2010).
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Figura 3.7 - Estrutura básica das proantocianidinas. R1, R2 = H, propelargonidinas; R1 = H,
R2 = OH, procianidinas; R1, R2 = OH, prodelfinidinas.
Fonte: Fan et al. (2007).
Azêvedo et al. (2014) investigaram o resíduo fresco e seco (ar quente e liofilização) do
camu-camu (Myrciaria dubia H.B.K. McVaugh) quanto as suas características físico-
químicas, conteúdo bioativo, atividade antidiabética in vitro e potencial antimicrobiano.
Segundo os autores, tanto a amostra fresca quanto os resíduos secos apresentaram quantidade
significante de proantocianidinas. A quantidade considerável de proantocianidinas presentes
no resíduo do camu-camu pode está relacionada à quantidade expressiva de sementes
existentes em sua composição. Além disso, foi revelada a multifuncionalidade do resíduo
camu-camu, que apresenta atividades antioxidante, antimicrobiana e antienzimática, as quais
podem estar atreladas a quantidade considerável de proantocianidinas encontradas juntamente
com outros compostos bioativos. As proantocianidinas apresentaram relativa resistência à
secagem, sendo mais resistentes à secagem quando comparadas com compostos fenólicos e
antocianinas. No estudo, os autores revelam que a secagem ao ar quente gerou maiores
impactos aos compostos bioativos que a liofilização.
Barcia (2009) analisou as frutas do jambolão e verificou que dentre os fitoquímicos
presentes nas frutas, os valores que mais se destacaram foram os de compostos fenólicos
totais e os taninos, com ênfase no teor de proantocianidinas. Correia et al. (2012) avaliaram o
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
teor de proantocianidinas dos resíduos desidratados de acerola, jambolão, cajá-umbu e pitanga
produzidos em leito de jorro. Os resultados mostraram elevada quantidade de
proantocianidinas para os quatro pós investigados com valores entre 1034 mg QTE/100g para
cajá-umbu e 8666 mg QTE/100g para acerola. Dentre as amostras analisadas, o resíduo de
jambolão desidratado por leito de jorro apresentou a significante quantidade de 4693 mg
QTE/100g.
A presença de proantocianidinas em alimentos vem sendo valorizada devido a recentes
indícios sobre seus efeitos biológicos. Um exemplo importante são as proantocianidinas das
sementes de uva que demostraram ação contra o desenvolvimento de câncer em estudos in
vitro e in vivo e que estão sendo exploradas comercialmente sob o nome de “Gravinol” pelo
laboratório japonês Kikkom Corporation (Nandakumar et al., 2008).
3.2.2. Ácido Ascórbico
O ácido ascórbico pode ser encontrado naturalmente em frutas e vegetais e, em menor
quantidade em tecidos animais e produtos derivados. Ocorre naturalmente principalmente em
sua forma reduzida (ácido L-ascórbico, L-AA) carboidrato conhecido por apresentar atividade
de vitamina C. A oxidação e a dissociação do hidrogênio dessa molécula convertem a mesma
em ácido L-deidroascórbico (L-DHAA), o qual também apresenta atividade de vitamina C,
pois ao ser ingerido é reduzido completamente pelo organismo. Os isômeros ópticos dessas
duas estruturas, apesar de não possuírem atividade de vitamina C, são utilizados como
ingredientes alimentares pelas suas atividades redutoras e antioxidantes (Damodaran et al.,
2010).
Tal vitamina participa da síntese de colágeno, adrenalina, esteroides, degradação da
tirosina, formação de ácidos biliares, absorção de ferro e metabolismo ósseo, sendo a sua
principal função a de manter cofatores metálicos em seus menores estados de valência.
Acentua a resposta imunológica e também interfere na produção do hormônio tiroxina, que
regula a taxa de metabolismo basal e temperatura corporal (Sízer & Whitney, 2003). A
deficiência de vitamina C pode causar escorbuto, doença característica por apresentar quadro
hemorrágico, fraqueza muscular, alterações na gengiva, osteoporose, dificuldade de
cicatrização de ferimentos e anemia. Com exceção dos grupos de risco, como crianças, idosos
e grávidas, a deficiência de vitamina C que causa a ocorrência de todo o quadro clínico do
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
escorbuto é rara. Em casos mais brandos, é comum o aparecimento de hematomas e
comprometimento do sistema imune (Baynes & Dominiczak, 2011).
A vitamina C é um nutriente que não pode ser metabolizado pelo organismo humano,
portanto deve ser incluída em nossa dieta. As frutas são boas fontes de vitamina C e, dentre
elas, destacam-se a acerola (1357 mg/100g) e camu-camu (1882 mg/100g) por apresentarem
surpreendentes teores de ácido ascórbico. O jambolão (112 mg/100g) apresenta teor inferior
as essas duas fontes, mas já demonstrou teor importante e comparável a frutas como o caju
(190 mg/100g) (Rufino et al., 2010).
Correia et al. (2012) ao analisar o teor de ácido ascórbico do resíduo de jambolão
desidratado em leito de jorro encontraram valor (62,21 mg/100g) quase duas vezes superior
ao encontrado previamente em frutas frescas de jambolão (Luximon-Ramma et al., 2003) e
também mais elevado que o teor de vitamina C encontrado para caju (38,33 mg/100g) e
goiaba (19,57 mg/100g) desidratados em estufa a vácuo (Costa et al., 2009). Shajib et al.
(2013) analisaram o teor de ácido ascórbico de 10 frutas consumidas pela população rural de
Bangladesh. O jambolão, apesar de apresentar moderado teor de vitamina C (25,7 mg/100g
fração comestível), apresentou valores superiores a várias das frutas locais estudadas.
O processamento pode destruir parte do ácido ascórbico presente no alimento, tendo
em vista que o AA é uma substância lábil, sensível a condições oxidativas ou térmicas. As
perdas ocorrem de forma mais significativa pelo armazenamento prolongado, altas
temperaturas, baixa umidade relativa, danos físicos e danos causados pelo frio. O mecanismo
de oxidação do AA envolve processos de transferência de elétrons simples ou dupla. Na
oxidação de um elétron, a primeira etapa envolve a transferência de elétrons para formação de
radicais livres semi-DHAA. A perda de um elétron adicional fornece DHAA, o qual é
altamente instável devido a sua suscetibilidade à hidrólise da ponte de lactona existente em
sua estrutura. Essa hidrólise acaba formando o ácido 2,3-dicetogulônico, que ocasiona a perda
irreversível de atividade de vitamina C (Lee & Kader, 2000; Damodaran et al., 2010).
Nóbrega et al. (2014) estudaram o impacto da secagem convectiva sobre as
carcterísticas físico-químicas, compostos bioativos e atividade antioxidante do resíduo da
acerola (Malphigia emarginata). O estudo mostrou grande variação nos valores de retenção
do ácido ascórbico (40,5 a 76,3%) no resíduo seco final e segundo os autores, a degradação de
AA foi influenciada pela temperatura de secagem.
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
3.3. Funcionalidade de compostos bioativos
3.3.1. Atividade antioxidante
O oxigênio é utilizado como aceptor final pelos organismos aeróbicos, já que produz
elevada energia na respiração devido ao seu alto poder eletroquímimico. Porém, em virtude de
sua configuração eletrônica, o oxigênio pode sofrer reduções parciais e levar à formação de
radicais livres, de forma que as espécies reativas ao oxigênio (EROs) estão sempre presentes
no organismo (Ribeiro et al., 2005; Thannickal & Fanburg, 2000).
Ribeiro et al. (2005) relatam que muitos autores definem radicais livres como sendo
“espécie que tem um ou mais elétrons desemparelhados”. Segundo eles, esse tipo de definição
abrange o átomo de hidrogênio (que possui um elétron desemparelhado), a maioria dos íons
de metais de transição e o oxigênio molecular. Entretanto, a terminologia “espécies reativas
ao oxigênio” inclui radicais livres e outras moléculas que, apesar de não apresentarem
elétrons desemparelhados, são muito reativas em virtude de sua instabilidade. A grande
maioria dos radicais são derivados do metabolismo do oxigênio, sendo assim, o termo EROs é
o mais adequado e utilizado (Ribeiro et al., 2005; Ferreira & Matsubara, 1997). Dentre eles
podem ser citados os ânions superóxido ( e peróxido de hidrogênio (H2O2), formados
pela redução de um e dois elétrons, respectivamente. Na presença de íons metálicos de
transição, radicais mais reativos como o hidroxil (OH•) podem ser formados (Tannickal &
Fanburg, 2000).
Segundo Ames et al. (1993), subprodutos oxidantes do metabolismo normal podem
causar extensos danos ao DNA, proteínas e lipídeos. Acredita-se que esses danos contribuam
para o envelhecimento, doenças degenerativas, câncer, doenças cardiovasculares, declínio da
atividade do sistema imunológico, disfunção cerebral, catarata, entre outros.
O organismo humano apresenta um sistema antioxidante que combate esses radicais
oxidantes, porém, quando ocorre algum desequilíbrio entre a produção de antioxidantes e
quantidade de agentes oxidantes, pode ocasionar o início de processos patológicos (Al-
Gubory et al., 2010; Thannickal & Fanburg, 2000; Ferreira & Matsubara, 1997). Nesse
momento em que o organismo já não consegue controlar o estresse oxidativo, são necessários
substâncias antioxidantes de fontes exógenas. Muitos compostos naturais vêm sendo
utilizados como agentes antioxidantes como compostos fenólicos, carotenóides e ácido
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
ascórbico (Rockenbach et al., 2011; Costa et al., 2012; Palafox-Carlos et al., 2012; Hussain et
al., 2013).
Ramalho & Jorge (2006) relatam que na visão de Bailey (1996), os agentes
antioxidantes podem ser classificados em primários, sinergistas, removedores de oxigênio,
biológicos, agentes quelantes e antioxidantes mistos. Os antioxidantes primários são
compostos fenólicos que promovem a remoção ou inativação dos radicais livres formados
durante a iniciação ou propagação da reação, através da doação de átomos de hidrogênio a
estas moléculas, interrompendo a reação em cadeia, como mostrado no esquema abaixo
proposto por Frankel (1980) na Figura 3.8.
Figura 3.8 - Reações de inativação de radicais livres.
Fonte: Adaptado de Ramalho & Jorge (2006).
Os exemplos das principais substâncias inclusas nesse grupo e muito utilizadas na
indústria alimentícia são os polifenóis sintéticos butil-hidroxianisol (BHA), butil-hidroxi-
tolueno (BHT), terc-butil-hidroquinona (TBHQ) e propil galato (PG) (Soares, 2002). Devido
à possível toxicidade desses compostos, a atenção tem sido voltada para polifenóis obtidos de
fontes naturais, que podem ser classificados como antioxidantes biológicos (Soares, 2002;
Ribeiro et al., 2005).
Chirinos et al. (2013) avaliaram o teor de compostos fenólicos totais (CFT) e atividade
antioxidante, utilizando diferentes métodos (DPPH, ABTS e ORAC) em frutas, grãos, folhas,
sementes, raízes e tubérculos de 27 diferentes plantas andinas peruanas usadas na medicina
popular e/ou como alimento pela população nativa. Os resultados mostraram grandes
diferenças entre as diferentes amostras em termos de valores de compostos fenólicos e de
atividade antioxidante, mas foi observada significativa correlação entre a concentração
fenólica e a atividade antioxidante.
ROO• +AH → ROOH + A•
R• +AH → RH + A•
Onde: ROO• e R• são radicais livres; AH é um agente
antioxidante com um átomo de hidrogênio ativo;
A•representa um radical inerte.
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Vizzotto & Pereira (2008), percebendo o potencial bioativo do jambolão,
caracterizaram a polpa, casca e as sementes produzidas no Rio Grande do Sul. As
antocianinas encontradas no fruto do jambolão apresentaram correlação positiva com a
atividade antioxidante, podendo ser extraídas e utilizadas como corantes em alimentos. Os
autores acreditam que as sementes e os frutos do jambolão podem ser explorados para
obtenção de extratos de alto poder antioxidante e aplicações diversas em sistemas bioativos.
Correia et al. (2012) observaram alta atividade do radical DPPH em pós de acerola,
pitanga e jambolão, sendo estes resultados mais elevados do que valores encontrados
anteriormente para várias frutas exóticas brasileiras e polpas de frutas (Genovese et al., 2008;
Gonçalves et al., 2010) e também para outros 17 frutos do Equador (Vasco et al., 2008).
De acordo com os autores e ainda reforçados por outros pesquisadores, ao se tratar de
extratos de fruta, a presença de várias espécies antioxidantes devem ser levados em
consideração, incluindo compostos fenólicos, ácido ascórbico e o possível efeito sinérgico de
diferentes constituintes (Luximon-Ramma et al., 2003; Mezadri et al., 2008). Ao analisar o
jambolão, Veigas et al. (2007) afirmam que a expressiva capacidade antioxidante deste fruto
pode ser explicada sobretudo pela presença de antocianinas, consideradas potentes
antioxidantes.
3.4. Secagem de alimentos
A secagem é um dos processos mais antigos de conservação de alimentos, sendo
bastante difundido e utilizado nos dias atuais. Trata-se de uma operação que visa remover
água ou outro líquido de um determinado material através do calor. Nesse processo ocorre
tanto transferência de calor quanto de massa e com a eliminação parcial ou total da água,
ocorre redução da atividade de água, reduzindo os riscos de crescimento microbiano, reações
enzimáticas e outras reações de natureza química e física (Gava, 2008; Celestino, 2010).
Como vantagens do processo podemos citar a extensão da vida de prateleira do
produto, diminuição de perdas pós-colheita, redução de volume e de peso que,
consequentemente, levam a diminuição dos custos com transporte, armazenamento,
embalagem e comercialização. Pode-se citar também que o alimento desidratado tem seus
componentes nutricionais mais concentrados, aumentando o valor nutricional do produto
(Gava, 2008; Celestino, 2010).
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Muitos métodos de secagem podem ser aplicados na indústria de alimentos: a secagem
por convecção, condução, radiação, liofilização, vapor super aquecido, leito fluidizado e
secagem dielétrica (Park et al., 2007). A secagem através de leito de jorro e liofilização,
abordadas no presente projeto, serão discutidas a seguir.
3.4.1. Secagem em leito de jorro
Em 1954, Mathur e Gishler desenvolveram o secador de leito de jorro com o objetivo
de realizar a secagem de grãos de trigo (Souza Jr., 2012). Desde então, este secador vem
sendo utilizado para a secagem de diversos tipos de grãos, soluções, suspensões e pastas
(Medeiros et al., 2001). Na secagem de pastas e suspensões, a técnica utiliza um leito
constituído de partículas inertes. Ao longo dos anos, muitos trabalhos foram publicados sobre
o leito de jorro, incluindo a secagem de leite desnatado, ovo de galinha integral
homogeneizado, carbonato de cálcio (Almeida, 2009), extratos aromáticos (Benelli et al.,
2013), farinha de banana verde (Bezerra et al., 2013), polpas de frutas (Gomes et al., 2002;
Medeiros et al., 2001), leite de cabra (Urbano et al., 2009; Medeiros et al., 2007) e aplicação
de revestimento entérico em cápsulas gelatinosas duras (Martins & Oliveira, 2003). Segundo
Medeiros et al.(2001), este secador tem-se mostrado boa alternativa ao secador spray dryer, já
que fornece produtos de qualidade similar, a custos significativamente inferiores.
Operacionalmente, o leito de jorro é constituído por uma coluna cilíndrica e uma base
cônica, onde fica um leito de sólidos particulados. Na parte inferior encontra-se o orifício pelo
qual entra o fluido de secagem. De acordo com Mathur (1971) citado por Marreto (2006), o
regime de jorro é estabelecido de forma estável pela entrada de um jato de fluido, utilizando-
se partículas inertes com diâmetro superior a 1 mm. Após a entrada de ar, observa-se a
aceleração ascendente das partículas sólidas com a formação de um canal central, região
denominada de jorro, como mostrado na Figura 3.9. Ao redor do canal central, verifica-se a
presença de um leito denso de partículas, que se deslocam contra o fluxo ascendente de ar,
traçando uma trajetória parabólica em relação à região central do equipamento. A região que
compreende esse leito deslizante de partículas recebe o nome de ânulo ou região anular
(Mathur, 1971 apud Marreto, 2006). A fonte é a região superior ao ânulo onde as partículas
que deixam o jorro se movimentam ascendentemente, desaceleram e caem no ânulo (Souza
Jr., 2012).
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Figura 3.9. Regiões caracteríticas de um leito de jorro. Fonte: Trindade (2004).
A partir do momento que a pasta ou suspensão entra em contato com as partículas
inertes utilizadas no processo de secagem em leito de jorro, as mesmas são revestidas
formando-se uma fina camada de material. À medida que a película formada seca, torna-se
frágil e fragmenta-se devido aos efeitos de colisões interpartículas (Figura 3.10). O material
na forma de pó é então arrastado pela corrente de ar e coletado em recipiente adequado.
Segundo Souza (2009), o processo de transferência de calor se dá de forma convectiva
(fornecida diretamente pelo fluido de secagem) e condutiva (fornecida pela partícula inerte,
previamente aquecida, na região de jorro, pelo ar de secagem).
Figura 3.10. Ciclo de recobrimento, secagem, quebra e arraste da película de suspensão na
sua secagem em leito de jorro com inertes. Fonte: Souza Jr. (2012).
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
O leito de jorro promove intensa mistura, que favorece o contato fluido-partícula e a
obtenção de elevada taxa de circulação de sólidos. Segundo Souza (2009), o alto cisalhamento
entre as partículas, especialmente na região anular credencia esta técnica para a secagem de
suspensões não-newtonianas. Dessa forma, observa-se que dois fatores governam a
performance do secador: as taxas de transferências de calor e de massa envolvidas na secagem
e a friabilidade da película aderida à superfície das partículas. A ocorrência de uma
movimentação cíclica e de alta regularidade dos sólidos constitui a base para a produção de
material desidratado com uniformidade adequada e um nível considerável de atrito entre os
sólidos viabiliza a redução de aglomeração do material no interior do leito (Epstein & Grace,
1997).
Medeiros et al. (2001) utilizaram o leito de jorro na secagem das polpas de frutas
tropicais como abacate, acerola, cajá, manga, seriguela, umbu e pinha. Concluiu-se que, em
geral, as polpas com elevadas concentrações de gordura e baixos teores de açúcares redutores
favorecem a estabilidade do processo de secagem. Segundo Bhandari & Hartel (2005), as
características e composição do produto, além de condições desfavoráveis de secagem podem
levar a plasticidade e consequente pegajosidade e aglomeração de material na parede do
secador, o que pode levar a baixos rendimentos e problemas operacionais.
A relação entre temperatura de transição vítrea (Tg) do produto a ser seco e problemas
de aderência durante a secagem de alimentos ricos em açúcar e ácido como frutas e derivados
já foi reportada. Sabe-se que materiais com baixa Tg podem ter sua secagem dificultada
(Bandhari & Hartel, 2005), já que acima da Tg, o material se encontra em estado pegajoso. A
Tg de amidos, proteínas, e gomas (materiais de elevado peso molecular) é mais elevada do
que a dos açúcares, ácidos orgânicos e polióis (materiais de baixo peso molecular). Dessa
forma, agentes coadjuvantes de secagem tais como goma arábica, goma xantana e
maltodextrina são utilizados para elevarem a Tg final do material a ser seco e melhorarem a
operação como um todo.
A partir do desejo de estabelecer estratégias racionais de aproveitamento, diversos
estudos envolvendo a secagem de frutas e derivados em leito de jorro foram desenvolvidos na
UFRN e em outras instituições brasileiras. Borges (2011) estudou as características físico-
químicas e funcionalidade de bagaços de jambolão, acerola, cajá-umbu e pitanga, ao passo
que Bezerra et al. (2013) avaliaram o efeito da secagem sobre as características físico-
químicas, funcionais e morfológicas das partículas da farinha de banana verde. Gomes (2002)
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
avaliou a caracterização e isotermas de adsorção de umidade da polpa de acerola em pó e
Souza (2009) estudou a secagem de misturas de frutas tropicais.
Além desses, Souza Jr. (2012) avaliou os efeitos das variáveis, teor de sólidos,
temperatura do ar de secagem e tempo de intermitência sobre a umidade, eficiência de
produção, retenção de material no leito e perdas do produto em pó por elutriação e aderência
às paredes do equipamento. O autor trabalhou com secagem de resíduo de acerola e verificou
que a presença da suspensão provocou o aumento da velocidade de colapso do jorro, sendo
assim, maiores vazões de ar são requeridas para manter as condições de jorro. Também foi
possível contemplar que o aumento na temperatura provoca a diminuição da umidade do
produto em pó, porém conforme Lima (1995a) apud Souza (2009) ocorre escurecimento do
produto nesses casos. Lima (1995b) apud Souza (2009) também explica que altas vazões de ar
implicam em encurtamento do tempo de residência do pó no secador, aumentando sua
umidade. Souza Jr. (2012) ainda acrescenta que a secagem das suspensões com maiores teores
de sólidos apresentaram maiores eficiências e provoca maiores perdas de material arrastado
pela corrente de ar ou retido nas paredes do equipamento e diminuição na retenção do
material no leito.
3.4.2. Liofilização
Liofilização ou freeze-drying é uma operação de desidratação na qual a matéria-prima
previamente congelada é submetida a determinadas condições de pressão e temperatura que
ocasionam a sublimação da água. Nesse caso, a água não passa pelo estado líquido e a
dinâmica entre vácuo e baixa temperatura promove a sublimação. Dessa forma, as
propriedades químicas e organolépticas teoricamente pouco se alteram e o procedimento pode
ser aplicado a produtos sensíveis ao calor. Além disso, o produto liofilizado é facilmente
reidratável, pois poros microscópicos são formados como resultado dos cristais de gelo que
sublimam durante o processo de secagem (Oikonomopoulou et al., 2011).
Para maior preservação do produto, a etapa de congelamento deve ser conduzida da
forma mais rápida possível, para que se formem microcristais de gelo, que não danifiquem a
membrana celular do alimento. O congelamento lento conduz a formação de grandes cristais
que podem romper a membrana celular, ocasionando perda de líquido citoplasmático, que
provoca o encolhimento do produto (Neto, 2008).
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Liofilização é uma operação muito importante comercialmente, sendo utilizada para
secar produtos de alto valor agregado, que possuam aromas ou texturas delicados ou que
apresentam sensibilidade ao uso do calor. Exemplos de alimentos liofilizados incluem café,
cogumelos, ervas e temperos, sucos de frutas, carnes, frutos do mar, legumes e refeições
completas para rações militares ou de expedições (Gava, 2008). A liofilização está
normalmente associada à produção de alimentos de alto valor agregado, pois se trata de um
processo oneroso que chega a ser entre quatro e oito vezes mais caro que a secagem
convectiva, por exemplo (Ratti, 2001). Apesar disso, a liofilização continua sendo a melhor
opção para manter a qualidade original de alguns produtos. De qualquer maneira, estudos
técnicos vêm sendo realizados para melhorar a relação custo/benefício de produtos
liofilizados (Ciurzyńska & Lenart, 2011).
Marques (2008) estudou o processo de liofilização de quatro frutas tropicais (abacaxi,
manga, mamão papaya e acerola) e concluiu que os produtos obtidos apresentavam alta
porosidade, mínimo encolhimento e alta capacidade de reidratação, além de boa retenção de
aroma, cor e nutrientes. Também houve efetiva redução do teor de umidade, o que torna os
pós produzidos mais estáveis, contribuindo para suas qualidades físicas, nutricionais e
sensoriais.
Oliveira (2012) produziu pó liofilizado a partir da polpa de cajá utilizando 17% de
maltodextrina e comparou seus resultados com amostra controle liofilizada sem
maltodextrina. Foi verificado que ambos os produtos apresentaram baixos teores de umidade,
atividade de água e higroscopicidade, o que proporciona maior vida de prateleira ao produto.
O pó controle apresentou estabilidade de 60 dias, enquanto o pó com maltodextrina manteve
boas características durante todo o desenvolvimento do estudo. As amostras apresentaram boa
coloração, com a amostra controle tendo cor mais intensa.
3.4.3. O impacto da secagem sobre os compostos bioativos de frutas
As frutas são fontes de compostos bioativos (Damodaran et al., 2010; Mezadri et al.,
2008; Rockenbach et al., 2011), entretanto, o teor desses fitoquímicos sofrem variações
devido a fatores intrínsecos ou extrínsecos. Dentre os fatores extrínsecos, sabe-se que o calor
é um forte potencializador do estresse causado aos tecidos vegetais, o que pode acarretar a
transformação ou até a degradação de compostos bioativos presente nas frutas. Sendo assim,
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
qualquer processamento térmico envolvendo frutas e derivados deve levar em consideração,
não só a manutenção das propriedades sensoriais, mas também a retenção dos compostos
bioativos presentes. A secagem pode, por exemplo, provocar reações de escurecimento
enzimático e não-enzimático, reações de oxidação de lipídeos e vitaminas e degradação de
pigmentos (Celestino, 2010).
Tonon et al. (2008) realizaram estudo sobre a influência das condições do processo
sobre as propriedades físico-químicas do pó de açaí produzido através de spray drying e
verificaram que, dentre as condições estudadas (temperatura do ar de entrada, vazão de
alimentação e concentração de maltodextrina), as temperaturas (138, 150, 170, 190 e 202°C)
exerceram forte influência sobre todas as variáveis estudadas (rendimento do processo,
higroscopicidade, umidade e retenção de antocianinas), ocasionando menor retenção de
antocianinas.
Marques (2008) estudou o processo de liofilização de cinco frutas tropicais: abacaxi,
goiaba, manga, mamão papaya e acerola. Observou-se que os pós obtidos a partir dessas
frutas registraram perdas de vitamina C que variaram entre 3% e 69%. Foi estudado também o
impacto do tipo de congelamento utilizado e percebeu-se que o congelamento em nitrogênio
líquido diminuiu as perdas de vitamina C quando comparado ao congelamento convencional
em congelador.
Borges (2011) avaliou o impacto da secagem em leito de jorro sobre o teor de ácido
ascórbico de resíduos de frutas tropicais. Os pós de pitanga e jambolão apresentaram as
maiores perdas percentuais (50,49% e 40,97%, respectivamente) de ácido ascórbico, enquanto
que em resíduos de acerola e cajá-umbu, as perdas foram menores que 15%.
Nóbrega (2012) estudou a secagem do resíduo de acerola através de secagem em
bandejas e liofilização. Em seus resultados, a autora verificou que o pó produzido por
liofilização apresentou maior retenção de atividade antioxidante (p<0,05) em comparação aos
demais grupos submetidos à desidratação. Em relação ao teor de compostos fenólicos, os
valores entre o secador de bandejas e o liofilizador se mostraram similares (p<0,05).
Comparando-se com o resíduo in natura, a secagem teve um efeito negativo sobre a
concentração fenólica. A autora mostra também que a secagem por liofilização não foi
eficiente para manutenção das antocianinas, já que o pó liofilizado apresentou teor inferior
(p<0,05) a todos os grupos experimentais.
Ceballos et al. (2012) avaliaram o efeito da taxa de congelamento sobre parâmetros de
qualidade de polpa de graviola liofilizada. Ao final da secagem, o teor de vitamina C foi
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
reduzido em percentuais que variaram entre 47,2% e 71,4%. Observou-se que taxas de
congelamento mais baixas favoreceram a retenção de vitamina C e diminuição do conteúdo de
água final. Os autores comentam que apesar de alguns estudos mostrarem que o congelamento
lento pode vir a degradar o ácido ascórbico, a umidade reduzida pode ajudar na retenção da
vitamina C.
Nora (2012) submeteu as frutas araçá e guajibú à desidratação por secagem convectiva
(70ºC) e liofilização. A autora relata que tanto o araçá quanto o guajibú mantiveram seu teor
de carotenóides após a liofilização, mas para o tratamento com ar quente houve redução de
61,2% e 51,3% para o araçá e guajibú, respectivamente. Avaliando o impacto da desidratação
sobre as antocianinas, foi possível observar que ambos os processos causaram degradação. A
secagem convectiva levou a perdas de antocianinas de 98,3% para o araçá e 94% para o
guajibú, mas a amostra de guajibú liofilizada manteve constante a concentração de
antocianinas, enquanto o araçá liofilizado teve uma degradação de 54,9%.
Nóbrega et al. (2014) avaliaram o impacto do processamento sobre compostos
bioativos em resíduo agroindustrial da acerola desidratado por secagem convectiva em
bandejas. Verificou-se redução no teor de compostos fenólicos totais, carotenóides,
antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico, além de diminuição na atividade
antioxidante. Entretanto, os autores reiteram o valor bioativo e tecnológico do resíduo de
acerola em pó tendo em vista sua estabilidade microbiológica, concentração final de
compostos bioativos e caracterização colorimétrica.
3.5. Frutas desidratadas como ingredientes alimentares
Devido a sua alta perecibilidade, a operação de secagem aplicada as mais diversas
frutas constitui uma alternativa para ampliar mercados, aumentar lucros, diminuir perdas pós-
colheita e obter produtos com maior vida de prateleira. Sendo assim, as frutas podem ser
consumidas desidratadas parcialmente, processadas na forma de pó ou serem utilizadas como
corantes naturais ou no preparo de sucos e néctares. Ainda podem participar da formulação de
sorvetes, frozen, bolos, biscoitos, cereais, geleias, entre outros. Além disso, através da
obtenção de frutas desidratadas é possível preservar fitoquímicos com atividades bioativas e
utilizá-los para enriquecimento de sistemas alimentares. Deve-se ressaltar, também, que,
muitas frutas ainda não estão sendo exploradas adequadamente pela indústria e acabam sendo
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
desperdiçadas. Outras apresentam alguma limitação para seu consumo in natura, necessitando
de estratégias alternativas para serem aproveitadas, como por exemplo, o camu-camu que
devido a sua elevada acidez tem seu consumo restrito (Azevêdo et al., 2014).
Moßhammer et al. (2006) explicam que apesar do potencial corante da fruta da palma
forrageira (Opuntia ficus-indica), a mesma ainda não foi devidamente explorada para esse
fim. Ao estudar o processamento de suco das frutas da palma forrageira na forma de
concentrados e pós, os autores confirmaram a adequação do uso de fruta em pó para colorir
preparados para sobremesas, frutas ou barras de cereais, pratos instantâneos e chocolates.
Camire et al. (2007) estudaram a formulação de cereais de milho extrusados com pós
de frutas desidratadas (blueberry, cranberry, uva Concord e framboesa) misturados na
proporção de 1%, numa extrusora de parafuso duplo em escala laboratorial e cozidos a
temperatura inferior a 130°C. As amostras controle (sem os pós das frutas) eram mais leves e
menos vermelhas do que os cereais de frutas. Fenólicos e antocianinas solúveis foram maiores
nas amostras adicionadas de frutas em pó. Embora, as antocianinas provenientes dos pós
terem resistido a extrusão e mantido alguma atividade antioxidante, os níveis de pós utilizados
neste estudo foram considerados baixos. Métodos para aumentar a retenção desses pigmentos
durante o processamento são necessários e pesquisas adicionais são necessárias para
determinar os níveis ótimos de pós de frutas para cereais extrusados que aumentem a
atividade antioxidante, enquanto proporcionam qualidade sensorial aceitável.
Obón et al. (2009) utilizaram o sumo da fruta Opuntia stricta para obtenção de um pó
vermelho-púrpura para ser utilizado como corante natural alimentar. A produção do pó se deu
através da secagem em spray-dryer usando-se xarope de glicose como coadjuvante de
secagem (10% p/v). Os autores concluiram que a secagem por pulverização é uma técnica
adequada para a produção de um corante vermelho-púrpura rico em pigmentos betaciânicos.
O produto apresentou coloração intensa, baixa higroscopicidade e rendimento de secagem de
58% e foi aplicado com sucesso em iogurte e bebida não alcóolica. Estes alimentos
armazenados sob refrigeração não apresentaram mudanças evidentes de cor durante um mês.
Alavi & Mazloumzadeh (2012) estudaram a qualidade de frutos de barberry (Berberis
vulgaris L.var. asperma) sem sementes cultivadas no árido e semiárido do Irã, as quais são
amplamente comercializadas na região como aditivos alimentares. Métodos de colheita,
épocas de colheita e técnicas de secagem (secagem à sombra, ao sol e secagem convectiva a
55-60ºC por 20h) foram avaliados e foi demonstrado que as frutas secas constituem uma boa
opção de ingrediente alimentar, apresentando boa aceitação e características desejáveis.
Capítulo 3: Revisão bibliográfica
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
De acordo com Fracassetti et al. (2013), o camu-camu (Myrciaria dubia) é uma fruta
tropical fonte de compostos bioativos potencialmente benéficos para a saúde humana. No
entanto, o consumo deste fruto é limitado pela sua acidez e sabor amargo e, portanto, o
processo de desidratação seria uma boa alternativa para o seu uso como um
ingrediente alimentar em pó. O estudo envolveu a fruta desidratada por spray dryer e a
farinha proveniente dos resíduos (cascas e sementes) secos em leito fluidizado na faixa de 45-
55°C. Nesse estudo, ficou demonstrado que a farinha de camu-camu é uma rica fonte de
compostos bioativos com bom potencial para ser utilizado como um ingrediente para a
formulação de alimentos funcionais.
Capítulo 4: Materiais e métodos
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 4
Materiais e métodos
Capítulo 4: Materiais e métodos
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4. Materiais e métodos
O presente trabalho avaliou a polpa de jambolão submetida aos processos de secagem
em leito de jorro e liofilização. O rendimento dos pós obtidos na secagem foram comparados
e as características físico-quimicas da polpa in natura de jambolão e dos produtos após
desidratação foram avaliadas. A partir disso, o teor bioativo foi esclarecido tanto para
jambolão desidratado pelos dois processos de secagem, quanto para a polpa in natura,
mediante avaliação do teor de compostos fenólicos totais, antocianinas, proantocianidinas,
ácido ascórbico e capacidade antioxidante. Os resultados foram utilizados para determinar o
impacto das duas técnicas de secagem sobre o produto final, e inferências sobre os possíveis
fatores implicados são levantadas e discutidas.
A Figura 4.1 apresenta de forma esquemática o roteiro experimental do trabalho e o
fluxograma de atividades:
Capítulo 4: Materiais e métodos
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Figura 4.1 - Fluxograma de atividades experimentais do presente trabalho.
As análises de rendimento, umidade, solubilidade, atividade de água, higroscopicidade,
compostos fenólicos totais, ácido ascórbico, antocianinas totais e atividade antioxidante foram
realizadas no Laboratório de Compostos Bioativos e Tecnologia Animal (LABTA) do
Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte
(UFRN).
A análise de densidade foi realizada no Laboratório de Cimentos (LABCIM) localizado
na UFRN, ao passo que a análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi realizada
no Laboratório de Microscopia Eletrônica de Varredura, ambos localizados no Campus
Central da UFRN.
A análise colorimétrica e determinação de proantocianidinas foram conduzidas no
Laboratório de Compostos Bioativos localizado no Campus Central da Universidade de São
Paulo (USP) sob a supervisão da Profª. Dra. Maria Ines Genovese.
Capítulo 4: Materiais e métodos
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4.1. Matéria-prima
O material utilizado para o presente estudo foi a polpa de jambolão (Syzygium cumini),
obtida de frutas colhidas de forma manual no Campus Universitário da Universidade Federal
do Rio Grande do Norte (Natal-RN) no mês de março de 2014. As frutas foram selecionadas e
colhidas no mesmo estágio de maturação, sendo retirados os frutos danificados, deformados
ou com aparente presença de doenças. Cerca de 50 Kg de frutas foram despolpadas utilizando
despolpadeira semi-industrial (Compacta, ITAMETAL, Brasil) no Laboratório de
Processamento de Frutas e Hortaliças localizado na Unidade Acadêmica Especializada em
Ciências Agrárias da UFRN, situado na Escola Agrícola de Jundiaí. A polpa foi mantida sob
congelamento em freezer horizontal a -18°C até processamento e posterior análise.
4.2. Métodos
4.2.1. Secagem
A polpa de jambolão (denominada como grupo experimental P) foi submetida a duas
diferentes técnicas de secagem: liofilização e secagem em leito de jorro. Antes do início da
secagem, os lotes de polpa foram descongelados sob refrigeração (6 ± 0,5 °C) por 24 horas
para promover descongelamento homogêneo. A polpa descongelada foi então submetida a
peneiramento para retirada de resíduos mais grosseiros que poderiam ocasionar problemas na
secagem.
4.2.1.1. Liofilização
A polpa foi seca em liofilizador (Modelo L101, LIOTOP, Brasil; Figura 4.2)
pertencente ao Laboratório de Engenharia de Alimentos do Departamento de Engenharia
Química da UFRN. A princípio, a polpa sem coadjuvante foi colocada em duas bandejas para
congelamento em freezer horizontal a -18ºC. Em seguida, o material congelado foi levado ao
Capítulo 4: Materiais e métodos
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
liofilizador durante período de aproximadamente 96 horas. A liofilização foi conduzida sob os
seguintes parâmetros de processamento: temperatura de -40°C, pressão a vácuo abaixo de 500
µHg e velocidade de liofilização 1 m/h. Foram realizados três ensaios de secagem,
conduzidos durante um período de 3 semanas. Durante todo o processo de secagem foram
utilizados 1,733 Kg de polpa de jambolão. As amostras obtidas por liofilização receberam a
denominação JLI.
Figura 4.2 - Liofilizador.
Fonte: Arquivo pessoal (2013).
4.2.1.2. Leito de Jorro
Para a obtenção do jambolão desidratado, as polpas da fruta foram submetidas à
desidratação em secador do tipo leito de jorro convencional, pertencente ao Laboratório de
Sistemas Particulados do Departamento de Engenharia Química da UFRN, sob supervisão da
Profª. Dra. Maria de Fátima Dantas de Medeiros.
O secador de leito de jorro (Figura 4.3) é constituído por coluna cilíndrica de aço
inoxidável com 18 cm de diâmetro e 72 cm de altura, base cônica de 60°, diâmetro da entrada
de ar de 3 cm e com visores em acrílico. O ar de secagem foi fornecido ao sistema por um
soprador com 7 cv de potência e aquecido em um trocador de calor contendo um conjunto de
duas resistências com 2400 W de potência. O controle de aquecimento foi realizado através de
um controlador e de um sensor de temperatura. A regulagem da vazão de ar foi controlada por
uma válvula globo. Não foi fixada valor de vazão de ar e a regulagem foi realizada de acordo
Capítulo 4: Materiais e métodos
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Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
com o comportamento da secagem, a fim de evitar o colapso do jorro. A alimentação da
suspensão foi feita através de uma bomba peristáltica. Um ciclone Lapple construído em aço
inoxidável com 10 cm de diâmetro de coluna e altura total de 40 cm promoveu a separação do
pó, que foi recolhido em embalagens plásticas. A medida de temperatura do ar na entrada do
secador foi feita por uma resistência elétrica padrão de platina de 100 Ohms (Pt 100) que
serve ao controlador de temperatura. Na saída do secador a medida de temperatura foi aferida
por um termopar tipo K.
Figura 4.3. Leito de jorro. Fonte: Arquivo pessoal (2014)
Como material inerte, foi utilizado polietileno granulado de alta densidade (Figura
4.4), apresentando formato elipsoidal. As caracteríticas físicas das partículas inertes são
mostradas na Tabela 4.1.
Capítulo 4: Materiais e métodos
36
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Figura 4.4. Partículas inertes utilizadas na secagem em leito de jorro.
Fonte: Arquivo pessoal (2014).
Tabela 4.1. Características físicas do material inerte. Fonte: Souza Jr. (2012)
Características físicas
Densidade real (g/cm3) 0,939±0,006
Diâmetro (mm) 4,1±0,072
Esfericidade 0,98±0,023
Densidade aparente (g/cm3) 0,576
Para o processo, foi empregada temperatura de entrada do ar de secagem de 70ºC,
vazão de alimentação de 7 mL/min, 2500 g de partículas inertes e temperatura de saída (não
controlada e dependente da temperatura de entrada) em torno de 60°C. As amostras foram
elaboradas a partir de polpa in natura de jambolão previamente descongelada e refinada,
adicionada de goma arábica na concentração de 5% sobre o total da mistura. Foram realizadas
quatro secagens, conduzidas em dias diferentes. Foram processados no total 1,066 Kg de
polpa adicionada de goma. Foi adotado tempo de intermitência de 15 minutos, sendo 5
minutos com alimentação e 10 minutos sem alimentação. Cada secagem durou em média 90
minutos. As amostras obtidas por secagem em leito de jorro receberam a denominação JLJ.
Capítulo 4: Materiais e métodos
37
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4.2.2. Análise de desempenho da secagem
O desempenho de secagem foi analisado a partir do rendimento de produção de pó,
calculado através da Equação (4.1) definida por Medeiros et al. (2001):
(4.1)
4.2.3. Caracterização físico-química da polpa e dos pós
Os pós e a polpa foram submetidos às análises de umidade e atividade de água (aW).
Os pós ainda foram avaliados quanto à solubilidade, higroscopicidade e cor. A avaliação
morfológica dos pós foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura e densidade.
Todas as análises foram realizadas em triplicata, empregando-se os métodos analíticos
descritos a seguir.
4.2.3.1. Umidade
A determinação da umidade das amostras foi dada mediante o método proposto pelo
Instituto Adolfo Lutz (309/IV). Para tanto, foram pesados 1 g da amostra que foi em seguida,
transferida para pesa-filtro previamente tarado e seco. Os pesa-filtros foram colocados em
estufa à 70ºC durante 6 horas, retirados e repesados até peso constante (IAL, 2008). A
umidade foi expressa pela Equação 4.2:
(4.2)
Capítulo 4: Materiais e métodos
38
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4.2.3.2. Atividade de água
O procedimento foi realizado através de determinador de umidade AquaLab
(Decagon, USA). Uma determinada quantidade da amostra foi transferida para cápsula
plástica esférica própria para essa análise, de forma que a base fosse coberta, mas que não
fosse ultrapassado o nível da metade da cápsula. Em seguida, a leitura foi realizada depois de
transcorrido o tempo necessário para a estabilização da umidade relativa de equilíbrio.
4.2.3.3. Solubilidade
A solubilidade da amostra foi determinada pelo método descrito por Eastman &
Moore (1984) e modificado por Cano-Chauca et al. (2005). O método consistiu em adicionar
1g da amostra em 100 mL de água destilada sob agitação de 2500 rpm em agitador magnético
por 5 minutos. Em seguida, a solução foi transferida para um tubo Falcon e centrifugada a
3000 rpm por 5 minutos. Uma alíquota do sobrenadante (25 mL) foi transferida para pesa-
filtro, previamente pesado e submetido à secagem em estufa a 105ºC por 5h. O percentual de
solubilidade foi calculado a partir da diferença entre o peso final e o inicial do material no
pesa-filtro conforme a Equação 4.3:
(4.3)
Onde:
A = massa do pó;
B = massa do pesa-filtro vazio;
C = massa do pesa-filtro + amostra;
D = massa do pesa-filtro + amostra depois da secagem.
4.2.3.4. Higroscopicidade
A higroscopicidade foi determinada através de metodologia adaptada de López-
Córdoba et al. (2014). Inicialmente, foi preparada a célula de higroscopicidade. Para isso,
Capítulo 4: Materiais e métodos
39
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
preparou-se solução salina de cloreto de sódio a 40%, sendo a mesma distribuída em placas
Petri de 150 x 20 mm que foram colocadas em dessecadores. Dessa forma, o conjunto
dessecador + solução salina constitui a célula de higroscopicidade. Em seguida, determinou-
se a umidade relativa mediante determinação da atividade de água da solução contida nas
células. Para dar início a análise propriamente dita, pesou-se 1,0 g da amostra em placas de
Petri de 90 x 15 mm, previamente taradas e pesadas. Em seguida, as placas contendo as
amostras foram colocadas nas células de higroscopicidade por 90 minutos após os quais, as
placas foram pesadas. O cálculo da higroscopicidade foi dado pela seguinte equação
(Equação 4.4):
(4.4)
Onde:
f = água adicionada;
i = peso inicial da amostra;
H = massa de água contida na amostra inicial.
4.2.3.5. Densidade
O método para determinar a densidade dos pós se baseia no princípio do deslocamento
de fluidos. Um picnômetro a gás hélio foi utilizado na determinação da densidade real de
sólidos particulados, sendo o resultado expresso em g/cm³.
4.2.3.6. Análise colorimétrica
A cor dos produtos foi determinada em colorímetro HunterLab (modelo ColorQuest
XE, Reston, USA). Foram realizadas leituras colorimétricas dos desvios em relação ao
padrão. O padrão considerado foi a polpa de jambolão.
Os valores de cor foram expressos de acordo com o sistema de coordenadas CIELAB,
onde as variáveis L* (luminosidade), a* (componente vermelho-verde) e b* (componente
Capítulo 4: Materiais e métodos
40
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
amarelo-azul) foram utilizadas para o cálculo da tonalidade cromática (ho) e saturação da cor
(C*), de acordo com as Equações (4.5) e (4.6), respectivamente:
(4.5)
(4.6)
Foram obtidos também o coeficiente de diferença total de cor (ΔE) e o índice de
escurecimento (BI). O primeiro mede a magnitude de diferença de cor entre amostras secas e
a polpa de jambolão, sendo calculado através da Equação 4.7. Já o segundo indicou a
presença de compostos marrons, sendo obtido a partir da Equação 4.8 (Pathare et al., 2013;
Maskan, 2001).
(4.7)
(4.8)
Onde X é dado pela Equação 4.9
(4.9)
4.2.3.7. Microscopia eletrônica de varredura
O estudo da morfologia das partículas foi realizado por meio da microscopia eletrônica
de varredura (MEV). As amostras foram fixadas em porta-espécimes metálicos com fita
adesiva de dupla face condutora convencional. As amostras foram observadas em
microscópio eletrônico de varredura (modelo TM3000, Hitachi, USA), operando com tensão
Capítulo 4: Materiais e métodos
41
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
de aceleração de 5 kV e 15 kV e zoom entre 200 e 2500x no Laboratório de Microscopia
Eletrônica de Varredura (LABMEV) da UFRN.
4.2.4. Avaliação dos compostos bioativos e atividade antioxidante
4.2.4.1. Obtenção dos extratos aquosos
Para avaliação dos compostos bioativos e ensaios de funcionalidade foram preparados
extratos aquosos a partir das amostras da polpa, polpa + goma arábica e dos pós obtidos,
através de extração com água destilada e sistema de agitação (Figura 4.5). Após a pesagem
(em triplicata), as amostras passaram pela etapa da extração, onde foram homogeneizadas
com 100 mL de água destilada em agitador magnético por 60 minutos e, em seguida,
submetidas à filtração. Na sequência, o filtrado foi colocado em tubo Falcon, sendo o mesmo
submetido à centrifugação a 3600 rpm por 10 minutos. O sobrenadante foi recolhido em outro
tubo Falcon envolto em papel alumínio e congelado até o momento da análise.
Capítulo 4: Materiais e métodos
42
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Figura 4.5 - Fluxograma de preparo dos extratos aquosos.
4.2.4.2. Compostos fenólicos totais (CFT)
A quantificação de compostos fenólicos foi determinada de acordo com Nóbrega et al.
(2014). Alíquota de 1 mL do sobrenadante foi transferida para tubos de ensaio, aos quais
foram adicionados nesta seqüência: 1 mL de solução etanol 95%, 5 mL de água destilada e
0,5 mL de reagente Folin-Ciocalteau 1 N. De imediato, foi realizada homogeneização.
Transcorridos 5 minutos, adicionou-se 1 mL de solução carbonato de sódio 5% (p/v). Os
tubos de ensaio foram mantidos em câmara escura por 60 minutos e, ao final dos quais foram,
mais uma vez, homogeneizados. As absorbâncias das amostras foram medidas no
comprimento de onda 725 nm contra branco, consistindo de solução etanol 95%. Utilizou-se
curva de calibração construída a partir de diferentes concentrações de ácido gálico, com o
propósito de converter as absorbâncias. Os resultados foram expressos em miligramas
equivalente de ácido gálico (GAE) por grama de peso fresco da amostra (mg GAE/g amostra).
Amostra
(pó ou polpa de jambolão)
Homogeneização
(60 minutos)
Água destilada
(100 mL)
Filtração Filtrado
Centrifugação
Extrato final
(sobrenadante)
Armazenamento
Capítulo 4: Materiais e métodos
43
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4.2.4.3. Teor de antocianinas
O teor de antocianinas totais foi determinado pelo método da diferença de pH,
conforme descrito por Giusti & Wrosltad (2001). Inicialmente foram preparadas duas
soluções tampão: solução de cloreto de potássio 0,025 M (pH = 1) e solução de acetato de
sódio 0,4 M (pH = 4,5). Em seguida, foram preparadas diluições das amostras: uma em
tampão cloreto de potássio (pH = 1) e outra em tampão acetado de sódio (pH = 4,5), conforme
fator de diluição (FD) previamente calculado. Assim, foram adicionados 1,6 mL de cada
tampão à 0,4 mL da amostra. Após o preparo das diluições, as mesmas foram
homogeneizadas, deixadas em equilíbrio a temperatura ambiente e na ausência de luz por 30
minutos. Ao final, foram efetivadas as medidas no comprimento de onda máximo de absorção
da região visível e a 700 nm.
A absorbância resultante (AR) foi determinada através da Equação 4.10 a partir das
absorbâncias medidas:
(4.10)
O cálculo da concentração de antocianinas dos extratos é dado pela Equação 4.11
(Lee et al., 2005) e os resultados foram expressos como mg eq. cianidina-3-glicosídio/100g:
(4.11)
Onde:
CA = concentraçãode antocianinas em mg/L;
AR = absorbância calculada pela Equação 4.10;
FD = Fator de diluição
MM = massa molar do padrão (449,2 g/mol);
ε = coeficiente de absortividade molar (26900) correspondente à cianidina 3-
glicosídeo;
b = caminho óptico (espessura da cubeta utilizada para leitura no espectrofotômetro).
Capítulo 4: Materiais e métodos
44
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4.2.4.4. Teor de proantocianidinas
A determinação do teor de proantocianidinas (ou taninos condensados) foi realizada
pelo método de Porter et al. (1986). Inicialmente, foi preparada a solução n-butanol, que
consiste da adição de 500 mL de n-butano-HCl na proporção 3:2 (v:v) a 77 mg de
FeSO4.7H2O. Do material desidratado e da polpa foram feitos extratos acetônicos a 70% para
possibilitar melhor extração dos taninos presentes. Após o preparo do extrato, 250 µL do
mesmo foi adicionado a 2,5 mL da solução do n-butanol inicialmente preparada. A amostra
pronta foi levada a banho-maria a 95°C durante o período de 15 minutos e em seguida, foram
feitas as leituras espectrofotométricas no comprimento de onda de 540 nm. O branco consistiu
em solução de MeOH-HCl 1%.Os resultados foram expressos como mg de tanino quebracho
equivalente (QTE)/g de amostra.
4.2.4.5. Ácido ascórbico
A metodologia aplicada para determinar o teor de ácido ascórbico (AA) foi
desenvolvida por Oliveira et al. (2010), utilizando 0,5 g de amostra homogeneizada em 50 mL
de ácido metafosfórico 1%. Esta solução foi centrifugada por 5 minutos a 3000 rpm, e o
sobrenadante resultante foi usado para titular solução de 2 mL de indicador 2,6-diclorofenol-
indofenol (DCFI) e 18 mL de água destilada. O ponto final da titulação foi definido no
momento em que a solução titulada apresentou coloração idêntica à solução titulante (amostra
diluída em ácido metafosfórico e filtrada), reservando-se período de 15 segundos para a
confirmação do ponto de viragem. A solução de 2 mL de indicador DCFI e 18 mL de água
destilada foi padronizada com solução padrão de 10 mg/100 mL de ácido L-ascórbico. O
cálculo da quantidade de AA presente na amostra foi obtido mediante a Equação 4.12.
(4.12)
Onde:
C = teor de AA expresso em mg por 100 g de amostra;
p = volume (mL) gasto de solução padrão de AA;
Capítulo 4: Materiais e métodos
45
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
c = concentração da solução padrão de AA (mg/mL);
V = volume (mL) de extrato de amostra utilizado durante a titulação;
m = quantidade de amostra (g) utilizada na extração.
4.2.4.6. Cálculo da retenção de compostos bioativos
Foi avaliada de acordo com Nóbrega et al. (2014) mediante Equação 4.13:
(4.13)
Onde:
Ainicial = teor do componente na polpa natural em base seca;
Afinal = teor do componente após secagem em base seca.
4.2.4.7. Atividade antioxidante
A atividade antioxidante através da redução do radical estável DPPH• (2,2-difenil-1-
picrilhidrazil) foi determinada segundo descrito por Brand-Williams et al. (1995) e
modificada por Duarte-Almeida et al. (2006). Para tal, foi preparada solução metanólica de
DPPH• 4 mg/100 mL de forma a apresentar aproximadamente 0,6-0,7 de absorbância em 517
nm de comprimento de onda. As determinações foram realizadas em microplacas de
poliestireno com 96 cavidades (TPP, Suíça). Em cada cavidade das microplacas foram
adicionados 200 μL da solução de DPPH• e 40 μL do extrato. As análises foram realizadas
em octuplicata. Para construir a curva padrão, foram adicionados 200 μL da solução de
DPPH• e 40 μL de soluções com concentração conhecida de Trolox entre 20 μL e 2500 μL.
As leituras das absorbâncias foram realizadas após 25 minutos de reação em
espectrofotômetro de microplaca ASYS UVM340 (Biochrom, Inglaterra) a 25ºC. A
capacidade antioxidante da amostra foi calculada em relação à atividade do antioxidante
sintético Trolox (6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcromo-2-acido carboxilico), nas mesmas
condições, e os resultados expressos em equivalentes de Trolox (μmol TE/g amostra).
Capítulo 4: Materiais e métodos
46
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
4.2.5. Análises estatísticas
Em posse dos resultados experimentais, foram calculados a média e o desvio-padrão
das amostras. A comparação das médias foi determinada através da análise de variância
(ANOVA) e o teste t de Tukey com nível de significância de 5%, por meio do Software
Statistica® 7.0.
Capítulo 5: Resultados e discussão
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 5
Resultados e Discussão
Capítulo 5: Resultados e discussão
48
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
5. Resultados e Discussão
Neste capítulo, serão inicialmente apresentados e discutidos os resultados do
rendimento encontrado para cada processo de secagem, seguido das análises físico-químicas,
teor bioativo e atividade antioxidante. O impacto do processamento será discutido tendo como
base a comparação entre os bioativos encontrados na polpa de jambolão in natura e no
jambolão desidratado por liofilização e secagem em leito de jorro.
5.1. Rendimento e caracterização físico-química do produto final
Na Tabela 5.1 estão apresentados os resultados obtidos para o rendimento dos
processos de secagem e a caracterização físico-quimica da polpa de jambolão e dos produtos
secos por liofilização (JLI) e em leito de jorro (JLJ). Os parâmetros investigados serão
discutidos a seguir.
Tabela 5.1. Rendimento e caracterização físico-quimica da polpa de jambolão in natura e
jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por secagem em leito de jorro (JLJ).
Polpa JLI JLJ
Rendimento ND 90,43 61,91
Umidade, % 84,98±0,01a
3,54±0,07c
5,78±0,22b
Atividade de água 0,984±0,001a 0,256±0,015
c 0,347±0,017
b
Solubilidade, % ND 73,75± 0,91a
81,63±0,44b
Higroscopicidade, % ND 9,83±1,87a 11,20±0,01
a
Densidade (g/cm3) ND 1,533±0,003
a 1,520±0,002
b
a,c: Letras diferentes na mesma linha indicam diferença significativa pelo Teste de Tukey (p<0,05).
ND: não determinado.
Capítulo 5: Resultados e discussão
49
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
5.1.1. Rendimento
O rendimento obtido em um processo industrial, traduzido como eficiência, é um
aspecto relevante do ponto de vista econômico. Além disso, existem repercussões ambientais,
já que um processo com alto rendimento é muitas vezes capaz de gerar menos resíduos e
proporcionar melhor aproveitamento da matéria-prima.
O rendimento foi avaliado como sendo a quantidade de produção de pó referente às
massas alimentadas em cada processo de secagem. Os dois grupos alcançaram rendimento de
secagem superior a 60% (Tabela 5.1), mas os resultados demonstram também que o
rendimento da secagem em leito de jorro foi estatisticamente inferior (p<0,05) a liofilização.
Essa diferença pode ser justificada devido a perdas de material ocasionadas durante a secagem
em leito de jorro. Sobre isso, Souza (2009) afirma que se a temperatura do leito ultrapassar a
temperatura de transição vítrea da polpa desidratada, a película aderida à superfície do inerte
se comporta como um material “borrachudo”, com características higroscópicas. Dessa forma,
seu desprendimento é comprometido, o que diminui o rendimento. Ademais, as frutas, por
apresentarem altos teores de açúcar, podem prejudicar a escoabilidade e a fluidodinâmica do
processo, gerando menor produção de pó, podendo até colapsar o jorro (Medeiros et al.,
2001). Outra hipótese é que a fração correspondente ao pó mais fino pode ter sido recolhida
de forma ineficiente no ciclone, sendo, então, arrastada pelo ar. Por se tratar de processo
estático, isso não acontece durante a liofilização, entretanto, neste processo, parte do produto
fica aderido à bandeja de secagem, ocasionando uma diminuição no rendimento.
Borges (2011) estudou a secagem de resíduos de acerola, cajá-umbú, pitanga e
jambolão em leito de jorro, observando rendimentos de 30,39%, 75,71%, 56,15% e 27,60%,
respectivamente. A eficiência obtida no presente estudo foi superior à encontrada por Souza
(2009) na formulação de misturas de polpa, onde foram alcançados resultados variando entre
35,6% e 52,3% e também mais elevada que a faixa (43,84% e 58,90%) obtida por Souza Jr.
(2012) na secagem de resíduo de acerola em leito de jorro. Resultados de rendimento mais
próximos foram encontrados por Braga & Rocha (2013) ao secar mistura de leite e amora
preta (Rubus sp.) em leito de jorro (45,37% e 63,82%).
Capítulo 5: Resultados e discussão
50
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
5.1.2. Umidade e Atividade de água (aW)
A umidade é definida como o teor total de água existente em um determinado
material, ao passo que a atividade de água representa a água que se encontra no estado livre,
estando, assim, disponível para reações químicas, bioquímicas e microbiológicas que podem
compromenter a estabilidade e qualidade do alimento.
Os resultados de umidade encontrados para polpa são semelhantes aos encontrados por
Paul & Shaha (2004) de 85,9%, Lago et al. (2006) de 87,75%, Rufino et al. (2010) de 84,9%,
Vizzotto & Fetter (2009) com 88% e Durães et al. (2009) com 83,44% ao avaliarem a polpa
de jambolão.
Como esperado, os pós secos em leito de jorro e liofilizados apresentaram expressiva
diminuição de cerca de 15 a 20 vezes do teor de umidade quando comparados a polpa. De
forma proporcional, o teor de aW do jambolão desidratado por ambas as técnicas de secagem
apresentaram redução de 2/3 em relação aos valores iniciais (Tabela 5.1). Produtos
liofilizados apresentam umidade final entre de 0 a 5% (FIB, 2013), o que é coerente com os
resultados obtidos no presente estudo. O pó do jorro apresentou maior umidade e atividade de
água quando comparado ao pó liofilizado (p<0,05), mas os dois tipos de secagem foram
capazes de produzir produto final estável do ponto de vista microbiológico, tendo em vista
que ambos apresentaram aW<0,6 (Fellows, 2006). A legislação vigente não define parâmetros
de umidade para produtos desidratados na forma de pó obtidos através de polpa de fruta.
Estabelece, no entanto, o valor máximo de 25% de umidade para frutas secas ou desidratadas
inteiras ou em pedaços (BRASIL, 2005). Sendo assim, tomando como aproximação a norma
estabelecida para frutas secas, os dois produtos obtidos no presente trabalho se apresentam
dentro da faixa permitida pela referida legislação.
O jambolão liofilizado apresentou umidade semelhante ao apresentado por Moreira et
al. (2013) de 3,14%. Rocha (2013), Bezerra et al. (2013) e Ceballos et al. (2012) encontraram
valores superiores para outros produtos liofilizados como suco de frutas misto (11,11%),
polpa de marolo (6,28%) e polpa de graviola (8,68 a 13,09%), respectivamente. Oliveira
(2012) encontrou umidade de 2,05% para polpa de cajá liofilizada.
Os valores de atividade de água variam entre 0 a 1, na maior parte dos alimentos
frescos, como por exemplo, frutas, a aW está acima de 0,950 (Oliveira, 2012). No que diz
respeito à atividade de água do jambolão liofilizado e seco em leito de jorro, os resultados
aqui apresentados são próximos a dados anteriores de frutas desidratadas reportadas na
Capítulo 5: Resultados e discussão
51
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
literatura (Oliveira, 2012; Rocha, 2009; Corrêa et al., 2011; Caparino et al., 2012; Bezerra,
2014), respectivamente.
Os alimentos podem ser classificados em função da atividade de água em três grupos:
alimentos de baixa umidade (aW até 0,6); umidade intermediária (aW entre 0,6 e 0,9) e com
alta umidade (aW com valores acima até 0,9) (Ribeiro & Seravalli, 2007). Com base nessa
classificação, o jambolão seco pelas duas diferentes técnicas é considerado como alimento de
baixa umidade.
5.1.3. Solubilidade e Higroscopicidade
A solubilidade é definida como sendo a capacidade de um determinado material de se
dissolver em determinado solvente, em condições de equilíbrio (Martins et al., 2013). Esse
atributo é desejável para alimentos em pó, tendo em vista que muitas vezes os mesmos irão
ser solubilizados em matrizes alimentares fluidas ou pastosas, como emulsões, produtos
lácteos, ou mesmo sorvetes.
A solubilidade do pó do jorro foi maior do que a do pó liofilizado (p<0,05). De
maneira geral, a solubilidade do jambolão desidratado por ambos os métodos foi elevada e
similar ao encontrado por Liaotrakoon et al. (2012) para pitaia vermelha e branca desidratadas
por liofilização (75% e 81,29%, respectivamente). Sabe-se que produtos liofilizados são, em
geral, facilmente reidratáveis, característica relacionada à sua estrutura porosa, a qual foi
confirmada pelas imagens mostradas no item 5.1.6 (Figuras 5.3 B1 e B2). Apesar disso, a
maior solubilidade do grupo seco em leito de jorro (JLJ) é explicada pela presença do
coadjuvante de secagem goma arábica, que dentre outras coisas, pode elevar a solubilidade do
produto final (Mu et al., 2011).
Os resultados do presente estudo foram superiores aos encontrados por Rocha (2013)
para um mix de sucos desidratados (46,5%). Resultados também inferiores ao nosso foram
encontrados por Souza (2009) para a mistura de seriguela, umbu e manga desidratada em leito
de jorro (60,15 e 67,82%), usando duas formulações com fontes de gordura diferentes. Borges
(2011) produziu resíduo de jambolão seco em leito de jorro com solubilidade de apenas
44,53%. Ressalta-se que nesse último, não foi adicionada coadjuvante de secagem, o que pode
explicar o relevante acréscimo de solubilidade encontrado no jambolão desidratado mostrado
no presente estudo.
Capítulo 5: Resultados e discussão
52
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Higroscopicidade é a capacidade de absorver moléculas de água quando em contato
com meio úmido (Caparino et al., 2012). Essa característica é muito importante para produtos
desidratados de frutas, pois como já foi dito, as frutas são ricas em açúcares e ácidos de baixo
peso molecular. Dessa forma, apresentam baixa temperatura de transição vítrea durante ou
após a secagem, podendo apresentar configurações amorfas e elevada higroscopicidade. Alta
higroscopicidade é indesejável para alimentos em pó, tendo em vista que promove aspecto
pegajoso e dificulta a solubilidade do produto, o que prejudica a qualidade do produto como
um todo (Roos, 1995).
De acordo com o GEA Niro Research Laboratory (2003), pós com higroscopicidade
inferior a 10% são considerados não higroscópicos, e pós com higroscopicidade entre 10,1% e
15% são denominados ligeiramente higroscópicos. Dessa forma, os dois grupos experimentais
foram semelhantes entre si (p<0,05) e apresentaram característica de baixa higroscopicidade.
O jambolão desidratado por ambas as técnicas apresentaram higroscopicidade inferior a
encontrado em cajá liofilizado (Oliveira, 2012) e suco prebiótico de limão desidratado em
leito de jorro (Coelho, 2013).
5.1.4. Densidade real
A densidade é uma propriedade definida pela relação entre massa e volume. Essa
propriedade em misturas depende de sua composição. Sendo muito relevante para a indústria,
já que pode determinar a quantidade de material que pode ser armazenada em um tanque ou
embalagem ou fluir em uma tubulação de volume determinado (Damodaran et al., 2010).
Além disso, as diferenças na densidade de sólidos granulados podem ter efeitos importantes
na operação de redução de tamanho e em equipamentos de mistura (Fellows, 2006).
Ao comparar a liofilização com a secagem convencional com ar quente, Fellows
(2006) explica que as partículas secas e porosas formadas na liofilização apresentam
densidade mais baixa do que o alimento original. Já a secagem convencional geralmente
produz partículas com densidade mais alta que a matéria-prima. Segundo Ceballos et al.
(2012) a densidade é um dos fatores que interfere na molhabilidade do pó, característica
importante já que consiste na primeira fase da reconstituição de um produto em pó.
A densidade do pó obtido por liofilização foi estatisticamente superior à densidade do
pó desidratado em leito de jorro (p<0,05). Gomes et al. (2002) produziu pó de acerola em
Capítulo 5: Resultados e discussão
53
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
leito de jorro com densidade próxima a encontrada no presente trabalho (1,313 g/cm3).
Enquanto o pó liofilizado apresentou valor similar aos obtidos por Zea et al. (2013) para o pó
de goiaba e o mix de goiaba e pitaia (1,474 e 1,503 g/cm3, respectivamente). Componentes
como água e carboidratos, encontrados em grande quantidade nas frutas, aumentam a
densidade do produto (Marques, 2008).
Era esperado que o pó obtido em leito de jorro apresentasse densidade maior, já que
suas partículas são mais compactadas como mostrado nas micrografias do estudo de MEV
(Tópico 5.1.6), além disso, na secagem em leito de jorro, parte da polpa (5%) é substituída
por goma arábica que apresenta densidade de 1,425 g/cm3 (General Iron Fittings Ltda., 2012),
o que contribuiria para aumentar a densidade do pó de leito de jorro. Mas é necessário
ressaltar que a água apresenta densidade inferior aos macrocomponentes encontrados no pó,
como carboidratos e proteínas (Marques, 2008). E como o pó do jorro teve maior umidade,
isso pode colaborar para diminuição da densidade do pó obtido em leito de jorro. Já o pó
liofilizado é mais poroso e apresenta uma tendência a apresentar menores densidades que pós
obtidos por secagem convencional.
5.1.5. Cor instrumental
A cor é um atributo de grande importância para indústria de alimentos, visto que é um
parâmetro de qualidade capaz de influenciar a aceitação de produtos alimentícios. Na medição
de cor em alimentos, o sistema de cor L*a*b* é o mais utilizado devido a uma distribuição
uniforme de cores, e porque a distância entre duas cores diferentes corresponde,
aproximadamente, à diferença de cor percebida pelo olho humano (Wu & Sun, 2013).
Os resultados obtidos para a cor instrumental da polpa e dos pós de jambolão estão
mostrados na Tabela 5.2. O parâmetro a* assume valores positivos para cores avermelhadas e
valores negativos para esverdeadas, enquanto que b* toma valores positivos para as cores
amareladas e valores negativos para as azuladas (Pathare et al., 2013). Coerentemente com as
observações visuais que evidenciam a intensa coloração roxa avermelhada da polpa e dos pós
de jambolão (Figura 5.1), os resultados encontrados para a* e b* apontam as tonalidades
vemelha e azulada da amostra. Observa-se também que a polpa apresenta maior intensidade
dessas cores, seguido do grupo liofilizado e o obtido em leito de jorro (p<0,05). O índice a*
Capítulo 5: Resultados e discussão
54
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
mostrado aqui é semelhante ao encontrado para jambo vermelho em pó (9,94 e 19,07) obtido
por spray drying (Augusta, 2011).
Tabela 5.2. Parâmetros colorimétricos (a*, b*, L*, h°, C*, ΔE e BI) para a polpa de jambolão
in natura e jambolão desidratado por liofilização (JLI) e secagem em leito de jorro (JLJ).
Polpa JLI JLJ
a* 21,46 ±0,15a 17,51±0,70
b 15,68±0,43
c
b* -7,62±0,09a
-5,34±0,65b
-4,24±0,25c
L* 11,71±0,07a 21,02±1,38
b 22,98±1,62
b
Chroma, C* 22,77±0,15a 18,31±0,86
b 16,25±0,38
c
Ângulo hue, h° 359,66±0,004a
359,70±0,023b
359,73±0,020c
ΔE ND 10,36±0,74a 13,11±0,87
b
BI 40,97±0,82a 25,67±2,37
b 27,52±3,14
b
a,c: Letras diferentes na mesma linha indicam diferença significativa pelo Teste de Tukey (p<0,05).
ΔE: variação total da cor; BI: Índice de escurecimento. ND: não determinado
(A) (B)
Figura 5.1. Imagens da polpa de jambolão desidratada obtida em liofilizador (A) e em leito
de jorro (B).
L * é uma medição da luminosidade, avaliado de maneira a estabelecer uma escala de
cinza, com valores entre preto (0) e branco (100) (Pathare et al., 2013). O maiores valores
encontrados para os grupos JLI e JLJ em relação a polpa de jambolão podem ser explicados
Capítulo 5: Resultados e discussão
55
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
pela perda de compostos coloridos provocada pela secagem, como já foi mostrado para os
parâmetros a* e b
*. Além disso, o maior valor observado valor observado para a polpa
desidratada em leito de jorro em relação à polpa de jambolão inicial (p<0,05) é explicado pela
cor branca da goma arábica que leva ao aumento dos valores de L*. A luminosidade foi
similar aos resultados mostrados para o extrato de jambolão (23,43; Jampani et al., 2014) e
para polpa e extrato de mirtilo (24,55 e 24,18; Rocha, 2009).
O componente chroma (C*) revela a intensidade da cor, ou seja, quanto maior seu
valor, maior é a intensidade da cor percebida (Pathare et al., 2013). Os resultados mostram
que a secagem promoveu diminuição desse parâmetro (p<0,05), o que significa dizer que a
cor da polpa apresenta-se mais viva quando comparada aos pós (Tabela 5.2). O índice Croma
ficou próximo ao encontrado para extratos etanólicos de polpa para jabuticaba (10,96 e
25,39), outra fruta exótica com coloração semelhante ao jambolão (Silva, 2011).
No que diz respeito ao ângulo hue, valores de 0° ou 360° representam tonalidade
vermelha, enquanto que os ângulos 90°, 180° e 270° representam amarelo, verde e azul,
respectivamente (Pathare et al., 2013). Pela análise do ângulo hue, percebe-se que as médias
alcançaram valores próximos a 360º, indicativo da tonalidade vermelha, explicada pela
presença de antocianinas. Os resultados do angulo hue foram similares aos achados de Sari et
al. (2012) em casca de jambolão (345 < h° < 355) e ao encontrado por Faria et al. (2011) para
antocianinas de jambolão em diferentes pHs (114 < h° < 354). Os parâmetros colorimétricos
a*, b*, L* e h° estão representados na Figura 5.2, onde é possível observá-los em
coordenadas tridimensionais. O ângulo hue pode ser acompanhado ao longo da
circunferência.
Capítulo 5: Resultados e discussão
56
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Figura 5.2. Modelo CIELAB em imagem tridimensional. Fonte: Sellerink (2011).
Modificações provocadas por processos e tratamentos sobre a cor do alimento podem
ser medidas a partir do índice de diferença total de cor (ΔE) que indica a magnitude desse
gradiente entre amostras selecionadas e uma amostra controle, que nesse caso é a polpa de
jambolão. Para isso, o valor de ΔE calculado a partir de modificações em a*, b* e L* pode ser
avaliado dentro de uma escala com os níveis “muito distinto” (ΔE > 3), “distinto”
(1.5 < ΔE < 3) e “levemente distinto” (ΔE < 1.5) (Pathare et al., 2013). Similar ao encontrado
para resíduo de camu-camu submetido à secagem convectiva (Azevêdo et al., 2014), ambos
os grupos experimentais JLI e JLJ apresentaram diferença perceptível em relação a polpa.
Observou-se ainda que o pó obtido em leito de jorro apresentou maior gradiente de cor
quando comparado ao pó liofilizado (p<0,05), o que pode ser consequência da maior
severidade das condições de secagem a que foram submetidas o grupo JLJ. Observa-se que os
valores mostrados aqui são inferiores aos encontrados por Sari et al. (2012) em casca de
jambolão (ΔE = 21,59).
O índice de escurecimento (BI) reflete a pureza da cor marrom na amostra analisada e
indica possíveis reações de escurecimento enzimáticas ou não enzimáticas (Maskan, 2001). A
polpa mostrou índice significamente superior aos pós liofilizados e obtidos em leito de jorro
que, obtiveram resultados semelhantes entre si (p<0,05). Esse achado demonstra que ambos
os processos de secagem não ocasionaram formação de pigmentos escuros em concentração
Amarelo
+b*
Vermelho
+a*
Verde
-a*
Azul
-b*
Capítulo 5: Resultados e discussão
57
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
suficiente para ser percebido visualmente pela análise instrumental da cor. O estudo da cor
instrumental se mostrou uma ferramenta importante para confirmar resultados obtidos na
caracterização e valor de retenção de compostos bioativos.
5.1.6. Microscopia eletrônica de varredura (MEV)
Na Figura 5.3 estão apresentadas as micrografias eletrônicas de varredura da goma
arábica (Figuras 5.3 A1 e A2) e do jambolão desidratado por liofilização (Figuras 5.3 B1 e
B2) e secagem em leito de jorro, essa última com adição de goma arábica (Figuras 5.3 C1 e
C2). São mostradas duas imagens de cada grupo experimental, uma com aumento similar
dentre as amostras analisadas (300x) para que se possa explorar comparações de tamanho e
forma, e uma segunda imagem com maior ampliação (500x a 800x) para que se possam
avaliar características mais detalhadas.
A comparação das Figuras 5.3 A1, B1 e C1, deixa clara a diferença de forma e
tamanho entre a goma arábica e os pós de jambolão. A goma arábica apresenta partículas
menores de formato levemente circular, com a presença de partículas mais alongadas e com
superfície achatada. Ao contrário, os pós de jambolão dos grupos JLI e JLJ apresentam
formato disforme, que no caso do JLJ se apresenta menor em tamanho quando comparado ao
JLI. Isso pode ser explicado pelo fato de que durante a secagem em leito de jorro, as
partículas inertes sofrem colisões entre si, e o pó se fragmenta, formando partículas menores,
além disso, o tamanho das partículas de goma arábica também influencia nessa redução das
partículas.
Capítulo 5: Resultados e discussão
58
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
(A1) (A2)
(B1) (B2)
(C1) (C2)
Figura 5.3 – Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura da goma arábica
(A1, 300x e A2, 600x) e das polpas de jambolão desidratadas por liofilização (B1, 300x e B2,
800x) e secagem em leito de jorro (C1, 300x e C2, 500x).
Capítulo 5: Resultados e discussão
59
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
As Figuras 5.3 B1 e B2 demonstram a porosidade das partículas secas por liofilização,
bastante superior ao mostrado para as partículas secas em leito de jorro (Figuras 5.3 C1 e
C2). Essas imagens são coerentes com o que se espera do processo de liofilização, tendo em
vista que durante a retirada de água são formados poros microscópicos criados pela
sublimação dos cristais de gelo (Ezhilarasi et al., 2013). Observações semelhantes já foram
mostradas para outras frutas e verduras liofilizadas (Ceballos et al., 2012; Voda et al., 2012).
5.2. Compostos bioativos e atividade antioxidante: valor do produto final e
impacto do processamento
Os resultados encontrados para o teor de compostos fenólicos totais (CFT),
antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico em polpa de jambolão in natura e
desidratada por liofilização e secagem em leito de jorro estão mostrados na Tabela 5.3. Os
resultados encontrados para cada grupo serão discutidos a seguir.
Capítulo 5: Resultados e discussão
60
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Tabela 5.3. Concentração de compostos fenólicos totais (CFT), antocianinas, proantocianidinas e ácido ascórbico em polpa de jambolão in
natura (P), jambolão desidratado por liofilização (JLI) e por secagem em leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base úmida e base
seca (bs).
P JLI JLJ
CFT (mg GAE/100 g) 102,9 ± 6,1a
515,1 ± 35,7b
418,0 ±14,5c
CFT (mg GAE/100g bs) 685,3 ± 40,5a
534,0 ± 37,0b 468,6 ±16,2
b
Antocianinas monoméricas
(mg de eq. cianidina 3-glicosídeo/100 g)
108,3 ± 3,4a
649,6 ± 28,1b
438,9 ± 13,6c
Antocianinas monoméricas
(mg de eq. cianidina 3-glicosídeo/100 g bs)
720,9 ± 22,4a
673,4 ± 29,1a
491,9 ±15,2b
Proantocianidinas (mg QTE/g) 74,9 ± 1,8a
73,9 ± 0,6a
59,7 ± 0,5b
Proantocianidinas (mg QTE/g bs) 499,2 ±11,8a
76,6 ± 0,6b
66,9 ± 0,5b
Ácido ascórbico (mg/100 g) 32,5 ± 1,0a
180,2 ± 8,8b
139,6 ± 5,5c
Ácido ascórbico (mg/100 g bs) 216,7 ± 6,9a
186,9 ± 9,1b
156,4 ± 6,2c
a,c: Letras diferentes na mesma linha indicam diferença significativa pelo Teste de Tukey (p<0,05).
Capítulo 5: Resultados e discussão
61
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
5.2.1. Compostos Fenólicos
Nos últimos anos, os compostos fenólicos tem despertado grande interesse na indústria
alimentar devido aos seus efeitos benéficos do consumo destes para a saúde humana.
Recentemente, estudos têm mostrado atividades biológicas de extratos de compostos
fenólicos de diversos vegetais, sobretudo em frutas tropicais, antes pouco investigadas
(Devalaraja et al., 2011).
De maneira geral, ao se comparar os resultados em base seca e base úmida de todos os
compostos investigados é possível visualizar a clara concentração dos compostos bioativos,
consequência da redução do teor de água promovida pela secagem.
Os resultados encontrados na literatura para o teor fenólico de polpa de jambolão são
variáveis. Valores superiores (Kubola et al., 2011; Reynertson et al., 2008) e similares (Faria
et al., 2011; Gordon et al., 2011) aos mostrados aqui já foram reportados. Por exemplo, Faria
et al. (2011) elaboraram extrato aquoso de jambolão que apresentou 86 mg/100g de fenólicos,
o qual ganhou a denominação “funcional”. Os autores destacam que na literatura existe uma
razoável variação dos níveis de fenólicos encontrados no jambolão e concluem que a
diferença de resultados pode ser atribuída à variabilidade inerente à matéria-prima, bem como
diferenças de metodologia ou padrão utilizado. Sabe-se que fatores extrínsecos (solo, umidade
relativa, índice pluviométrico, exposição à radiação UV-B, manejo, cultivo) e intrínsecos
(cultivar, variedade e estágio de maturação) podem promover importantes modificações no
teor fenólico das frutas (Abe et al., 2007; Taiz & Zeiger, 2004; Meng et al., 2012; Othman et
al., 2009). Borges (2011) ao avaliar resíduo de jambolão seco em leito de jorro reportou teor
fenólico de 2583,9 mg GAE/100g, superior ao determinado no presente estudo.
Ao se comparar o valor de CFT da polpa de jambolão e das polpas desidratadas JLI e
JLJ, percebe-se que a secagem implicou em diminuição do teor fenólico total (p<0.05). No
entanto, ambos os processos foram capazes de promover retenções bastante elevadas (77,9%
para JLI e 63,8% para JLJ) e superiores a 60%. Da mesma maneira, Benelli et al. (2013)
utilizaram temperatura de 80ºC em leito de jorro durante a secagem de extrato aromático da
planta Lippia sidoides e observaram retenção na ordem de 75,51 a 84,51%.
Os valores encontrados são bastante superiores ao observado por Nóbrega et al. (2014)
para resíduo de acerola desidratado por secagem convectiva, com retenção de apenas 26,2 a
31,7%. A goma arábica utilizada para a secagem em leito de jorro pode ter exercido papel
protetor sobre os compostos fenólicos presentes (Cornejo et al., 2010) e por outro lado, as
Capítulo 5: Resultados e discussão
62
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
suaves condições de temperatura impostas pela liofilização parecem ter sido suficientes para a
manutenção de fração considerável desse composto bioativo.
Vale salientar que apesar das perdas registradas, o teor final de CFT encontrado para a
polpa de jambolão desidratada pelos dois métodos é superior ao encontrado por outras frutas
desidratadas apontadas como fonte de bioativos, tais como figo e damasco (Kamiloglu et al.,
2014), uvas-passa e ameixas (Ouchemoukh et al., 2012).
5.2.2. Antocianinas
As antocianinas são pigmentos solúveis em água, que conferem as cores vermelho,
azul e roxo a diversas frutas e vegetais, as quais são reconhecidas por promover benefícios à
saúde, devido à sua diversa atividade biológica (Cavalcanti et al., 2011). Além disso, os
consumidores estão cada vez mais preocupados sobre a segurança de corantes sintéticos, o
que intensifica a busca por corantes naturais mais seguros e eficientes (Jie et al., 2013). Dessa
forma, as antocianinas podem ser fortes aliados tanto para indústria alimentícia quanto para
farmacêutica, seja pela sua habilidade colorante ou bioativa.
O conteúdo de antocianinas da polpa de jambolão in natura (108,3 mg/100g) é similar
ao determinado anteriormente por Kuskoski et al. (2006) (111,2 mg/100g) e Vizzotto &
Pereira (2008) (141,8 mg/100g), mas é superior ao encontrado por Sá (2008) (68,5 mg/100g),
Brito et al. (2007) (79 mg/100g), Rufino et al. (2010) (93,3 mg/100g) e Reynertson et al.
(2008) (633 mg/100g bs). Estudo anterior revelou que as principais antocianinas encontradas
em jambolão são delfinidina 3,5-diglicosídeo (45%), petunidina 3,5-diglicosídeo (32%) e
malvidina 3,5-diglicosídeo (Faria et al., 2011).
Os frutos de jambolão apresentam intensa cor roxa que fazem desse fruto uma
excelente fonte de antocianinas (Brito et al., 2007). Dessa forma, a avaliação desse parâmetro
em jambolão desidratado ganha especial importância. O grupo JLJ apresentou teor de
antocianinas inferior ao grupo JLI tanto para os resultados expressos na base seca quanto em
base úmida (p<0,05). Os valores encontrados são coerentes com os resultados mostrados para
os vetores colorimétricos a* e b*, que apresentaram diminuição das intensidades de cor
vermelha e azul, motivada pela redução do teor de antocianias causada pelos processos de
secagem.
Capítulo 5: Resultados e discussão
63
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
No entanto, ambos os grupos apresentaram elevada retenção, com o JLI alcançando o
excelente valor de 93,4%. A desejável retenção observada no jambolão desidratado por
liofilização e secagem em leito de jorro é notável, tendo em vista a sensibilidade já conhecida
das antocianinas aos mais diversos fatores (Jing et al., 2012; Sari et al., 2012). Fischer et al.
(2013) observaram a sensibilidade de antocianinas ao calor, estudando a exposição de suco de
romã submetido a banho maria nas temperaturas de 60, 70, 80 e 90ºC, e observaram que com
o aumento da temperatura, maior era a degradação das antocianinas. Nora (2012), trabalhando
com a liofilização de araçá vermelho (Psidium cattleyanum SABINE), encontrou retenção
bastante inferior de 45,13%, ao passo que Nóbrega et al. (2014) discutiram a baixa retenção
de antocianinas encontradas para resíduo de acerola submetido a secagem convectiva (23,7 a
36,4%).
Observa-se também que o teor de antocianinas encontrado para os pós de jambolão
supera os valores reportados para jabuticaba atomizada com maltodextrina (7 a 21,6 mg eq.
cianidina-3-glicosídio/100g; Silva et al., 2014), ameixas e damascos secos consumidos na
Algéria (0,5 a 5,9 mg/ 100g bs; Ouchemoukh et al., 2012) e polpa de camu-camu atomizada
em spray dryer (19,63 mg/100g, Fracassetti et al., 2013). Isso significa que ambos os
processos de secagem estudados foram capazes de produzir jambolão com teor elevado de
antocianinas.
5.2.3. Proantocianidinas
Para os resultados das proantocianidinas, a polpa não apresentou diferença
significativa em relação ao pó liofilizado (p>0,05). No entanto, o impacto da secagem torna-
se claro ao se comparar os resultados das proantocianidinas expressos em base seca. O
jambolão desidratado apresentou retenção de proantocinanidinas de 15,35% e 17,63% para os
grupos JLI e JLJ, respectivamente. É interessante observar que ao contrário dos outros
bioativos analisados (CFT, antocianinas e ácido ascórbico) os dois processos de secagem
provocaram perdas similares (p>0,05).
No que diz respeito ao impacto do processo de secagem sobre o teor de
proantocianidinas, Nóbrega et al. (2014) mostraram comportamento bastante similar ao
encontrado no presente estudo. Durante a secagem convectiva do resíduo de acerola, as
proantocianidinas foram os compostos mais afetados pela secagem, com retenção de
Capítulo 5: Resultados e discussão
64
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
aproximadamente 21% no produto final. Ao contrário do relatado por Larrauri et al. (1997),
que afirmam que a perda de proantocianidinas é proporcional a temperatura de secagem, aqui
é mostrado que esses compostos são facilmente perdidos, mesmo em condições suaves de
temperatura, como a liofilização.
Apesar das perdas detectadas, quando comparados aos resultados da literatura, o
jambolão desidratado pelos dois métodos investigados se apresenta como uma importante
fonte de proantocianidinas. Mali & Borges (2003) observaram teor de 7,6 g/100g de
proantocianidinas no jambolão maduro em base seca, resultado quase dez vezes inferior ao
encontrado no presente estudo. Da mesma maneira, Nóbrega et al. (2014) obtiveram 13,82 mg
QTE/g bs para resíduo de acerola in natura e valores ao redor de 3 mg QTE/g bs para resíduo
de acerola seco em bandejas. Os resultados mostrados aqui também são superiores ao
observado por Correia et al. (2012) para extratos metanólicos de resíduo de jambolão seco em
leito de jorro (46,9 mg QTE/g). Esse resultado é relevante, considerando-se que as
proantocianidinas já foram apontadas por vários efeitos biológicos, incluindo diminuição dos
níveis de colesterol, ação cardioprotetora e potente ação antioxidante (Rasmussen et al. 2005;
Lee & Yokozawa, 2008; Min et al., 2012).
5.2.4. Ácido Ascórbico
O ácido L-ascórbico atua como potente antioxidante hidrófilo e é importante para a
proteção contra doenças e processos degenerativos relacionados ao estresse oxidativo
ocasionado pelas espécies reativas ao oxigênio (Halliwell & Gutteridge, 2007). Produtos
contendo ácido ascórbico são freqüentemente submetidos a tratamentos térmicos durante o
preparo, processamento e armazenamento, por isso é importante determinar a estabilidade
térmica, mecanismos de decomposição e produtos da degradação do composto (Jingyan et al.,
2013).
Os três grupos experimentais (P, JLI e JLJ) apresentaram resultados diferentes entre si,
com a polpa apresentando maior teor de ácido ascórbico. Shajib et al. (2013) e Paul & Shaha
(2004) apresentaram teor de ácido ascórbico para o jambolão inferior ao encontrado no
presente trabalho (25,7 mg/100g bu e 17 mg/100g bu, respectivamente). No estudo de Shajib
et al. (2013), outras nove frutas foram avaliadas em relação ao teor de ácido ascórbico e o
jambolão mostrou-se superior a sete delas, dentre as quais destaca-se uva birmanesa
Capítulo 5: Resultados e discussão
65
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
(Baccaurea ramiflora), groselha ácida (Phyllanthus acidus), mangostão (Garcinia
mangostana), ameixa café (Flacourtia jangomas) e hibisco (Hibiscus sabdariffa). Por outro
lado, Rufino et al. (2011) apresentaram resultado superior (112, mg/100g) ao mostrado aqui
para a polpa do fruto jambolão. Ao comparar o teor de ácido ascórbico do pó liofilizado aqui
encontrado com o de outros estudos, é possível observar que resultados inferiores foram
encontrados por Kubola et al. (2011) e Gordon et al. (2011) para jambolão liofilizado,
apresentando resultados de 1,03 mg/g e 93,5 mg/100g .
Ao se comparar os resultados em base seca, o pó liofilizado apresentou menor
retenção (86,2%) de ácido ascórbico quando comparado ao pó do jorro (94,9%). A alta
retenção de ácido ascórbico observada após a liofilização é justicada pelas condições suaves
de temperatura do processo, que foram capazes de prevenir a degradação térmica do
composto (Vashisth et al., 2011). No entanto, o elevado valor de retenção observado na polpa
de jambolão desidratada em leito de jorro pode ser explicado pela utilização de goma arábica
como agente coadjuvante de secagem, o que confere maior proteção ao ácido ascórbico. É
interessante comparar os resultados obtidos com Borges (2011), o qual encontrou retenção
inferior na ordem de 50% para o resíduo de jambolão desidratado pela mesma técnica, no
entanto sem o uso de coadjuvantes. Isso demonstra a capacidade de proteção do ácido
ascórbico proporcionado pela goma arábica. O produto desidratado em leito de jorro
apresentou retenção superior a outros trabalhos reportados na literatura. Por exemplo, Souza
Jr. (2012) apresentou retenções de ácido ascórbico variando entre 26,17 a 28,45% na secagem
de resíduo de acerola em leito de jorro utilizando maltodextrina como coadjuvante.
Considerando-se que a ingestão diária recomenada (IDR) de vitamina C é de 75 mg
para mulheres e 90 mg para homens (Institute of Medicine, 2006), observa-se que apesar das
perdas impostas pelo processo, o jambolão desidratado por ambos os métodos é uma
excelente fonte de ácido ascórbico, seja veiculado como alimento em pó, ou se incorporado
em outros alimentos com vistas ao enriquecimento desse nutriente.
5.2.5. Atividade Antioxidante
As frutas são detentoras de grande variedade de compostos antioxidantes, tais como
polifenóis, capazes de proteger os sistemas celulares de danos oxidativos, reduzindo o estresse
oxidativo e promovendo a modulação do sinal de vias de transdução envolvidas na
Capítulo 5: Resultados e discussão
66
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
proliferação celular e sobrevivência (Wolfe et al., 2008). A atividade antioxidante medida
através do radical DPPH● da polpa de jambolão antes e após a secagem está apresentada na
Figura 5.4.
Figura 5.4. Atividade antioxidante em polpa de jambolão in natura (P), jambolão desidratado
por liofilização (JLI) e por secagem em leito de jorro (JLJ). Resultados expressos em base
úmida (µmol TE/g) e base seca (µmol TE/g bs).
a,c: Índices diferentes indicam diferença significativa entre os grupos experimentais expressos em uma
mesma base.
A atividade antioxidante da polpa de jambolão é praticamente a mesma dos resultados
expressos em base úmida do jambolão liofilizado (p>0,05), mas a diminuição do teor
antioxidante fica claro ao se comparar os dados em base seca.
A polpa de jambolão demonstrou atividade antioxidante inferior aos resultados
encontrados por Kang et al. (2012) em duas variedades de açaí (Euterpe oleracea Mart. e
Euterpe precatoria Mart.), as quais apresentaram valores de 320,3 e 133,4 µmol eq. Trolox/g
bs, respectivamente. Nóbrega et al. (2014) encontraram 113,7 µmol TE/g bs para polpa de
acerola, valor próximo ao mostrado aqui. Valores inferiores foram relatados por Meng et al.
(2012) em quatro variedades de uvas (7,23 a 8,56 µmol TE/g de amostra) e também por Moo-
Huchin et al. (2014) estudando 19 frutas cultivadas e consumidas no México (113,06 a 376,30
µmol TE/100g de amostra).
A secagem em leito de jorro conseguiu reter 10,8% da atividade antioxidante inicial,
enquanto a liofilização apresentou retenção de 15,8%. Ambos os processos exerceram notável
Capítulo 5: Resultados e discussão
67
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
impacto sobre a atividade antioxidante, que pode ser explicada como o reflexo do dano sobre
vários compostos bioativos que antes contribuíam para a atividade antioxidante mais elevada
da polpa, incluindo os apresentados no presente estudo e outros bioativos não considerados
aqui. Ao se fazer um paralelo com os resultados mostrados quanto ao teor de
proantocianidinas, pode-se inferir que as mesmas possuem um efeito muito importante sobre a
atividade antioxidante, pois dentre os compostos bioativos analisados, as proantocianidinas
foram o grupo que houve maior redução, a qual ocorreu de maneira concomitante com a
demonstrada redução da atividade antioxidante.
Por exemplo, Correia et al. (2012) relataram que diferentes compostos presentes no
jambolão como fenólicos, antocianinas e ácido ascórbico estão diretamente correlacionados
com a atividade antioxidante. Os autores trabalharam com a secagem de resíduo de jambolão
em leito de jorro e encontraram atividade antioxidante bem superior a encontrada no presente
estudo (436,76 µmol eq. Trolox/g de amostra), em extratos metanólicos.
Segundo Bennet et al. (2011), durante a secagem os compostos podem ser
quimicamente convertidos, sem necessariamente serem degradados. Essa conversão pode
diminuir a boatividade dos compostos, ou seja, teríamos um produto final com antocianinas e
fenólicos com efeito diminuído sobre a atividade antioxidante. Essa seria também uma
hipótese para explicar o resultado mostrado aqui.
Nesse sentido, Banerjee et al. (2005) avaliaram a atividade antioxidante in vitro de
extratos da casca de jambolão a partir de diferentes métodos. Os resultados mostraram que a
casca do jambolão apresentou atividade antioxidante significativa, justificada pela presença de
vitaminas antioxidantes, compostos fenólicos, taninos e/ou antocianinas. Da mesma maneira,
Rufino et al. (2011), ao avaliarem a capacidade antioxidante de 10 frutas tropicais exóticas,
verificaram que o extrato de jambolão apresentou significativa atividade antioxidante.
Capítulo 6: Conclusão
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 6
Conclusão
Capítulo 6: Conclusão
69
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
6. Conclusão
A polpa de jambolão desidratada por secagem em leito de jorro e liofilização
apresentou baixo teor de umidade e atividade de água, o que conferiu maior estabilidade
microbiológica ao produto final. Os pós também foram classificados como pouco
higroscópicos e apresentaram alta solubilidade em água, características importantes quando se
trata de produtos secos. A análise colorimétrica revelou que os produtos desidratados
apresentaram cores intensas, característica desejável para indústria de corantes naturais.
Os resultados mostrados apontam tanto a polpa de jambolão in natura, quanto o
jambolão desidratado por secagem em leito de jorro e liofilização como relevantes fontes de
compostos fenólicos, antocianinas, ácido ascórbico e proantocianidinas com boa atividade
antioxidante. Apesar das perdas causadas pela secagem, à exceção do teor de
proantocianidinas, os valores de retenção foram muito elevados, mostrando o alto valor
biotivo dos pós. Ressalta-se que a polpa de jambolão apresentou elevado teor inicial de
proantocianidinas, entretanto dentre os compostos bioativos analisados, este foi o mais
sensível às duas técnicas de secagem empregadas. Acredita-se que as proantocianidinas sejam
importantes contribuidoras para a atividade antioxidante na polpa de jambolão, pois com a
desidratação da polpa houve redução da atividade antioxidante proporcional à redução de
proantocianidinas. O processo de liofilização apresentou os melhores parâmetros
colorimétricos, maiores retenções de bioativos e melhor qualidade nutricional para a polpa de
jambolão desidratada.
Analisados em conjunto, os dados permitem visualizar o potencial tecnológico e
bioativo do jambolão desidratado pela secagem em leito de jorro e por liofilização, os quais
também apresentaram potencial utilização como corante natural. As técnicas de secagem
investigadas nesse trabalho constituem rotas tecnológicas capazes de produzir produto final
com valor agregado, que serviria como alternativa para o consumo e utilização racional dessa
fruta exótica e que viria a diminuir o desperdício atual constatado para os frutos de jambolão.
Capítulo 7: Referências bibliográficas
Ana Luiza Macedo de Araújo, julho/2014
Capítulo 7
Referências bibliográficas
Capítulo 7: Referências bibliográficas
71
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