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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia de Alimentos
Diana Clara Nunes de Lima
SEMENTES DE Moringa oleifera Lamark COMO AGENTE CLARIFICANTE
EM SUCO DE MAÇÃ
CAMPINAS
2017
Diana Clara Nunes de Lima
SEMENTES DE Moringa oleifera Lamark COMO AGENTE
CLARIFICANTE EM SUCO DE MAÇÃ
Tese apresentada a Faculdade de Engenharia
de Alimentos da Universidade Estadual de
Campinas como parte dos requisitos exigidos
para obtenção do título de Doutora em
Tecnologia de Alimentos.
Orientador: Prof. Dr. Flávio Luís Schmidt
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO
FINAL DA TESE DEFENDIDA PELA ALUNA
DIANA CLARA NUNES DE LIMA, E
ORIENTADA PELO PROF. DR. FLÁVIO LUÍS
SCHMIDT.
CAMPINAS
2017
Banca Examinadora
________________________________
Prof. Dr. Flávio Luís Schmidt
Orientador
Universidade Estadual de Campinas – FEA
________________________________
Prof. Dr. Pedro Esteves Duarte Augusto
Membro Titular
Universidade Estadual de São Paulo –
ESALQ
________________________________
Prof. Dr. Jorge Hermann Behrens
Membro Titular
Universidade Estadual de Campinas – FEA
________________________________
Dra. Alba Lúcia Andrade Coelho
Membro Suplente
Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL
________________________________
Prof. Dr. José Euclides Stipp Paterniani
Membro Titular
Universidade Estadual de Campinas –
FEAGRI
________________________________
Dra. Aline de Oliveira Garcia
Membro Suplente
Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL
________________________________
Dra. Maria Isabel Berto
Membro Titular
Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL
________________________________
Prof. Dr. Rafael Augustos de Oliveira
Membro Suplente
Universidade Estadual de Campinas –
FEAGRI
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de
vida acadêmica da aluna.
Aos meus pais,
Dedico.
AGRADECIMENTOS
O desenvolvimento deste trabalho foi possível devido ao apoio de pessoas que
contribuíram direta ou indiretamente, na vida profissional e pessoal. Com carinho,
agradeço a todos.
Ao professor Flávio L. Schmidt pelo acolhimento, oportunidade, orientação e
compreensão.
A todos os membros da banca examinadora pelas valiosas contribuições.
Ao Departamento de Tecnologia de Alimentos pela oportunidade de realização do projeto
e à CAPES pela bolsa concedida.
Ao secretário da SPG/FEA, Cosme Perota, pela disponibilidade e auxílios diversos.
À querida Ana Koon pela amizade, pelo constante auxílio na realização de atividades
internas e externas ao laboratório. À Leila pelo carinho e disponibilidade e às demais
assistentes de laboratório.
À Kazumi, Simone, Sebastian, Miguel e Ludmilla pela amizade e companheirismo diário
nas atividades do laboratório e na vida. Fizeram e fazem os meus dias mais leves e
divertidos.
Às amigas de república, Ana, Fabiana e Daianne pelo apoio, incentivo e cafezinhos.
Ao meu pai (in memorian) por ter sonhado este sonho comigo. E a minha mãe pelo apoio,
força e pelas longas viagens que fez, para me visitar sempre que possível.
À professora Priscila Efraim pelos conselhos e instruções.
À Carol e demais colegas de laboratório, que me receberam de braços abertos, agradeço
pela atenção e carinho.
À Adriana, Laura e Bruna pelo companheirismo naquele início, quando não conhecíamos a
instituição, a cidade e as pessoas. Saudade das risadas da Adriana, da discrição e
serenidade da Laura e do doce sotaque cearense da Bruna.
Aos alunos estagiários e de iniciação científica que passaram pelo laboratório neste período
e que contribuíram para o desenvolvimento do trabalho. Em especial, à Glenda e à Bel,
alunas de iniciação científica, pelo trabalho, carinho e compreensão.
Aos amigos do laboratório de Tecnologias Emergentes (“os high pressure”) pelos
cafezinhos pós almoço e pelos momentos de descontração.
A Deus por permitir que tudo isso fosse possível.
Muito Obrigada.
RESUMO GERAL
O suco de maçã é consumido clarificado, sendo comum o uso de tratamento enzimático e
de gelatina no processo de clarificação. O objetivo deste trabalho foi verificar o potencial
clarificante do extrato da semente de Moringa oleifera Lamark em suco de maçã. As
sementes foram beneficiadas e liofilizadas para maior conservação e extratos salinos e
aquosos foram elaborados e utilizados como agentes clarificantes em ensaios preliminares.
Além disso, realizou-se um DCCR, tendo como variáveis independentes, concentração de
enzima e de extrato de moringa, e como respostas a transmitância, pH, acidez total
titulável, sólidos solúveis totais, ratio e parâmetros de cor de suco. Um delineamento
também foi realizado para as variáveis concentração de enzima e de gelatina,
tradicionalmente utilizado nas indústrias. Verificou-se também o teor de polifenóis,
velocidade de sedimentação dos flocos, lodo formado, o fluxo permeado e fouling do suco
de maçã em filtração convencional. A partir dos resultados realizou-se estudo sensorial do
suco, aceitação sensorial, diferença do controle, ordenação e análise dos comentário com o
objetivo de verificar a aceitação, bem como a percepção dos consumidores para limpidez
das amostras. Utilizou-se amostras comerciais nos testes sensoriais para efeito
comparativo. O extrato de moringa mais eficaz foi o EXT. 0,1M, que promoveu maior
transmitância. Quando o EXT. 0,1M foi aplicado após o tratamento enzimático, também
promoveu melhoria da transmitância. Os resultados do DCCR mostraram que o extrato de
moringa foi eficaz, promoveu melhoria significativa no suco, alcançando transmitância de
até 79%, sem necessidade de tratamento enzimático prévio. Além disso, reduziu a
coloração avermelhada e não alterou os demais parâmetros de qualidade. Resultados
semelhantes foram obtidos para os testes com gelatina, excessão aos parâmetros
transmitância e cor. O extrato de moringa reduziução o teor de compostos fenólicos,
redução semelhante foi obtida com despectinização+gelatina. A velocidade de
sedimentação foi semelhante entre a clarificação com extrato e a tradicional. A % de lodo
formado pela clarificação com extrato de moringa foi a mesma que no processo
convencional, porém mais compacto. O fluxo permeado e o fouling foram os mesmos para
as três amostras, confirmando o potencial do extrato como agente clarificante. Em relação
ao estudo sensorial, o extrato de moringa utilizado como agente clarificante foi importante
para aceitação do produto e promoveu transmitância semelhante ás amostras clarificadas
por métodos convencionais sem nenhuma referência a sabor estranho. De forma geral, os
atributos positivos mais citados pelos consumidores para descrever as amostras foram a
cor, a cristalinidade, a doçura, presença de partículas, a cor esverdeada, a turbidez e o
sabor. Os atributos negativos apontados pelos consumidores, podem ser corrigidos durante
o processo. Em relação ao limiar de percepção para limpidez, o consumidor percebeu
diferenças entre as amostras, quando a diferença de transmitâncias foi alta. Dessa forma, o
consumidor seria capaz de comparar diferentes marcas de suco de maçã e, dependendo da
diferença de transmitância entre elas, escolher qual a mais límpida. Diante disso,
concluímos que o extrato de moringa pode ser uma alternativa para clarificar suco de maçã
e ao mesmo tempo atender à tendências de mercado.
Palavras-chave: maçã, superfície de resposta, gelatina, sensorial, suco
ABSTRACT
The apple juice is consumed clarified, being common the use of enzymatic treatment and
gelatine in the process of clarification. The aim of this work was to verify the clarifying
potential of the Moringa oleifera Lamark seeds extract in apple juice. The seeds were
beneficiated and lyophilized for further conservation and saline and aqueous extracts were
elaborated and used as clarifying agents in preliminary tests. In addition, a DCCR was
performed, having as independent variables, concentration of enzyme and moringa extract,
and as responses, transmittance, pH, total titratable acidity, total soluble solids, ratio and
juice color parameters. A DCCR was also performed for the variables enzyme
concentration and gelatin, traditionally used in industries. The content of polyphenols,
sedimentation velocity of flakes, slurry formed, permeate flow and fouling of apple juice
were also checked in conventional filtration. From the results, a sensory study of the juice,
sensory acceptance, control difference, ordering and analysis of the comments were carried
out with the purpose of verifying the acceptance, as well as the perception of the
consumers for the clarity of the samples. Commercial samples were used in the sensory
tests for comparative effect. The most effective moringa extract was the EXT. 0,1M, which
promoted greater transmittance. When the extract 0,1M was applied after the enzymatic
treatment, also promoted improved transmittance. The results of the DCCR showed that
the moringa extract was effective, promoted a significant improvement in the juice,
achieving transmittance of up to 79%, without previous enzymatic treatment. In addition, it
reduced the reddish color and did not change the other parameters of quality. Similar
results were obtained for the gelatin tests, except for transmittance and color parameters.
The moringa extract reduced the content of phenolic compounds, similar reduction was
obtained with depectinization + gelatin. Sedimentation velocity was similar between
extract and traditional clarification. The sludge formed by clarification with moringa
extract was the same as in the conventional process, but more compact. The permeate flow
and fouling were the same for the samples, confirming the potential of the extract as a
clarifying agent. Regarding the sensory study, the moringa extract used as clarifying agent
was important for product acceptance and promoted similar transmittance to clarified
samples by conventional methods with no reference to strange taste. In general, the
positive attributes most frequently cited by consumers to describe the samples were color,
crystallinity, sweetness, presence of particles, greenish color, turbidity and taste. Negative
attributes pointed out by consumers can be corrected during the process. Regarding the
perception threshold for clarity, the consumer perceived differences between the samples,
when the differences in transmittance were high. In this way, the consumer would be able
to compare different brands of apple juice and, depending on the difference of
transmittance between them, choose which one is the most limpid. In light of this, we
conclude that moringa extract may be an alternative to clarify apple juice and at the same
time meet market trends.
Key words: apple, gelatin, response surface, sensory, juice.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 - Mapa da produção mundial de maçã. .................................................................. 25
Figura 1.2 - Modelo elétrico da camada dupla de uma superfície de partícula com
carga negativa. Fonte: CHAO (2006) citado por HAMERSKI (2009). ................................... 31
Figura 1.3 a) Suco de maçã sem tratamento enzimático. b) Suco de mação após
tratamento enzimático. Sendo p, fibras de pectina; e v, vesículas............................................ 35
Figura 1.4 - a) Sementes de Moringa oleifera Lamark com casca. b) Semente de
Moringa oleifera Lamark descascadas. .................................................................................... 38
Figura 2.1 - Processamento da semente de Moringa oleifera Lamarck para produção
de extratos clarificantes: a) Sementes com casca. b) Sementes descascadas. c) Torta
obtida após prensagem. d) Extrato bruto liofilizado................................................................. 62
Figura 2.2 - Tratamento enzimático seguido de acabamento do suco de maçã: a)
Extração do suco. b) Tratamento enzimático. c) Suco durante o tratamento
enzimático. d) Sedimentação dos flocos no suco. e) Sobrenadante do suco após
sedimentação completa. ............................................................................................................ 64
Figura 2.3 - Transmitância (T%, 456nm) do suco de maçã não clarificado e após
clarificação com extratos de semente de moringa. ................................................................... 67
Figura 2.4 - Transmitância do suco de maçã despectinizado, seguido de acabamento
com Ext. 0,1M .......................................................................................................................... 68
Figura 2.5 - Distribuição do tamanho de partículas de suco de maçã in natura e após
clarificação com extrato 0,1M. ................................................................................................. 69
Figura 2.6 - Microscopia óptica do suco de maçã: a) Suco in natura b) Suco
clarificado de maçã. .................................................................................................................. 70
Figura 3.1 - Valores experimentais da Transmitância em função dos valores previstos
pelo modelo ajustado (concentração de enzima x do extrato de moringa). .............................. 90
Figura 3.2 - Curvas de contorno e Superfície de Resposta para resposta Transmitância
(T%) em função da concentração de enzima x concentração do extrato de moringa. ............. 90
Figura 3.3 - Valores experimentais da transmitância em função dos valores previstos
pelo modelo ajustado (concentração de enzima x gelatina). .................................................... 94
Figura 3.4 Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta transmitância
(T%) em função da concentração de enzima x concentração de gelatina. ............................... 96
Figura 3.5 - Valores experimentais da cor em função dos valores previstos pelo
modelo ajustado (concentração de enzima x extrato de moringa).......................................... 102
Figura 3.6 - Valores experimentais da cor em função dos valores previstos pelo
modelo ajustado (concentração de enzima x extrato de moringa).......................................... 103
Figura 3.7 - Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta cor a* em
função da concentração de enzima x concentração de extrato de moringa. ........................... 103
Figura 3.8 - Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta cor em
função da concentração de enzima x concentração de extrato de moringa. ........................... 104
Figura 3.7 - Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta cor a* em
função da concentração de enzima x concentração de gelatina.............................................. 106
Figura 4.1 - Esquema de leitura de espalhamento de luz (backscattering, BS%),
transmitância (T%) e altura total e altura de frente do lodo na amostra. ................................ 120
Figura 4.2 - Compostos fenólicos totais em suco de maçã clarificado e in natura. .............. 122
Figura 4.3 - Velocidade de sedimentação de partículas em suco de maçã. ........................... 127
Figura 4.4 - Fluxo permeado acumulado de suco de maçã. .................................................. 130
Figura 4.5 - Fouling do fluxo permeado de suco de maçã. ................................................... 132
Figura 5.1 - Processamento da semente de Moringa oleifera Lamarck para produção
de extratos clarificantes: a) Sementes com casca. b) Sementes descascadas. c) Torta
obtida após prensagem. d) Extrato bruto liofilizado............................................................... 144
Figura 5.2 - Amostras de suco de maçã submetidas ao teste de Aceitação e de Análise
dos comentários. ..................................................................................................................... 146
Figura 5.3 - Aceitação sensorial do suco de maçã. Médias que não compartilham a
mesma letra são diferentes significativamente entre si (p<0,05), segundo teste de
Tukey. ..................................................................................................................................... 151
Figura 5.4 - Aceitação sensorial para cristalinidade de suco de maçã por grupos de
consumidores (Grupo a, b e c). Médias que não compartilham a mesma letra são
diferentes significativamente entre si (P<0,05), segundo teste de Tukey. ............................. 152
Figura 5.5 - Análise de Correspondência obtida a partir da tabela de contingência,
apresentando as amostras(Δ) e os principais atributos(●) citados pelos consumidores.
Os círculos representam as amostras que apresentam características similares com
base na análise de Hierarchical Cluster. ................................................................................. 156
LISTA DE TABELAS
Tabela 1.1 - Relação entre estabilidade de suspensões coloidais e o potencial Zeta
(mV). ........................................................................................................................................ 32
Tabela 3.1 - Valores codificados e valores reais do DCCR 22 em função da
concentração de enzima e de extrato de moringa. .................................................................... 84
Tabela 3.2 - Valores codificados e valores reais do DCCR 22 em função da
concentração de enzima e de gelatina....................................................................................... 85
Tabela 3.3 - Planejamento fatorial e repostas para as variáveis enzima x ext. de
moringa. .................................................................................................................................... 87
Tabela 3.4 - Análise de Regressão para transmitância em função da concentração de
enzima x concentração de extrato de moringa para a transmitância de suco de maçã. ............ 88
Tabela 3.5 - Análise de variância em função da concentração de enzima x
concentração de extrato de moringa para a transmitância de suco de maçã. ............................ 89
Tabela 3.6 - Valores de transmitância experimentais, previstos pelo modelo e desvios
para o DCCR 22. ....................................................................................................................... 89
Tabela 3.7 - Planejamento fatorial e repostas para as variáveis Enzima x Gelatina. .............. 93
Tabela 3.8 - Análise de Regressão para transmitância em função da concentração de
Enzima e de Gelatina. ............................................................................................................... 93
Tabela 3.9 - Análise de variância em função da concentração de enzima x
concentração de gelatina para a transmitância de suco de maçã. ............................................. 94
Tabela 3.10 Valores de transmitância experimentais, previstos pelo modelo e desvios
para o DCCR2. .......................................................................................................................... 95
Tabela 3.11 Repostas experimentais para DCCR 22 em função da concentração de
enzima e ext. de moringa, para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total
titulável, ratio e cor. .................................................................................................................. 97
Tabela 3.12 - Repostas experimentais para DCCR 22 em função da concentração de
enzima e gelatina, para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio
e cor. ......................................................................................................................................... 98
Table 3.13 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e ext. de
moringa, para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio........................ 99
Tabela 3.14 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e gelatina,
para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio. .................................... 100
Tabela 3.15 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e extrato de
moringa, para os parâmetro cor. ............................................................................................. 101
Tabela 3.16 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e gelatina,
para o parâmetro cor. .............................................................................................................. 105
Tabela 3.17 - Diferença de coloração do suco de maçã do DCCR2 (concentração de
enzima x concentração de ext. de moringa) e do DCCR2 (concentração de enzima x
concentração de Gelatina). ..................................................................................................... 107
Tabela 4.1 - Composição aminoacídica g.100g-1 do extrato bruto liofilizado de
sementes de moringa. ............................................................................................................. 124
Tabela 4.2 - Lodo formado e espalhamento de luz no lodo formado na clarificação de
suco de maçã. .......................................................................................................................... 128
Tabela 5.1 - Transmitância das amostras de suco utilizadas no teste de Ordenação e
no teste de Diferença do Controle. ......................................................................................... 147
Tabela 5.2 - Tabela de contingência apresentando as principais modalidades (P_ e
N_) citadas pelos consumidores e o número total de modalidades positivas e
negativas. Número de citações por amostra e resultados do Qui-quadrado por célula. ......... 154
Tabela 5.3 - Resultado para o teste de Ordenação com amostras de suco de maçã
clarificado. .............................................................................................................................. 158
Tabela 5.4 - Resultado para teste de Diferença do controle com amostras de suco de
maçã clarificado. ..................................................................................................................... 158
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................. 12
LISTA DE TABELAS ............................................................................................................. 15
INTRODUÇÃO GERAL ......................................................................................................... 21
CAPÍTULO 1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E OBJETIVOS .............................................. 24
1.1 Maçã - Malus domestica ............................................................................ 25
1.2 Suco de maçã ............................................................................................. 27
1.3 Produção de suco clarificado de maçã: tecnologia e físico-química da
clarificação....................................................................................................................28
1.3.1 Despectinização ou Tratamento Enzimático ....................................... 33
1.3.2 Acabamento ........................................................................................ 35
1.3.3 Polimento ............................................................................................ 37
1.4 Sementes de Moringa oleifera Lamark ..................................................... 37
1.5 Moringa oleifera Lamark como agente clarificante de águas ................... 39
1.6 Sementes de Moringa oleifera Lamark como agente alternativo na
clarificação de suco de maçã ................................................................................................. 42
1.7 Objetivos .................................................................................................... 46
1.8 Referências bibliográficas ......................................................................... 47
CAPÍTULO 2 - ENSAIOS PRELIMINARES: DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL
CLARIFICANTE DE EXTRATO AQUOSO E SALINO DE SEMENTE DE
Moringa oleifera Lamark EM SUCO DE MAÇÃ ................................................................... 58
2.1 Introdução .................................................................................................. 60
2.2 Material e métodos .................................................................................... 61
2.2.1 Processamento e composição das sementes de Moringa oleifera
Lam..............................................................................................................61
2.2.2 Elaboração dos extratos clarificantes .................................................. 62
2.2.3 Potencial dos extratos clarificantes como agente de clarificação no
suco de maçã.............................................................................................................63
2.2.4 Distribuição e tamanho de partícula no suco de maçã ........................ 64
2.2.5 Análise estatística ................................................................................ 65
2.3 Resultados e discussão .............................................................................. 65
2.3.1 Processamento e composição das sementes de Moringa oleifera
Lam...............................................................................................................................65
2.3.2 Potencial dos extratos clarificantes como agente de clarificação no
suco de maçã.............................................................................................................66
2.3.3 Potencial zeta dos extratos e do suco de maçã .................................... 68
2.3.4 Distribuição e tamanho de partículas do suco de maçã ...................... 69
2.3.5 Microscopia óptica .............................................................................. 70
2.4 Conclusões ................................................................................................. 71
2.5 Referências bibliográficas ......................................................................... 71
CAPÍTULO 3 - CLARIFICAÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ: OTIMIZAÇÃO DAS
CONDIÇÕES PARA CLARIFICAÇÃO COM EXTRATO DE SEMENTES DE
MORINGA E IMPACTO DA CLARIFICAÇÃO NOS PARÂMETROS DE
QUALIDADE DO SUCO ........................................................................................................ 77
3.1 Introdução .................................................................................................. 80
3.2 Material e métodos .................................................................................... 82
3.2.1 Preparação dos coadjuvantes de clarificação ...................................... 82
3.2.2 Otimização das condições de processo para clarificação de suco de
maçã.............................................................................................................83
3.3 Resultados e discussão .............................................................................. 86
3.3.1 Transmitância do suco de maçã em função da concentração de
enzima e de extrato de moringa e em função da concentração de enzima e de gelatina ... 86
3.3.2 Parâmetros de qualidade do suco de maçã em função da
concentração de enzima e de extrato de moringa e em função da concentração de
enzima e de gelatina ...........................................................................................................97
3.4 Conclusões ............................................................................................... 107
3.5 Referências bibliográficas ....................................................................... 108
CAPÍTULO 4. CLARIFICAÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ COM EXTRATO DE
MORINGA: TEOR DE COMPOSTOS FENÓLICOS, SEDIMENTAÇÃO E
FORMAÇÃO DE LODO, FLUXO PERMEADO , FOULING .............................. 112
4.1 Introdução ................................................................................................ 114
4.2 Material e métodos .................................................................................. 115
4.2.1 Preparo dos coadjuvantes de clarificação de suco de maçã .............. 116
4.2.2 Composição aminoacídica do extrato bruto de moringa liofilizado . 116
4.2.3 Preparo do suco de maçã ................................................................... 117
4.2.4 Teor de compostos fenólicos em suco de maçã ................................ 118
4.2.5 Velocidade de sedimentação e formação de lodo em suco de maçã . 119
4.2.6 Fluxo Permeado e fouling ................................................ 120
4.2.7 Análise estatística .............................................................................. 121
4.3 Resultados e discussão ............................................................................ 121
4.3.1 Compostos fenólicos totais em suco maçã ........................................ 121
4.3.2 Composição aminoacídica do extrato bruto de moringa ................... 123
4.3.3 Velocidade de sedimentação e formação de lodo ............................. 126
4.3.4 Fluxo Permeado e Fouling ............................................... 129
4.4 Conclusões ............................................................................................... 132
4.5 Referências Bibliográficas ....................................................................... 133
CAPÍTULO 5. ESTUDO SENSORIAL DE SUCO DE MAÇÃ CLARIFICADO POR
MÉTODOS CONVENCIONAL E POR PROCESSO ALTERNATIVO ............................. 139
5.1 Introdução ................................................................................................ 141
5.2 Material e métodos .................................................................................. 142
5.2.1 Material ............................................................................................. 142
5.2.2 Métodos ............................................................................................. 143
5.3 Resultados e discussão ............................................................................ 150
5.3.1 Teste de Aceitação e teste de Análise dos comentários .................... 150
5.3.2 Teste de Ordenação e teste de Diferença do Controle ...................... 157
5.4 Conclusões ............................................................................................... 159
5.5 Referências bibliográficas ....................................................................... 160
DISCUSSÃO GERAL ............................................................................................................ 164
CONCLUSÃO GERAL ......................................................................................................... 178
SUGESTÃO DE TRABALHOS FUTUROS ......................................................................... 182
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GERAIS .................................................................... 183
ANEXOS ................................................................................................................................ 199
21
INTRODUÇÃO GERAL
22
O suco de maçã é tipicamente consumido na sua forma clarificada,
principalmente em países como o Japão, Estados Unidos da América e vários países
europeus (TETIK et al., 2012). Logo, a presença de partículas dispersas no suco impacta
diretamente na aparência e na aceitação do produto, fazendo do processo de clarificação
uma etapa essencial para tecnologia de suco de maçã (GIRARD; FUKUMOTO, 1999).
No entanto, ao contrário do que muitos pensam, a clarificação do suco de maçã
não é apenas uma questão sensorial. Os dois maiores problemas de estabilidade do suco de
maçã são o escurecimento e a turbidez (GIRARD; FUKUMOTO, 1999) causados pela
oxidação dos compostos fenólicos e por partículas de pectina em suspensão no suco
(ALBERT et al., 2012). A pectina, presente naturalmente na maçã, tem como característica
a capacidade de formar gel, quando em meio ácido, presença de açúcar e temperatura. Essa
reação pode causar problemas durante os processos térmicos pelo qual a bebida passa,
pois, mesmo em baixas concentrações, a pectina já pode formar soluções altamente
viscosas (KILARA, 1982; BOBBIO; BOBBIO, 1992).
Sabendo que o suco de maçã é comercializado/exportado como suco
concentrado, a geleificação se torna um problema ainda maior, pois além de influenciar no
escoamento do produto, impede a concentração do suco até o Brix desejado (KILARA,
1982; BOBBIO; BOBBIO, 1992; BLUMENTHAL, 2000).
Para reduzir estes problemas, há várias alternativas utilizadas pelas indústrias,
tais como filtração por membranas (GIRARD; FUKUMOTO, 1999; MONDOR; GIRARD;
MORESOLI, 2000); tratamento enzimático (despectinização) (ALBERT et al., 2012);
aplicação de agentes de acabamento, tais como gelatina, bentonita, sílica sol,
polyvinylpyrrolidone (PVPP) ou a combinação destes (TAJCHAKAVIT; BOYE;
COUTURE, 2001; SINGH; GUPTA, 2004; ALBERT et al., 2012).
A gelatina é o principal agente de acabamento utilizado pelas indústrias de
suco e de bebidas fermentadas (CARVALHO et al., 2011), por sua capacidade de remover
os polifenóis reativos presentes no suco, enquanto os demais métodos podem eliminar
todos os polifenóis (KWANG-SUP et al., 2004), o que não é desejável nutricionalmente.
No entanto, o uso de um coadjuvante de origem animal, como a gelatina bovina, pode ser
uma barreira para um novo nicho do mercado, os consumidores vegetarianos e veganos.
Além das questões religiosas, tais como, budistas, judeus e mulçumanos, que consideram
23
produtos de origem bovina e suína como originados de animais sagrados ou impuros
(PORTAL BRASIL, 2011). As alternativas à gelatina são métodos mais caros ou de difícil
recuperação (ALBERT et al., 2012). Outros, não removem os polifenóis reativos presentes
no suco (PETRUS, 1997), e, por essa razão, a busca por coadjuvantes de baixo custo,
naturais e de origem vegetal como alternativa vem crescendo.
Desde os anos 1970, sementes de Moringa oleifera Lamark vem sendo
estudadas no tratamento de água e apresentaram bom potencial clarificante (ARANTES;
RIBEIRO; PATERNIANI, 2012; KATAYON et al., 2006; MADRONA, 2010; JAHN;
DIRAR, 1979). Estas sementes promovem a redução da turbidez, de sais, micro-
organismos e cor de águas, sendo apontada como bom clarificante primário. A grande
vantagem da aplicação das sementes de moringa como clarificante é sua origem natural,
biodegradável, ou seja, não gera resíduos químicos (SILVA; MATOS, 2008; AMAGLOH;
BENANG, 2009). Além disso, segundo Madrona (2010), a clarificação de água com
semente de moringa também tem como principal vantagem a baixo volume de lodo
formado, se comparado aos agentes químicos comumente utilizados no tratamento de água.
Também não altera o pH e a condutividade da água, reduzindo custos com produto
químicos para ajuste de pH (KATAYON et al., 2006; BHATIA, et al., 2007).
Sabendo do grande potencial das sementes de moringa como agente
clarificante e considerando a necessidade de investigar o comportamento dessas sementes
como agente clarificante em outras matrizes, o objetivo deste trabalho foi verificar o
potencial clarificante de extrato de semente de Moringa oleifera Lamark como agente
clarificante em suco de maçã.
24
CAPÍTULO 1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E OBJETIVOS
25
1.1 Maçã - Malus domestica
A maçã é o fruto de clima temperado mais importante comercializado como
fruta fresca (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). Sua produção está presente em diferentes
continentes, o que envolve um total de 93 países que juntos produziram mais de 75 milhões
de toneladas de maçã (FAOSTAT, 2011). No entanto, apenas 20 países respondem por
mais de 80% da produção anual da fruta (FAOSTAT, 2011). A China, os Estados Unidos,
a Polônia, o Irã, a Turquia e a Itália são referências importantes neste sentido. A China é a
grande produtora (Figura 1.1) devido às características geográficas do país, que possibilita
grandes áreas produtivas, e sobretudo, pela ação do governo, que oferece incentivos aos
produtores. Já a Polônia é a principal produtora de maçã na Europa, sendo também um
importante exportador (FAOSTAT, 2011).
Figura 1.1 - Mapa da produção mundial de maçã.
Fonte: FAOSTAT(2011).
Na América Latina, o Chile, a Argentina e o Brasil se destacam, sendo o Chile
o maior produtor latino-americano de maçãs (MAPA, 2013). O Brasil é o 9º produtor
mundial, com 1,8% da produção, sendo a variedade Gala, representada por 58% da
produção total e a Fuji por 37%. Do total de maçãs produzidas nacionalmente, 25% são
destinados para o mercado externo, grande parte em forma de suco de maçã e uma menor
26
parcela em forma de maçãs frescas (1/5 do total exportado) (MAPA, 2013). A maçã
brasileira é bem apreciada pelo mercado europeu, atendendo durante-o sua entressafra
(JANZZANTI; FRANCO; WOSIACKI, 2003).
Apenas 5% das maçãs consumidas pelos brasileiros são importadas (MAPA,
2013), o que é um valor interessante, uma vez que, o cultivo da macieira no Brasil para
comercialização em larga escala ocorreu a partir da década de 1960. O crescimento veio
com os incentivos fiscais e apoio à pesquisa e extensão rural para plantação de pomares na
região Sul do Brasil. A princípio, o objetivo era apenas reduzir a importação de maçã, no
entanto, o investimento resultou no desenvolvimento da produção, tanto em número quanto
em qualidade (VALDEBENITO-SANHUEZ, 2005), o que foi um estímulo para a
exportação da fruta, que anos depois, teve seu início marcado por investimentos de grupos
econômicos, que já possuíam experiência neste mercado (Fisher Fraiburgo Agrícola). A
produção mais expressiva continua na região Sul do Brasil (Santa Catarina e Rio Grande
do Sul) (WOSIACKI, NOGUEIRA e SILVA, 2000; WOSIACKI, 2001; IBGE 2011).
De forma geral, as maçãs podem ser classificadas em comerciais ou industriais,
de acordo com a sua finalidade. As comerciais são consumidas frescas (in natura) e,
portanto, devem atender a padrões de qualidade, como a cor, o tamanho e formato e à
ausência de defeitos, além dos parâmetros de qualidade intrínsecos da fruta (THE WORLD
APPLE REPORT, 2008). Os Estados Unidos são um dos poucos países produtores de
maçã que possuem lavouras específicas para frutas industriais (THE WORLD APPLE
REPORT, 2008). No Brasil, a maioria dos pomares não produz frutas exclusivas para
diferentes classes de maçãs. Assim, as frutas chamadas industriais são resultantes de um
processo de seleção e classificação das comerciais. Esta seleção gera um descarte de 30%,
que são frutas que não alcançaram o padrão exigido para o consumo in natura
(NOGUEIRA et al., 2007). São estas as frutas direcionadas à industrialização e destas,
cerca de 20% são utilizadas na elaboração de sucos, grande parte destinado à exportação
(NOGUEIRA et al., 2007). Além do suco, as maçãs também são usadas na fabricação de
sidra, vinagre, purê, geleias, alimentos infantis e outros (SANTOS et al., 2005,
NOGUEIRA et al., 2004). Ainda assim, entre a fruta e o suco, a maçã agrega mais $30
milhões anuais à receita cambial brasileira (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE
PRODUTORES DE MAÇÃ, 2011).
27
1.2 Suco de maçã
Segundo o Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), o
suco de maçã pode ser definido como a bebida não fermentada e não diluída, obtida da
parte comestível da fruta (Malus domestica), por meio de processo tecnológico adequado.
A bebida deve possuir cor branca a translúcida, sabor e aroma próprio e composição físico-
química, teor de sólidos solúveis (°Brix, 20°C) mínimo de 10,5°, acidez total expressa em
ácido málico mínima de 0,15g/100g, açúcares totais naturais da fruta de 13,5g/100g
(BRASIL, 2000).
Um suco de maçã de qualidade, é obtido por meio de frutas maduras, podendo
ser composto de diferentes variedades de maçãs, de forma que sejam utilizadas frutas
doces, ácidas e adstringentes, que produzam uma bebida equilibrada. Ou seja, o que define
a qualidade e o valor de um suco de maçã é, principalmente, o teor de sólidos solúveis e
sua acidez, sendo assim, quanto maior o ratio, maior a qualidade do produto (BRAUN,
2003).
Tradicionalmente, o suco de maçã é consumido na sua forma clarificada
(MARKOWSKI, BARON, LE QUÉRÉ, & PLOCHARSKI, 2015). Neste caso, a limpidez
é desejável para atender a padrões internacionais (SINGH; GUPTA, 2004), sendo a
limpidez e a cor, parâmetros de qualidade importantes (BEVERIDGE , 2002; BRAUN,
2003). Há também, mercado para o suco de maçã não clarificado (BRAUN 2003),
considerado por muitos, um alimento pouco processado ou mais próximo do natural (GUI
et al., 2006).
Os maiores consumidores do suco de maçã são Alemanha e os Estados Unidos
da América (EUA), com consumo estimado em 12 bilhões de litros por ano (BRAUN,
2003; WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
O Brasil não possui tradição no consumo de suco de maçã, não havendo esse
hábito entre os consumidores (ROSA et al., 2006), fato que pode estar relacionado a
diversidade frutífera do país e presença farta da laranja. A maior parte da produção
nacional de suco de maçã é concentrada e exportada, principalmente para os EUA, que o
destina a produção de suco ou de produtos infantis (NOGUEIRA et al., 2007).
28
No entanto, o percentual da produção e do consumo do suco de maçã no Brasil
tende a aumentar, pois há uma crescente demanda pelo suco pronto para consumo no
mercado interno (SEBRAE, 2008), como também pelo consumo indireto, devido à
utilização do suco clarificado de maçã como ingrediente em geleias, alimentos infantis,
guloseimas (balas e chicles), etc. (VAILLANT et al., 2001).
Outro fator que vem impactando no consumo nacional de suco de maçã é a
Instrução Normativa N° 42 (BRASIL, 2013), que alterou a concentração mínima de suco
nos néctares de laranja e de uva. A partir de janeiro de 2016, os néctares de laranja e de
uva devem conter uma quantidade mínima de 50% do suco da respectiva fruta. Esta
alteração impactou muito no custo do produto para a indústria. Por outro lado, a mesma
instrução, estabelece que a quantidade mínima de suco/polpa para néctar tipo misto (de
duas ou mais frutas) é de 30% das respectivas frutas. Diante disso, para atender à
legislação e reduzir os custos de produção, a indústria vem optando por adicionar suco
clarificado de maçã ao néctar de uva e de laranja, reduzindo os custos do produto, uma vez
que o suco de maçã é mais barato em relação a outras frutas e, além disso, não altera as
características do néctar. Por essa razão, é cada vez mais comum encontrar diversas marcas
de néctares que utilizam o suco clarificado de maçã, o suco de uva claro ou tinta,
dependendo do produto, e até mesmo o suco concentrado de melão.
A utilização de suco clarificado de maçã como ingrediente e sua
comercialização na forma de suco ou suco concentrado são as duas frentes que estão
promovendo crescimento do setor. Sendo assim, novas tecnologias e coadjuvantes de
clarificação que auxiliem no processo, acelerando as etapas, possibilitando a obtenção de
sucos mais límpidos, atendendo a diferentes mercados ou mesmo reduzindo os custos, são
de interesse para a indústria.
1.3 Produção de suco clarificado de maçã: tecnologia e físico-química da
clarificação
Apesar de haver um mercado em crescimento para o suco natural turvo, o
consumidor de suco clarificado, que aprecia a bebida límpida e brilhante, não aceitará
sedimentos no fundo da garrafa, independentemente de sua natureza. A prevenção da
29
turvação do suco de maçã inclui a qualidade da matéria prima, as condições higiênico
sanitárias, tratamento térmico e enzimático do suco, o acabamento e a filtração
(WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
A produção de um suco de maçã claro, límpido e estável é um assunto que
sempre está em pauta numa unidade industrial produtora do suco. Desde que iniciou-se a
transformação de sucos naturalmente turvos em produtos claros e brilhantes, as novas
questões relacionadas a processos e técnicas são da mais alta importância. Critérios como
estabilidade, com relação à intensidade da cor e claridade; ou estabilidade com relação à
turvação tardia, também apresentam uma influência marcante na comercialização do
produto final (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
Industrialmente, o suco de maçã é extraído por prensagem. As frutas passam
por moagem em moinho de facas ou martelos, com o objetivo de diminuir o tamanho para
que a etapa seguinte, prensagem, seja mais efetiva. Esta redução de tamanho, tem como
pressuposto fundamental a manutenção da estrutura tissular, a fim de que, quando o
material estiver sendo prensado, o suco possa percolar através do material ralado, que
passa a atuar também como filtro. Nesta etapa são criadas condições para o escurecimento
enzimático do produto. A prensagem é realizada em prensas horizontais e/ou de esteira,
muito usadas devido ao seu bom desempenho industrial (WOSIACKI; NOGUEIRA,
2010).
O suco obtido por prensagem contém polissacarídeos, substâncias pécticas e
amidos, macromoléculas solúveis em água, de comportamento reológico característico,
responsáveis pela redução do fluxo do suco, problemas na filtração e desenvolvimento de
incrustações nos equipamentos. Além disso, estes polissacarídeos podem causar problemas
durante a etapa de concentração do suco (BENITEZ; GENOVESE; LOZANO, 2007;
WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). A pectina, presente naturalmente na maçã, tem como
característica, a capacidade de formar gel, quando em meio ácido, presença de açúcar e
temperatura. O que pode causar problemas durante os processos térmicos pelo qual a
bebida passa pois, mesmo em baixas concentrações, a pectina já pode formar soluções
altamente viscosas (KILARA, 1982; BOBBIO; BOBBIO, 1992). O suco natural possui
cerca de 12° Brix a 20°C, a presença de substâncias pécticas dificulta a concentração até o
30
Brix desejado, ou seja, até aproximadamente 70°Brix, pois ocorre geleificação da pectina
(BLUMENTHAL, 2000; ALKORTA et al. 1998 citados por SINGH; GUPTA, 2003)
A pectina e o amido também são os polissacarídeos responsáveis pela
ocorrência da turbidez, outra razão pela qual devem ser removidos para assegurar a
limpidez quando se deseja um suco cristalino. Além disso, as proteínas e os polifenóis
presentes no suco, isolados ou em associação, também estão relacionados a turvação, pois
promovem a produção de uma “névoa” no suco e formação de sedimentos pós-clarificação.
Essas proteínas tem pequena massa molecular, 16000-24000 Daltons e possuem alto ponto
isoelétrico (pH 5,2-8,0) (NAGE, 1993 citado por PETRUS, 1997).
Após extração, os sucos são constituídos por um sistema coloidal bastante
complexo, contendo moléculas em solução verdadeira e em suspensão com diferentes
tamanhos. As partículas menores permanecem na solução, graças a repulsão de suas cargas
e estabilização coloidal. Já as partículas maiores, sedimentam com o tempo (PETRUS,
1997). As partículas suspensas numa solução estão sujeitas a diferentes tipos de forças
(DOHERTY; RACKEMANN, 2009 citado por FERREIRA, 2012), as principais estão
descritas a seguir:
Repulsão eletrostática: ocorre entre as partículas de mesma carga, tendendo a
mantê-las afastadas. Situação comum entre as pequenas partículas dispersas no
suco de maçã.
Força da gravidade: separa as partículas de acordo com a densidade, com as
partículas mais densas se movendo em direção ao fundo dos decantadores. Ocorre
com as partículas maiores em suspensão na bebida.
Forças de van der Waals: tendem a atrair as partículas suspensas, uma em direção à
outra;
Forças Brownianas: são dependentes da temperatura, conferindo movimento às
partículas coloidais através da colisão entre as partículas em suspensão no meio.
Em volta das partículas em uma solução existe uma dupla camada elétrica. Na
primeira camada estão os íons fixos à superfície da partícula em suspensão e na segunda
camada, estão os contra-íons em solução. Quando as partículas de uma solução possuem a
mesma carga elétrica ocorre repulsão (CENTRO DE TECNOLOGIA COPERSUCAR,
31
[s.d.] citado por FERREIRA, 2012) (Figura 1.2). Devido à adsorção de íons às suas
superfícies, as partículas dispersas no suco encontram-se carregadas negativamente
(YAMASAKI et al. 1964; ENDO 1965). Dessa forma, as partículas de pectina retardam a
agregação, impedindo a aproximação das partículas para a formação de ligações de
hidrogênio ou interações dipolares eficazes (VAN BUREN 1989 citado por LOZANO;
GENOVESE, 2005). Ou seja, ocorre a repulsão eletrostática das partículas (SIMPSON,
1996 citado por FERREIRA, 2012), o que favorece a turbidez no suco.
Figura 1.2 - Modelo elétrico da camada dupla de uma superfície de partícula com carga
negativa. Fonte: CHAO (2006) citado por HAMERSKI (2009).
Esta concentração de cargas forma um campo elétrico e estabelece uma
diferença de potencial que varia linearmente na dupla camada e assintoticamente na
camada difusa, sendo esta última variação o que chamamos de potencial zeta (CENTRO
DE TECNOLOGIA COPERSUCAR, [s.d.] citado por FERREIRA, 2012).
O potencial zeta é uma medida em função da natureza da superfície da
partícula e da composição da fase dispersa (pH, força iônica e concentração de íons
específicos e polieletrólito) (MCCLEMENTS, 1999). Para uma clarificação bem sucedida,
normalmente, a carga das partículas deve ser neutralizada, possibilitando a ocorrência de
floculação e sedimentação (SIMPSON, 1996 citado por FERREIRA, 2012).
32
Tabela 1.1 - Relação entre estabilidade de suspensões coloidais e o potencial Zeta (mV).
Características de estabilidade Potencial Zeta médio (mV)
Máxima aglomeração e precipitação +3 a zero
Excelente aglomeração e precipitação -1 a -4
Aglomeração e precipitação razoáveis -5 a -10
Fronteira de aglomeração (aglomerados de
2 a 10 coloides)
-11 a -20
Patamar de pouca estabilidade (poucos
aglomerados)
-21 a -30
Estabilidade moderada -31 a -40
Boa estabilidade -41 a -50
Estabilidade muito boa -51 a -60
Excelente estabilidade -61 a -80
Estabilidade máxima -81 a -100
Fonte: CENTRO DE TECNOLOGIA COPERSUCAR, [s.d.] citado por FERREIRA
(2012)
Por meio da medida do potencial zeta é possível verificar a estabilidade de um
sistema coloidal, sendo portanto, um bom meio para checar as forças de repulsão entre as
partículas. Quando as partículas possuem um alto potencial zeta (Tabela 1.1), positivo ou
negativo, tendem a se repelir umas das outras, o que aumenta a dispersão. Por outro lado,
quando as partículas possuem baixos valores de potencial zeta, a força repulsiva líquida
para impedir que as partículas se juntem é fraca ou nula (MCCLEMENTS, 1999),
ocorrendo a floculação.
33
O potencial zeta de um suco de maçã é em torno de -9 mv, significando que a
estabilidade da solução tende a aglomerações e precipitações razoáveis (CENTRO DE
TECNOLOGIA COPERSUCAR, [s.d.] citado por FERREIRA, 2012).
O processo convencional de clarificação de suco de maçã inclui várias etapas,
que visam facilitar a interação entre as partículas do suco para posterior remoção. O
processo pode ser dividido em três etapas principais (PETRUS, 1997; CHERYAN, 1998;
WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010), podendo ser usado em associação para melhores
resultados:
1ª etapa - Processos bioquímicos, também chamados de despectinização ou
aplicação de enzimas, tais como pectinases, amilases, celulases, arabanases,
para hidrólise de pectina, celulose e amido.
2ª etapa - Processos químicos, ou acabamento: aplicação de agentes de
acabamento/ refino, tais como gelatina, terra diatomácea, para remoção de
coloides.
3ª etapa - Processos físicos e polimento/refino: por meio de decantação,
centrifugação e da filtração, última etapa do processo de clarificação, que
remove o agente de acabamento com os sólidos em suspensão, partículas
coloidais e proteínas. As etapas serão detalhadas nos subtópicos 1.3.1; 1.3.2
e 1.3.3.
1.3.1 Despectinização ou Tratamento Enzimático
O processo de despectinização envolve a aplicação de enzimas comerciais,
geralmente um blend de pectinases, poligalactorunase, celulase e pectinaliase que
hidrolisa, as substâncias pécticas (SORRIVAS et al., 2006). As pectinases são um conjunto
de enzimas pectinolíticas (poligalacturonase – PG, pectinametilesterase – PME), obtidas a
partir de micro-organismos, principalmente de Aspergillus niger (do CANTO, 1995).
Enzimas amilolíticas, como a amilase e amiloglucosidade também são normalmente
adicionadas na etapa de despectinização para hidrólise do amido (STOKÉ, 1998).
As substâncias pécticas constituem um conjunto de moléculas com
características glicídicas que se apresentam com peso molecular elevado, classificando-se
como hidrocoloides (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). A pectina nada mais é que, um
34
constituinte da parede celular de vegetais, é o principal componente da lamela média, que
une as células entre si, um polissacarídeo ramificado, que tem como função reter água a
fim de tornar o meio ao seu redor gelatinizado.
No pH natural do suco de maçã a molécula de pectina apresenta tanto carga
negativa quanto positiva por possuir um núcleo (proteína-carboidrato) com cargas positivas
(SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006). Sua presença é revelada por depósitos no
suco, pela formação de complexos com polifenóis oxidados, gerando aparência
desagradável e pouco aceita comercialmente (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). A
despectinização pode reduzir a consistência em 50% ou mais (WOSIACKI; NOGUEIRA,
2010), e uma consistência mais baixa favorece o fluxo permeado do suco de maçã durante
as demais etapas, por exemplo filtração (HE; JI; LI, 2007). Além disso, durante
tratamentos térmicos, a pectina tende a geleificar, o que dificulta a concentração.
O processo de despectinização envolve duas reações importantes, a redução do
tamanho das substâncias pécticas e, consequentemente, a descaracterização dos
polissacarídeos como substâncias coloidais (OLIVEIRA et al., 2006). A hidrólise da
pectina expõe parte das cargas positivas e aumenta a interação com outras partículas do
suco (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006).
Sorrivas e Genovese (2006) explicam as reações que ocorrem com a
despectinização. De acordo com os autores, o tratamento enzimático aumenta o número de
partículas menores que 0,5 micrometros, além disso, destroi as fibras de pectina
responsáveis por ligações entre as partículas. Inicialmente, a despectinização promove
agregação das partículas de turbidez, pois as pectinas insolúveis formam uma capa de
proteção em torno das proteínas em suspensão (LOZANO, 2003). No entanto, depois que a
pectina é totalmente hidrolisada, as estruturas agregadas que surgiram, colapsam,
aumentando o número das pequenas partículas, resultando no aumento da turbidez, o que
explica a necessidade de outras etapas de clarificação, que complementem a
despectinização (SORRIVAS; GENOVESE, 2005). A Figura 1.3 apresenta imagens
microscópicas de partículas de pectina antes e após o tratamento enzimático.
35
Figura 1.3 a) Suco de maçã sem tratamento enzimático. b) Suco de mação após tratamento
enzimático. Sendo p, fibras de pectina; e v, vesículas.
Fonte: SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006.
1.3.2 Acabamento
Após a despectinização, as substâncias pécticas ainda em suspensão e os
polifenóis impedem que o suco se apresente claro e brilhante, havendo ainda a necessidade
da retirada de materiais poliméricos. Este processo é conhecido como acabamento ou
finning (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
O principal agente coadjuvante utilizado no acabamento de suco de maçã é a
gelatina, que apresenta cargas positivas no pH natural do suco (STOCKÉ, 1998), logo, a
adição de gelatina ao suco despectinizado tem a função de desestabilizar o sistema por
meio de interações eletrostáticas entre as moléculas remanescentes de pectina e os
compostos fenólicos, com consequente floculação e sedimentação por gravidade. O uso
36
isolado pode levar ao hiper-refino, que ocorre quando a turvação é causada pelo excesso de
agente de clarificação (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
O mercado oferece alternativas para acabamento do suco, pois na maioria dos
casos, o acabamento só é satisfatório com o uso combinado de agentes de clarificação. Por
isso, a gelatina também é empregada em conjunto com outros coadjuvantes, por exemplo,
sílica sol, bentonita ou com sílica sol + bentonita, entre outros. A associação da gelatina a
outros agentes é importante porque resíduos de proteínas também promovem turbidez,
mesmo que tardia (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
A sílica sol se trata de soluções coloidais de ácido silícico contendo água, sua
turvação posterior pode ocorrer, pois poucos compostos fenólicos são adsorvidos. Se
estabilizada em meio ácido pode ser usada isoladamente. É negativamente carregada, em
função do pH dos sucos, em consequência disso, ocorre agregação com colóides
carregados positivamente, levando a floculação. A bentonita é um material argiloso
composto de silicato contendo metais, como ferro, alumínio e manganês, o que permite o
seu papel de trocador de íons, com proteínas carregadas positivamente. O caolim também é
uma argila e contém alumínio em sua estrutura, atua por meio de troca iônica, porém é
menos eficaz que a bentonita (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). Além disso, a bentonita,
o polivinilpolipirrolidona (PVPP) e o carvão ativo são utilizados para eliminar polifenóis
em sucos de frutas (KWANG-SUP et al., 2004). Estes compostos eliminam todos os
polifenóis do meio, sendo que a gelatina elimina apenas os que mostram reatividade, razão
pela qual tem sido o principal agente clarificante utilizado na indústria de sucos.
A etapa de acabamento é um processo complexo. A aplicação dos agentes de
refino é um problema na clarificação, pois a concentração ideal de gelatina pode variar,
dependendo das características do suco, teor de polifenóis, da pectina e amido em
suspensão. A dose de gelatina ou bentonita a ser adicionada normalmente é definida por
meio de tentativa e erro. Dessa forma, testes laboratoriais são realizados, uma série de
tubos com suco despectinizado recebe diferentes concentrações dos agentes de acabamento
em quantidades crescentes e a dose que em menos tempo promover compactação dos
flocos e maior transparência no suco será a concentração utilizada no lote de suco
(BENITEZ; GENOVESE; LOZANO, 2006)
37
1.3.3 Polimento
A filtração é a última etapa do processo de clarificação do suco de maçã e tem
a função de eliminar partículas remanescentes do acabamento. Com uma filtração mal
conduzida pode ocorrer precipitação ao longo da vida de prateleira.
Nos últimos anos, a tecnologia de membranas vem sendo aplicada em escala
industrial no processo de clarificação de suco de maçã (PETRUS, 1997), devido a
eficiência e rendimento (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). Em alguns casos, o uso de
membranas dispensa as etapas anteriores da clarificação, e, em outros, há utilização de
enzimas no pré-tratamento para os processos de separação por membranas, o que vem
apresentando respostas positivas nos fluxos de permeado, mas ainda precisam ser mais
exploradas (STOFFEL; MOREIRA, 2013).
Alguns benefícios da utilização da ultrafiltração para clarificação de sucos
incluem um produto final altamente clarificado, livre de sólidos suspensos e sedimentos,
além da retenção de enzimas responsáveis pelo escurecimento enzimático (GIRARD;
FUKUMOTO 2000).
No entanto, sem a etapa de acabamento, os polifenóis não se ligam a proteínas
e passam com o permeado pelas membranas, o que promove turbidez tardia, durante a vida
de prateleira do suco, principalmente em suco que serão concentrados (PETRUS, 1997).
1.4 Sementes de Moringa oleifera Lamark
A Moringa oleifera Lamark é uma árvore que pertence à família Moringaceae,
a espécie mais difundida dentre as 14 mais conhecidas. A ocorrência natural dessa planta
se estende da Arábia à Índia (RANGEL, 2007; CYSNE, 2006), sendo a Índia o maior
produtor, com uma produção anual de 1,1 a 1,3 milhões de toneladas de frutos
(RAJANGAM, 2001). Por possuir elevada capacidade de adaptação a condições climáticas
e também a solos, seu cultivo vem se espalhando por outras regiões do mundo.
A Moringa oleifera Lamark foi introduzida no Brasil por volta de 1950 na
região nordeste, nos Estados do Maranhão, Piauí e Ceará (RANGEL, 2007; CYSNE,
2006). A produção de moringa pode chegar a 25 toneladas de vagem por hectare plantado,
no nordeste brasileiro (SILVA et al., 2010).
38
O cultivo de Moringa se deve principalmente à possibilidade de usar folhas e
frutos como alimento (KHALAFALLA et al., 2010). O fruto é uma vagem de três faces
com grande número de sementes (PATERNIANI et al., 2009). As sementes são pequenas e
a produção anual é dividida em três níveis, baixo – 2000 sementes/planta, médio - 8000
sementes/planta e elevado 24000 sementes/planta. As variações na produtividade ocorrem
de acordo com clima, disponibilidade de água e manejos com a planta (JAHN, 1986).
As sementes são escuras por fora (casca) e possuem em seu interior uma massa
esbranquiçada e oleosa com diâmetro de aproximadamente 1 cm (Figura 1.4), com alto
teor de proteínas e lipídios (NDABIGENGESERE et al.,1995), além de vitamina A, com
teor que supera hortaliças tradicionais como o brócolis, cenoura, couve, espinafre e alface
(LORENZO; MATOS, 2002; RANGEL, 2007).
Figura 1.4 - a) Sementes de Moringa oleifera Lamark com casca. b) Semente de Moringa
oleifera Lamark descascadas.
As raízes, folhas e frutos têm aplicação alimentícia, medicinal e industrial
(RICHTER et al., 2003; MENDIETA-ARAICA et al., 2011). O óleo vem sendo utilizado
em aplicações industriais, como na produção de cosméticos, lubrificantes de máquinas e
óleo de cozinha (FERREIRA et al., 2008).
No entanto, o que vem chamando mais atenção há alguns anos, é a utilização
das sementes de moringa no tratamento de águas de abastecimento e de efluentes
(RANGEL et al., 2007). A descoberta do uso das sementes para a purificação de água, a
um custo menor que do tratamento químico convencional, tem sido uma alternativa
(SILVA, 2005 citado por MADRONA, 2010) para regiões isoladas ou em zona rural
(NRC, 2006).
39
1.5 Moringa oleifera Lamark como agente clarificante de águas
As propriedades coagulantes das sementes de Moringa vem sendo estudadas
desde os anos 1970 (JAHN; DIRAR, 1979). No Brasil, o uso dessas sementes como
coagulante no tratamento de água iniciou-se em 1996, por meio da visita de uma
pesquisadora ao nordeste do país, Dra. Samia Al Azharia Jahn, que na época já trabalhava
com o coagulante da semente há pelo menos 20 anos (GERDES, 1996). Desde então, as
pesquisas com as sementes de moringa focam no tratamento de água e efluentes, remoção
de turbidez, cor, micro-organismos, minerais e metais (MADSEN et al., 1987; KARADI et
al., 2006; HEREDIA et al., 2009; MADRONA, 2010; PRITCHARD, et al., 2010).
Atualmente há diversos trabalhos que comprovam a efetividade das sementes
de moringa como agente coagulante em água. Matos et al. (2007) indicaram o extrato das
sementes para o tratamento de água residuária do despolpamento de café. Madsen et al.
(1987) aplicaram a semente em água e concluíram que houve redução da turbidez e
também de bactérias. Vieira et al. (2010) concluíram que as sementes são efetivas no
tratamento de água residuária de laticínios, um tratamento de baixo custo. Diante disso,
vários outros estudos também buscam por informações sobre o mecanismo de ação das
sementes.
Segundo Ndabigengesere et al. (1995), as sementes possuem um composto
ativo que atua em sistemas de partículas coloidais, neutralizando cargas e formando pontes
entre estas partículas, sendo este processo responsável pela formação de flocos e
consequente sedimentação, deixando a água mais límpida, promovendo redução
microbiana e do teor de sais (KARADI et al., 2006; MADRONA, 2010).
A ação clarificante ocorre devido à presença de uma proteína catiônica de alto
peso molecular, que desestabiliza e agrega micro-organismos e partículas coloidais de
carga superficial negativa (GHEBREMICHAEL et al., 2005; ARANTES, 2010;
MADRONA, 2010). Jahn (1988) descreveu o agente clarificante como polipeptídios com
alto peso molecular, seis polipeptídios foram identificados, sendo composto principalmente
por ácido glutâmico, prolina, metionina e argenina. Gassenschmidt et al. (1995) isolaram e
caracterizaram a proteína da moringa e constataram que a massa molecular da proteína é de
cerca de 6,5 kDa e que possui ponto isoelétrico entre pH 10 e 11. Pela análise de
aminoácidos e sequenciamento, observaram altos teores de glutamina, arginina, prolina e
40
um total de 60 resíduos. Já Ndabigengesere et al. (1995) observaram, por meio de diálise,
que a proteína capaz de realizar a purificação de água apresenta peso molecular entre 12 e
14 kDa. Segundo Broin et al., (2002) há alta concentração de glutamina de alta densidade
(23%), o que favorece a floculação devido a ponte de hidrogênio entre as partículas.
Folkard et al. (1989) identificaram o componente ativo como um polieletrólito,
que neste caso, não atua apenas por meio de neutralização de cargas. Podem ter interação
com predominância física, atuando por adsorção (OKUDA et al. 2001). Os polieletrólitos
agem principalmente por meio de fenômenos físicos, tais como, varredura, adsorção e por
meio de formação de pontes com as partículas em suspensão, seguido de sedimentação.
Estas interações não promovem, necessariamente, neutralização das cargas (Di
BERNARDO; DANTAS, 2005).
Há outras evidências, que afirmam que o responsável pela ação coagulante da
moringa seja na verdade um composto amídico. As sementes de moringa possuem 8 a 10%
de glicosinolatos, tiossacarídeos naturais (GUEYRARD et al., 2000)
Independentemente do tipo de coagulante utilizado, as principais operações
unitárias do tratamento de água são compostas por coagulação, responsável pela
desestabilização das cargas negativas da superfície das partículas; floculação, que promove
interação entre as partículas para a formação de flocos, seguido de sedimentação e filtração
(GUIMAR; NASCIMENTO, 2014). Segundo Pritchard et al. (2010), as impurezas
dispersas na água, responsáveis pela turvação, possuem diferentes diâmetros, e carga
elétrica negativa, gerando repulsão entre elas. As partículas acima do diâmetro crítico,
sedimentam por gravidade, as menores permanecem em suspensão e em repulsão. A adição
de um coagulante com carga elétrica positiva na água promove compressão da camada
dupla e, assim, a neutralização do potencial eletrostático da superfície das partículas. Tal
reação permite o contato entre as partículas remanescentes, formando os flocos maiores,
que se sedimentam por gravidade.
Diante disso, o polímero presente na semente de moringa atuaria como um
agente coagulante orgânico. Com potencial para substituir o sulfato de alumínio na
clarificação de água (LÉDO et al., 2009), tendo como vantagens à biodegradabilidade,
baixa toxicidade e baixo índice de produção de lodo residual (MADRONA, 2010). Além
41
disso, ao contrário do sulfato de alumínio, não altera significativamente o pH e a
condutividade de águas após o tratamento (NDABIGENGESERE et al., 1995).
Para avaliar o potencial clarificante das sementes em água e efluentes sob
diferentes condições, o componente ativo vem sendo extraído de diversas formas, tais
como, extração em água, em soluções salina, com e sem o óleo das sementes (JAHN,
1988; GASSEN et al., 1990; GASSENSCHMIDT et al., 1991; NDABIGENGESERE et
al., 1995; ALI, 2010; OKUDA et al., 2010).
Extratos de sementes de moringa preparados em meio salino (NaCl)
apresentaram um maior percentual de remoção de turbidez em água (98%) do que os
preparados em meio aquoso (90,4%). O que é explicado pela presença dos íons da solução
salina que auxiliam na desestabilização do coloide na etapa de coagulação e que,
consequentemente, aumentam a atividade coagulante (SANTOS et al., 2011).
A influência dos parâmetros de pH e temperatura na atuação das proteínas de
sementes de Moringa oleifera Lam na purificação de água foram estudados por Pritchard
et al. (2010), que constataram atuação mais eficiente do coagulante em pH de 6,5. O
estudo concluiu que, condições alcalinas são mais favoráveis que as condições ácidas e que
temperaturas menores que 15º C dificultam o processo.
Os autores também constataram que, a ação do princípio ativo das sementes de
moringa pode diminuir ou se perder após a colheita. Após 18 meses de armazenamento a
atuação das sementes no tratamento de água apresentou um declínio, piorando com 24
meses (PRITCHARD et al., 2010). Borba (2001) afirma que a má conservação das
sementes é responsável pela degradação de sua proteína coagulante, ocasionada por
reações enzimáticas. E, se armazenadas entre 3-28 °C, por até um mês, ainda apresenta boa
atividade (KATAYON et al., 2006). A temperatura e a umidade relativa são os principais
fatores que influenciam na qualidade fisiológica de sementes, especialmente no vigor,
durante o armazenamento, ambos influenciam na velocidade de processos bioquímicos
(CARVALHO; NAKAGAWA, 2000). Sendo assim, as condições ideais para conservação
de sementes são aquelas em que as atividades metabólicas são reduzidas ao mínimo,
mantendo-se a baixa umidade relativa e temperatura no ambiente de armazenamento
(PEDROSA et al., 1999).
42
1.6 Sementes de Moringa oleifera Lamark como agente alternativo na clarificação
de suco de maçã
A clarificação do suco de maçã pode ser realizada por diferentes métodos
(GIRARD; FUKUMOTO, 1999; MONDOR; GIRARD; MORESOLI, 2000; SINGH;
GUPTA, 2004; TAJCHAKAVIT; BOYE; COUTURE, 2001). A clarificação convencional
do suco de maçã se resume em coagulação, floculação, sedimentação e filtração
(WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). As mesmas operações unitárias que envolvem o
processo de tratamento de água e efluentes (GUIMAR; NASCIMENTO, 2014). No
entanto, para o suco, tradicionalmente, realiza-se um tratamento enzimático, seguido de
acabamento com gelatina, uma proteína catiônica, combinada a outros coadjuvantes
(STOCKÉ, 1998 citado por BENITEZ; GENOVESE; LOZANO, 2007), responsáveis pela
coagulação e floculação. As semelhanças entre os processos de clarificação do suco e de
tratamento de água, bem como entre o mecanismo de ação da gelatina e das sementes de
moringa sugerem que as sementes também poderiam ser aplicadas como agente
clarificante em suco de maçã.
O processo convencional de clarificação do suco vem sendo substituído pela
filtração por membranas(ALVAREZ et al., 1998). No entanto, a clarificação por
ultrafiltração não remove os polifenóis reativos, que são precursores de haze, permitindo a
turvação tardia (haze) durante a vida de prateleira do suco. As demais alternativas de
agentes de acabamento, bentonita, polivinilpolipirrolidone (PVPP) e carvão ativado,
eliminam os polifenóis. Enquanto a gelatina remove apenas os fenóis reativos (SIEBERT;
LYNN, 1997). Por essa razão, a gelatina continua sendo utilizada com frequência pela
indústria de sucos (BENITEZ; GENOVESE; LOZANO, 2007).
A gelatina interage com as partículas de polissacarídeos, por meio de
interações eletrostáticas entre as cargas positivas da gelatina e as cargas negativas das
partículas em suspensão no suco (WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010). O que aumenta o
tamanho das partículas (floculação), com consequente decantação por gravidade. Além de
interagir com partículas de pectina, ocorre também interação com as proteínas e com
polifenóis, resultando na remoção destes precursores de haze/névoa (BENITEZ;
GENOVESE; LOZANO, 2007).
43
Cabe ressaltar que, as propriedades benéficas dos polifenóis são características
dos compostos fenólicos de baixo peso molecular, pois são de fácil absorção, transporte e
metabolização no organismo, ou seja biodisponíveis. Já os polifenóis de alto peso
molecular, aqueles responsáveis pela turvação no suco, cervejas e outras bebidas, são mais
difíceis de serem absorvidos devido à sua dimensão e devido à sua capacidade de interagir
com proteínas, permanecendo, formando complexos de grandes dimensões com as
proteínas, o que reduz a biodisponibilidade (HAGERMAN 2001; SKOPEC et al. 2004
citado por CARVALHO, 2007; SHIMADA 2006).
Os taninos e as antocianinas do suco são apontados como as maiores fontes de
pontes de hidrogênio, que são base para formação do complexo entre a gelatina e os fenóis.
Estes polifenóis são os responsáveis pelo maior consumo de gelatina durante o acabamento
do suco de maçã (BENITEZ; GENOVESE; LOZANO, 2007). Os compostos fenólicos de
maior peso molecular, que possuem capacidade de interagir com proteínas são os taninos
(WHITE 1956; BATE-SMITH et al. 1962; HASLAM 1998 citados por CARVALHO,
2007).
Estudos apontam o grande conteúdo de prolina presente na gelatina como o
promotor da atividade floculante, pois a prolina é um importante sítio de ligação com
polifenóis, ocorrendo precipitação da gelatina com os taninos do suco (WOSIACKI;
NOGUEIRA, 2010), dessa forma, após acabamento, quase um terço dos flavonóis são
perdidos (SPANOS et al, 1990).
O núcleo do polifenol tem uma estrutura molecular favorável à interação com
proteínas: Apresenta zonas apolares, como o anel benzénico, que podem interagir com
zonas apolares das proteínas, por exemplo, cadeias laterais de aminoácidos de alanina,
leucina, isoleucina, prolina, etc (CARVALHO, 2007). Também possuem zonas
hidrofílicas, como os grupos hidroxila, que podem participar em ligações de hidrogênio
com os grupos carbonila e amina da proteína (CARVALHO, 2007). Dessa forma, a
interação proteína-tanino pode envolver interações hidrofóbicas e ligações de hidrogênio
(HASLAM 1996), sendo as ligações iônicas menos importantes, pois os polifenóis
praticamente não apresentam grupos carregados a valores de pH neutros e ácidos (OH et
al. 1980; VERNHET et al. 1996).
44
A interação entre as proteínas da gelatina e os taninos do suco apresenta um
mecanismo específico, que pode ser influenciado por fatores estruturais e composição tanto
da proteína, quanto do polifenol, tipo de ligação e condições do meio (solvente), tais como
pH, temperatura e concentração de cada (CARVALHO, 2007). Baxter et al. (1997)
sugerem que os resíduos de prolina, além de servirem como local de ligação, ajudam a
manter o peptídeo numa conformação aberta e por isso com uma maior exposição de locais
de ligação aos taninos comparativamente a proteínas com uma estrutura mais compacta e
globular.
A primeira definição fitoquímica do tanino foi realizada no ano de 1962 como
“todos os compostos fenólicos solúveis em água, com um peso molecular situado entre 500
e 3000 Da, cujas principais propriedades, além das reações características dos compostos
fenólicos são a de formarem complexos insolúveis com os alcaloides, gelatina e outras
proteínas” (BATE-SMITH et al. 1962 citado por CARVALHO, 2007).
Diante disso, o coagulante das sementes de moringa pode ser uma opção para
clarificação de suco de maçã, melhor ainda, uma alternativa para remoção dos precursores
de turbidez tardia. Pois, assim como a gelatina, as proteínas endógenas da semente
possuem aminoácidos que são importantes sítio de ligação e interação com polifenóis
reativos. Comparando-se a composição aminoacídica da gelatina e da proteína da semente
de moringa, observamos a presença dos aminoácidos arginina, prolina, glicina e alanina na
gelatina e de glutamina, arginina, prolina nas semente de moringa (GASSENSCHMIDT et
al., 1995). A arginina e o ácido glutâmico são os mais abundantes na semente,
representando 12% e 25%, respectivamente, do total de resíduos da proteína presente na
semente de moringa (GASSENSCHMIDT et al., 1995).
Além da prolina, que possui um importante sítio de ligação com os polifenóis,
estudos também verificaram importantes interações dos polifenóis com a arginina,
carregada positivamente (CHARLTON et al., 2002), ambas presentes na gelatina e na
semente de moringa. Além disso, a alta densidade dos resíduos de glutamina, presente na
semente, favorecem a floculação por meio de pontes de hidrogênio com as partículas no
meio (BROIN et al., 2002).
Segundo Charlton et al. (2002), a capacidade dos polifenóis se ligarem a
proteínas pode ser ainda maior, uma vez que um único polifenol pode se ligar a mais de um
45
ponto da cadeia peptídica de uma mesma molécula de proteína ou poder ligar a duas ou
mais moléculas diferentes simultaneamente. Além disso, os polifenóis também são capazes
de se ligar a outros polifenóis, mesmo enquanto estão associados a proteínas (BAXTER et
al. 1997). Já as proteínas, podem se enrolar em volta do polifenol (JOBSTL et al. 2006).
Essas interações podem promover a formação de agregados, seguido de precipitação.
Além disso, estudos apontam maior efetividade da moringa em soluções de alta
turbidez, sendo por isso, bastante indicada como pré-tratamento ou como clarificante
primário (KATAYON et al., 2006). O suco de maçã possui turbidez alta, dependendo do
método de extração do suco e da maturação do fruto.
Diante do exposto, é provável que a semente de moringa apresente um
mecanismo de clarificação semelhante ao da gelatina quando aplicado em sucos de frutas.
Tanto em relação a interação entre proteínas e polifenóis, quanto entre proteínas e
substâncias pécticas, por meio de interação eletrostática.
46
1.7 Objetivos
O objetivo geral do trabalho foi verificar o potencial clarificante de extrato de
semente de Moringa oleifera Lamark como agente clarificante em suco de maçã e foi
subdividido em quatro objetivos específicos:
i. Verificar o potencial clarificante de diferentes tipos de extrato de
semente de M. oleifera Lamark como agente clarificante em suco de
maçã.
ii. Determinar o impacto do extrato de sementes de M. oleifera Lamark
como agente clarificante em suco de maçã por meio da otimização das
condições de processo e compará-lo ao coadjuvante convencional
gelatina bovina.
iii. Verificar o impacto do extrato de sementes de M. oleifera Lamark no
teor de compostos fenólicos, na filtração, sedimentação e formação de
lodo e compará-lo ao coadjuvante convencional.
iv. Avaliar sensorialmente a aceitação do suco de maçã clarificado com
extrato de moringa e por tratamentos convencionais, bem como os
atributos que impactam na aceitação e o potencial discriminativo dos
consumidores para limpidez de suco de maçã.
47
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58
2 CAPÍTULO 2 - ENSAIOS PRELIMINARES: DETERMINAÇÃO DO
POTENCIAL CLARIFICANTE DE EXTRATO AQUOSO E SALINO DE
SEMENTE DE Moringa oleifera Lamark EM SUCO DE MAÇÃ
LIMA, D.C.N.; SCHMIDT, F.L.
Este capítulo será submetido à revista “Food Science And Technology
International”
59
Resumo
Este trabalho verificou o potencial clarificante de extratos de semente de Moringa oleifera
Lamark em suco de maçã. As sementes foram beneficiadas e liofilizadas para maior
conservação, então foram obtidos seus extratos salinos (NaCl - 0,1M e 0,3M) e aquoso, os
quais foram utilizados como clarificantes em suco de maçã. As concentrações de extrato
utilizadas foram 0,5 e 2,0 mL.L-1. O extrato mais eficaz foi o extrato de moringa 0,1M, que
promoveu maior transmitância no suco. Quando o extrato foi aplicado após tratamento
enzimático, também promoveu melhoria da transmitância. O potencial zeta do suco
apresentou uma pequena diferença apenas quando o extrato foi aplicado após tratamento
enzimático. A distribuição do tamanho de partículas foi mais variada para o suco in natura
e apresentou menor variação e menores partículas para o suco clarificado com extrato de
moringa 0,1M, corroborado pelo resultado das micrografias ópticas.
Palavras-chave: polieletrólitos, floculação, clarificação, suco de frutas, pectina.
60
2.1 Introdução
O potencial clarificante das sementes de Moringa oleifera Lamark vem sendo
estudado desde os anos 1970 no tratamento de água (JAHN; DIRAR, 1979). Estas
sementes promovem a redução da turbidez e de sais em água e são apontadas como
clarificante primário. A grande vantagem da aplicação das sementes de moringa como
clarificante é sua origem natural, biodegradável, ou seja, não gera resíduos químicos
(SILVA; MATOS, 2008; AMAGLOH; BENANG, 2009).
Este coagulante vegetal possui significativa vantagem se comparado aos
coagulantes químicos usualmente empregados no tratamento de água, por exemplo, o
alumínio (SUTHERLAND et al., 1990; AMAGLOH; BENANG, 2009), pois não altera o
pH e a condutividade da água, reduzindo custos com produtos químicos para ajuste de pH.
Além disso, o volume de lodo gerado é menor, se comparado ao alumínio, podendo ser
descartado sem problemas (KATAYON et al., 2006; BHATIA, et al., 2007)
O método de extração deste coagulante vem sendo investigado e alguns
estudos utilizaram solução salina com cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl)
ou apenas solução aquosa, e constataram que, além da concentração utilizada, o potencial
clarificante pode variar com o tipo de extrato (OKUDA et al., 2001). Okuda et al. (2001)
isolaram e purificaram o componente ativo das sementes de Moringa oleifera utilizando
solução salina. Os componentes ativos encontrados na extração salina e com água foram
diferentes, a eficiência de extração com solução salina foi superior à realizada com água. A
capacidade coagulante está relacionada às proteínas da semente ou a polieletrólitos
catiônicos que interagem com as partículas suspensas na água (NDABIGENGESERE et
al., 1995; VAZ, 2009). A reação ocorre numa ampla faixa de pH, entre 4,0 e 12,0
(BORBA, 2001), o que abre caminhos para maior exploração dessas sementes como
clarificante também em outras matrizes, como por exemplo, em sucos de frutas.
Quando o assunto é clarificação de sucos de frutas, o suco de maçã é o
principal representante. Pois possui turbidez elevada após a extração, gerando
sedimentação ao longo da vida de prateleira, problemas tecnológicos durante sua
concentração e na aceitação sensorial do produto (BENITEZ; GENOVESE; LOZANO,
2007; WOSIACKI; NOGUEIRA, 2010).
61
No processo convencional de clarificação de suco, além do tratamento
enzimático, utiliza-se agentes de acabamento (ex. gelatina bovina), responsáveis pela
remoção das partículas em suspensão e também dos taninos (NEUBECK, 1959; STOCKÉ,
1998), que não são removidos na etapa posterior de filtração e podem promover turbidez
tardia. Os agentes de acabamento atuam principalmente por interações eletrostáticas
(OSZMIANSKI; WOJDYLO, 2007), ou seja, partículas de pectina carregadas
negativamente interagem com as cargas positivas das proteínas da gelatina. Essa interação
é a coagulação seguida da formação de flocos e da sedimentação. Resultando em um
produto mais claro e também com consistência que viabiliza a filtração (VARNAM;
SUTHERLAND, 1994).
Sabendo do grande potencial das sementes de moringa como agente
clarificante e considerando a necessidade de investigar o comportamento como agente
clarificante em outras matrizes, o objetivo deste trabalho foi verificar o potencial
clarificante de extrato salino e de extrato aquoso de semente de Moringa oleífera Lamark
em suco de maçã.
2.2 Material e métodos
O suco de maçã foi obtido por meio de extrator doméstico (Juicer Wallita).
Foram utilizadas maçãs, variedade Fuji, adquiridas no comércio local (Campinas, São
Paulo). O suco foi utilizado em suas condições naturais, pH 3,7, 14,8°Brix, 0,19% de ácido
málico e ratio de 77,8.
As sementes de Moringa oleifera Lamark foram colhidas em Campinas – SP
(22°49’S, 47°03’37O). A enzima pectinolítica utilizada industrialmente na despectinização
do suco de maçã foi fornecida pela Novozymes® (Pectinex Ultra Clear,
≥3,800 unidades/mL, pectinase produzida por Aspergillus aculeatus, preparação
enzimática, que contém pectinatranseliminase, poligalacturonase e pectinaesterase).
2.2.1 Processamento e composição das sementes de Moringa oleifera Lam.
As sementes de Moringa oleifera Lamark foram descascadas manualmente. O
óleo das sementes (33,28%) (MADRONA, 2010) foi removido por meio de prensagem (4
ton, Prensa Charlott). A torta obtida foi triturada em moinho (Ika, A10) e misturada a água
deionizada (5%, m/m, 100 RPM/30 min) baseado em Ndabigengesere & Narasiah (1998).
62
Esta solução foi filtrada a vácuo (papel de filtro, Qualy), e o permeado foi liofilizado por
44 horas, 0,12 mbar, T = - 40 ºC (main drying) e 4 hours, 2,5 mbar, T = -10 ºC (final
drying) (Christ Lyophilizer - Alpha 2-4 LD Plus) (Figura 2.1). O material liofilizado foi
denominado de extrato bruto liofilizado, posteriormente utilizado na preparação dos
extratos clarificantes utilizados neste estudo (Item 2.2.2).
Figura 2.1 - Processamento da semente de Moringa oleifera Lamarck para produção de
extratos clarificantes: a) Sementes com casca. b) Sementes descascadas. c) Torta obtida
após prensagem. d) Extrato bruto liofilizado.
A torta obtida da prensagem das sementes também foi utilizada na análise de
composição da semente. Dessa forma, triturou-se a torta em moinho (Ika, modeloA10) e
verificou-se o de teor proteínas pelo método Kjeldahl (AOAC 2006), lipídeos pelo método
Bligh Dyer (CECCHI, 2003), cinzas, umidade (AOAC 2006) e carboidratos (por
diferença).
2.2.2 Elaboração dos extratos clarificantes
A partir do extrato bruto liofilizado (Item 2.2.1), foram elaborados diferentes
extratos. Homogeneizou-se o extrato bruto liofilizado a diferentes soluções salinas (0,1 M;
0,3 M) e também solução aquosa na proporção de 1% (m/m) à temperatura ambiente (25
°C ± 2°C). O preparo dos extratos clarificantes iniciou-se 30 min antes do início do
processo de clarificação. Os extratos permaneceram em homogeneização, por meio de
agitador magnético, durante o experimento de clarificação (100 RPM).
Extrato Moringa 0,1Molar (“EXT.0,1M”): Solução composta por água
deionizada, cloreto de sódio (0,1M) e extrato bruto liofilizado da sementes
de moringa na proporção de 1% (m/m).
63
Extrato Moringa 0,3Molar (“EXT.0,3M”): Solução composta por água
deionizada, cloreto de sódio (0,3M) e extrato bruto liofilizado de sementes
de moringa na proporção de 1% (m/m).
Extrato Moringa Aquoso (“EXT.AQUOSO”): Solução composta por água
deionizada e extrato bruto liofilizado de sementes de moringa na proporção
de 1% (m/m).
As concentrações e o sal utilizado para extração foram definidas com base em
estudos anteriores. Okuda et al. (2001) e Santos et al., (2011) indicaram o cloreto de sódio
(NaCl) para o extrato de semente de moringa. A literatura, sugere extração com solução
salina até 1 Molar para tratamento de água (OKUDA et al., 2000 e NKURUNZIZA et al.
2009).
2.2.3 Potencial dos extratos clarificantes como agente de clarificação no suco de
maçã
Primeiramente, o suco de maçã foi extraído (extrator Juicer Wallita) e
transferido para erlenmyers (500 mL), onde aplicou-se 0,03 mL.L-1 da enzima. Os
erlemyers permaneceram em banho maria à 45°C, durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL
et al., 2015) para reação enzimática.
Após o tratamento enzimático, aplicou-se os extratos clarificantes em duas
concentrações, 0,5 e 2 mL.L-1 (equivale a 0,005 e 0,02g de extrato bruto liofilizado por
litro de suco), adaptado de Pritchard et al. (2010). Cada extrato (0,1M e 0,3M) foi aplicado
e o suco homogeneizado (100 RPM) até formação de pequenos flocos. Em seguida, o suco
foi transferido para provetas volumétricas, onde ocorreu a floculação e sedimentação dos
flocos. O sobrenadante foi coletado após 40 min de sedimentação, adaptado de Ferreira
(2012) e a transmitância foi verificada por meio da leitura em espectrofotômetro
(Beckman, DU-70, EUA) a 546nm, luz UV/Visível, expresso em % (ALBUQUERQUE,
2009; KEMPKA, et al. 2013). A Figura 2.2 ilustra o processo de clarificação.
O extrato que promoveu maior transmitância no suco, desejável sensorialmente
(ALBERT et al., 2012; SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006), foi selecionado para
ser utilizado posteriormente como agente de acabamento em suco de maçã.
64
Figura 2.2 - Tratamento enzimático seguido de acabamento do suco de maçã: a) Extração
do suco. b) Tratamento enzimático. c) Suco durante o tratamento enzimático. d)
Sedimentação dos flocos no suco. e) Sobrenadante do suco após sedimentação completa.
2.2.3.1 Potencial zeta dos extratos e do suco de maçã
Sabe-se que o mecanismo de floculação envolve interações eletrostáticas, por
essa razão realizou-se a leitura da carga elétrica de superfície dos extratos e das amostras
de suco (não clarificado e clarificado). A leitura da carga elétrica de superfície foi realizada
em equipamento Zetasizer modelo Nano-Z (Malvern Instruments, Malvern,
Worcestershire, Reino Unido) e os resultados expressos em mV (milivolts).
2.2.4 Distribuição e tamanho de partícula no suco de maçã
A distribuição de tamanho de partículas foi verificada no suco não clarificado e
após clarificação, por meio de pelo espalhamento de luz utilizando-se um difratômetro a
laser (Mastersizer 2000, Malvern Instruments, Worcestershire, Inglaterra, unidade de
amostragem Hydro 2000S, Malvern Instruments, Worcestershire, Inglaterra) com índice
refrativo do dispersante de 1,330, zero de índice refrativo de absorbância e agitação de
1750 rpm. A amostra foi adicionada lentamente em água destilada até obscuração de
aproximadamente 10 ser obtida.
2.2.4.1 Microscopia óptica do suco de maçã
Uma gota de água destilada foi colocada em uma lâmina seguida de uma gota
da amostra de suco de maçã (não clarificado e clarificado) e de uma lamínula. As
observações microscópicas foram realizadas em microscópio óptico JENAVAL (Carl
Zeiss, Toronto, Canadá) equipado com uma câmera de vídeo e com aumento de 250x. A
65
captação das imagens foi realizada por meio do Software EDN-2 – Microscopy Image
Processing System.
2.2.5 Análise estatística
Os processos e as análises foram realizadas em triplicata. Os resultados foram
analisados por Análise de Variância (ANOVA) e teste de Tukey para determinar as
diferenças para p<0,05 por meio do software STATISTICA 7.0 (StatiSoft, Inc., Tulsa,
Okla, EUA).
2.3 Resultados e discussão
2.3.1 Processamento e composição das sementes de Moringa oleifera Lam.
Segundo estudos realizados com água, a ação clarificante das sementes de
moringa, se deve as proteínas naturais da semente (ARANTES, 2010; MADRONA, 2010).
Pois o óleo presente nas sementes interfere negativamente no potencial clarificante, logo,
recomenda-se sua prévia remoção (ALVES, 2010).
A prensagem para extração do óleo e obtenção da torta das sementes
apresentou rendimento de 62,57% de semente desengordurada em base úmida. A torta
obtida foi utilizada como principal matéria-prima para elaboração do extrato bruto
liofilizado de semente de moringa, com rendimento de aproximadamente 30%. Optou-se
pela elaboração do extrato bruto liofilizado para manter a qualidade do material, pois as
sementes têm seu potencial clarificante reduzido após colheita e armazenamento
prolongado (MADRONA, 2010). Além disso, o processo de produção do extrato bruto
liofilizado reduz resíduos e fibras presentes nas películas que recobrem a semente.
A semente de moringa, após prensagem, apresentou 52,9% (± 0,41) de
proteínas, 4,9% de cinzas (± 0,1), 7,9% de umidade, 3,8% (± 0,9) de lipídios (± 0,1) e
30,5% de carboidrato (por diferença). A composição, principalmente em relação ao teor de
proteína e de óleo, varia bastante, conforme manejo e região de cultivo, o que pode
influenciar na sua eficiência nos processos de coagulação e floculação em tratamentos de
água (MADRONA, 2010).
66
2.3.2 Potencial dos extratos clarificantes como agente de clarificação no suco de
maçã
O coagulante presente na semente de Moringa oleifera Lamark pode ser
extraído em água e em solução de cloreto de sódio (ANWAR et al., 2007). De acordo com
Okuda et al. (2001), o tipo de extrato da semente de Moringa oleifera Lamark influencia
na sua capacidade clarificante de águas. Os autores avaliaram o potencial clarificante do
extrato com NaCl, KCl, KNO3, NaNO3 e observaram que o extrato com NaCl teve
capacidade 7,4 vezes maior do que em água. Partindo deste princípio, verificou-se o
potencial dos extratos aquoso e salinos em suco de maçã.
Diversos estudos sugerem concentrações ideais para clarificação de água, mas
já foi constatado que a turbidez inicial, pH, temperatura e até armazenamento das sementes
influenciam no potencial clarificante (PRITCHARD et al., 2010; MADRONA, 2010).
Ndabbigengesere e Narasiah (1995) indicaram concentrações de 0,5 a 1 mg.L-1 como
eficazes para clarificação de águas turvas. Outros já sugerem concentrações maiores de
extrato, que equivalem a 0,025 a 0,30 g.L-1 (MADRONA, 2010), enquanto Pritchard et al.
(2010) indica 0,03 a 0,05g.L-1 para água com turbidez entre 40 e 200 NTU. No presente
estudo baixas concentrações do extrato apenas para observar o efeito que os extratos
causariam no suco de maçã, que pode chegar a até 270 NTU, dependendo do tipo de
extração.
As concentrações utilizadas no presente estudo foram 0,5 e 2 ml.L-1, o que
equivale a 0,005 e 0,02g de extrato bruto liofilizado por litro de suco. A Figura 2.3
apresenta os resultados obtidos para o suco clarificado apenas com os extratos de semente
de moringa.
Os extratos 0,1M e 0,3M (EXT. 0,1M e 0,3 M) foram mais efetivos na
remoção de turbidez do suco em relação ao EXT. AQUOSO, 2 mL.L-1 do extrato salino
0,1M promoveu transmitância 5 vezes maior quando comparado ao suco sem clarificação.
Este resultado está de acordo com o estudo de Okuda et al. (1999), que constatou melhor
atuação do extrato salino no tratamento de água.
67
Figura 2.3 - Transmitância (T%, 456nm) do suco de maçã não clarificado e após
clarificação com extratos de semente de moringa.
Com base neste resultado, o EXT. 0,1M foi o selecionado para os demais testes
do estudo. Diante disso, o EXT. 0,1M foi selecionado como agente de acabamento no
suco, ou seja, aplicação após tratamento enzimático (Figura 2.4).
d
d
c
,d
a
d
68
Figura 2.4 - Transmitância do suco de maçã despectinizado, seguido de acabamento com
Ext. 0,1M
O suco clarificado (ENZIMA + EXT. 0,1M) apresentou transmitância 9 vezes
maior que o suco não clarificado. Comparando os resultados obtidos com o suco
clarificado apenas com EXT. 0,1M (Figura 2.3) e clarificado com tratamento enzimático
seguido do EXT. 0,1M (Figura 2.4), observamos que, o extrato tem potencial clarificante,
pois em ambos os casos a clarificação impactou positivamente na transmitância do produto
(p<0,05).
2.3.3 Potencial zeta dos extratos e do suco de maçã
O potencial zeta dos extratos “EXT. 0,1M”, “EXT.0,3M” e “EXT. AQUOSO”
foi de +1,6 mV (±0,27), +1.11 mv (± 0,2) e +3,16 mv (± 0,4), respectivamente. A diferença
entre eles se deu devido a concentração de NaCl, que cada um possui.
O potencial zeta do suco clarificado apenas com os extratos não apresentou
alteração, todas as amostras permaneceram com valores estatisticamente iguais ao suco in
natura, em torno de -9,93 mv. Já a clarificação, com tratamento enzimático, seguida de
acabamento com EXT. 0,1M, promoveu uma pequena alteração do potencial zeta, de -9,93
mv para -8,24 mv. Valores que se enquadram em aglomerações e precipitações razoáveis
(CTC, s.d.), potencial zeta comum para suco de maçã (SORRIVAS et al., 2005).
No pH natural do suco, a pectina possui cargas negativas em predominância.
As pectinases degradam a molécula de pectina, por desesterificação ou desmetoxilação e
por meio da hidrólise das ligações glicosídicas entre os resíduos de ácido galacturônico
(UENOJO; PASTORE, 2007). A ação enzimática expõe parte das suas cargas positivas, o
que reduz a repulsão entre as moléculas, e, além disso, pode favorecer a reação entre as
partículas e entre os polímeros dos extratos, promovendo floculação e sedimentação. Estas
reações podem alterar o potencial zeta. No entanto, uma floculação ótima é possível
quando se reduz o potencial zeta a zero (ponto isoelétrico), removendo a resistência à
aglomeração das partículas (SIMPSON, 1996 citado por FERREIRA, 2014), o que não é
comum para clarificação de suco.
Segundo Davino (1976) o mecanismo de coagulação/floculação provocado
pelo polímero existente na polpa da semente de Moringa oleifera Lam assemelha-se ao
69
mecanismo provocado pelos polieletrólitos. Ou seja, não há, necessariamente, reações de
neutralização entre o coagulante e a água para formar complexos gelatinosos, como ocorre
com os coagulantes derivados de sais de alumínio e ferro. Isso ocorre porque esses
polieletrólitos são constituídos de complexos de grandes cadeias moleculares, que
apresentam sítios com cargas positivas ou negativas. Assim, esse tipo de
coagulação/floculação praticamente independe da alcalinidade da água, pode ocorrer numa
grande faixa de valores de pH, entre 4,0 e 12,0 (BORBA, 2001).
2.3.4 Distribuição e tamanho de partículas do suco de maçã
A Figura 2.5 representa a distribuição do tamanho de partículas dispersas em
um suco não clarificado (in natura) e em um suco clarificado com extrato de moringa
0,1M. Observamos variação do diâmetro das partículas na amostra in natura, uma curva
bimodal, ou seja, cada pico representa tamanhos de partículas diferentes predominantes
numa mesma amostra.
Figura 2.5 - Distribuição do tamanho de partículas de suco de maçã in natura e após
clarificação com extrato 0,1M.
Os valores da Figura 2.5 representam a distribuição em porcentagem das
partículas, sendo que o somatório de todos os tamanhos de partículas encontrados na
70
amostra equivalem a 100%. Logo, esses dados não apresentam a quantidade de partículas,
mas sim sua contribuição na solução.
Após aplicação do extrato ocorre redução da % de partículas maiores, restando
ainda, partículas menores (até 100 µm) em suspensão no suco, representada pela curva
referente ao EXT. 0,1M, com menor variação de tamanhos de partículas. Isso porque, o
uso do extrato como agente de clarificação, promoveu floculação e sedimentação dos
flocos grandes, o que aumentou a proporção (%) das partículas menores na solução.
Os colóides em suspensão no suco são basicamente formados por
polissacarídeos, tais como pectinas e amido, contendo moléculas em solução verdadeira e
partículas em suspensão, e costumam variar, principalmente, entre 0,1 e 100 µm
(PETRUS, 1997). Partículas maiores que 100 µm, consideradas acima do diâmetro crítico,
podem sedimentar rapidamente devido a aglomeração (PETRUS, 1997), e outras menores,
geralmente possuem carga elétrica negativa e não podem ser suficientemente removidas
por simples sedimentação, são cercadas por uma dupla camada elétrica, evitando o contato
entre si, sendo necessária outras intervenções tecnológicas, como a filtração.
2.3.5 Microscopia óptica
A Figura 2.6 mostra a microscopia óptica do suco de maçã não clarificado e
clarificado com extrato 0,1M e ilustra a mudança no aspecto do suco de maçã clarificado,
após aplicação do extrato. É possível observar a menor concentração de partículas e
ausência de regiões gelatinosas.
Figura 2.6 - Microscopia óptica do suco de maçã: a) Suco in natura b) Suco clarificado de
maçã.
71
2.4 Conclusões
O Extrato salino de semente de moringa (0,1M) foi o mais efetivo na clarificação
de suco de maçã.
O tratamento enzimático, seguido de acabamento com o extrato 0,1M, colaborou
para melhoria da transmitância do suco.
O extrato 0,1M promoveu redução das partículas em suspensão, restando ainda uma
porcentagem de partículas menores em suspensão, corroborado pelo resultado das
micrografias ópticas.
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77
3 CAPÍTULO 3 - CLARIFICAÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ: OTIMIZAÇÃO DAS
CONDIÇÕES PARA CLARIFICAÇÃO COM EXTRATO DE SEMENTES DE
MORINGA E IMPACTO DA CLARIFICAÇÃO NOS PARÂMETROS DE
QUALIDADE DO SUCO
LIMA, D.C.N.; KORMANN, G.C.; SCHMIDT, F.L.
Este capítulo será submetido à revista “Journal of Cleaner Production”
78
79
Resumo
Este trabalho avaliou o impacto do extrato de moringa como agente clarificante nos
parâmetros transmitância, pH, acidez total titulável, sólidos solúveis totais, ratio e
parâmetros de cor de suco de maçã. Para isso, realizou-se um delineamento composto
central rotacional 22 (DCCR), tendo como variáveis independentes a concentração de
enzima e a concentração de extrato de moringa. Realizou-se também DCCR 22 utilizando
enzima e a gelatina como agente de acabamento, para comparar o impacto do método
convencional a um método alternativo. Os resultados mostraram que o extrato de moringa
foi eficaz, promoveu melhoria significativa no suco, alcançando transmitância de até
79%, sem a necessidade de tratamento enzimático prévio. Além disso, reduziu a
coloração avermelhada e não alterou os demais parâmetros de qualidade. Resultados
semelhantes foram obtidos para o delineamento realizado com gelatina, exceto para o
parâmetro transmitância e cor.
Palavras-chave: floculação, polieletrólitos, transmitância, suco, coadjuvante alternativo
80
3.1 Introdução
O suco de maçã é tipicamente consumido como suco clarificado em diversos
países, como o Japão, Estados Unidos da América e vários países europeus (TETIK et al.,
2012).
Dois dos maiores problemas de estabilidade do suco de maçã são o
escurecimento e a turbidez (GIRARD; FUKUMOTO, 1999), causados pela oxidação dos
compostos fenólicos e por partículas de pectina em suspensão no suco (ALBERT et al.,
2012), impactando diretamente na aparência e na aceitação do produto (GIRARD;
FUKUMOTO, 1999). Este fato faz do processo de clarificação uma etapa essencial na
tecnologia de suco de maçã (GIRARD; FUKUMOTO, 1999).
No entanto, a clarificação do suco de maçã vai além das questões sensoriais. A
pectina presente naturalmente na maçã pode causar problemas durante a concentração do
suco, etapa comum na produção de suco clarificado de maçã. Isso porque, durante
processos térmicos a pectina geleifica, o que traz complicações ao processo. Em baixas
concentrações, já podem formar soluções altamente consistentes, pois tem a capacidade de
formar gel em meio ácido, na presença de açúcar e temperatura. (KILARA, 1982;
BOBBIO; BOBBIO, 1992). Durante o processamento de sucos, a pectina resulta em
aumento da consistência, dificultando a filtração e rendimento (MAHLER, 1997).
O suco de maçã na sua forma natural possui sólidos solúveis totais entre 12-13
°Brix a temperatura ambiente (BLUMENTHAL, 2000), valor este, que pode ser maior
conforme variedade e maturação da fruta. Após concentração do suco, o Brix deve
alcançar aproximadamente 70 °Brix. Porém, a geleificação da pectina impede a
concentração até o Brix desejável (BLUMENTHAL, 2000).
Para reduzir estes problemas, há diferentes alternativas utilizadas pelas
indústrias, tais como, filtração por membranas (GIRARD; FUKUMOTO, 1999;
MONDOR; GIRARD; MORESOLI, 2000); tratamento enzimático (despectinização)
(ALBERT et al., 2012), processo que envolve o uso de diferentes enzimas comerciais
(pectinases, poligalactorunase, celulases), responsáveis pela hidrólise de substâncias
pecticas (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006) e de cellulose (UENOJO;
PASTORE, 2007); e a aplicação de agentes de acabamento, tais como gelatina, bentonita,
81
sílica sol, polyvinylpyrrolidone (PVPP) ou a combinação destes (ALBERT et al., 2012;
SINGH; GUPTA, 2004; TAJCHAKAVIT; BOYE; COUTURE, 2001).
A gelatina tem sido o principal agente de acabamento utilizado pelas indústrias
de suco (CARVALHO et al., 2011), pois remove os polifenóis reativos presentes no suco
(KWANG-SUP et al., 2004), responsáveis pelo desenvolvimento de turbidez tardia,
durante a vida de prateleira (PETRUS, 1997), enquanto que, os demais métodos podem
eliminar todos os polifenóis (KWANG-SUP et al., 2004). No entanto, o uso de um
coadjuvante de origem animal é uma barreira para um novo nicho do mercado, os
consumidores vegetarianos e veganos. Além das questões religiosas, tais como, budistas,
judeus e mulçumanos, que consideram produtos de origem bovina e suína como originados
de animais sagrados ou impuros (PORTAL BRASIL, 2011).
A opção tem sido o uso de ultrafiltração ou adsorção por PVPP, mas são
métodos caros e de difícil recuperação (ALBERT et al., 2012). E, além disso, não
removem os polifenóis reativos presentes no suco (PETRUS, 1997). Sendo assim, a busca
por coadjuvantes de baixo custo, naturais e de origem vegetal como alternativa se faz
necessária.
Dentre os materiais de origem vegetal estudados como agente de clarificação,
as sementes de Moringa oleifera Lamark vem se destacando no tratamento de águas
residuais e salobras, contribuindo na separação de partículas em suspensão. Isso porque, as
sementes possuem polímeros naturais, identificados como proteínas catiônicas
(GASSENSCHMIDT et al., 1995; KWAAMBWA; MAIKOKERA, 2007), que interagem
com as partículas suspensas na água, por meio de interação eletrostática, promovendo
sedimentação do material em suspensão (AKHTAR et al, 2007; PRASAD, 2009;
PRITCHARD et al., 2010; SÁNCHEZ-MARTÍN et al., 2010). Além disso, as sementes
são biodegradáveis e não tóxicas (BERGER, 1884; BICHI; PH, 2013). A aplicação
tecnológica destas sementes pode gerar desenvolvimento rural, como também, para
produção familiar e de tecnologias sustentáveis e mais limpas.
A aplicação das sementes de Moringa no tratamento de água tem sido estudada
por diversos pesquisadores (AKHTAR et al., 2007; PRASAD, 2009; PRITCHARD et al.,
2010; SÁNCHEZ-MARTÍN; GHEBREMICHAEL; BELTRÁN-HEREDIA, 2010), no
entanto, são escassos os estudos que apliquem as sementes como coadjuvante de
82
clarificação em produtos alimentícios. Diante disso, o objetivo deste estudo foi verificar o
impacto do extrato de sementes de M. oleifera Lamark como agente clarificante em suco
de maçã por meio da otimização das condições de processo e compará-lo ao coadjuvante
convencional gelatina.
3.2 Material e métodos
O suco de maçã foi obtido por extrator doméstico (Juicer Wallita). Foram
utilizadas maçãs, variedade Fuji (Malus Communis), adquiridas no comércio local
(Campinas, São Paulo). O suco foi utilizado em suas condições naturais, pH 3,6, 13,4°Brix,
0,3% de ácido málico e ratio de 42.
A enzima pectinolítica utilizada industrialmente na despectinização do suco de
maçã foi fornecida pela Novozymes® (Pectinex Ultra Clear, ≥ 3,800 unidades/mL,
pectinase produzida por Aspergillus aculeatus, preparação enzimática, que contém
pectinatranseliminase, poligalacturonase e pectinaesterase). Para o acabamento
convencional do suco, utilizou-se gelatina bovina (Gelita, 120 bloom). As sementes de
Moringa oleifera Lamark, utilizadas no preparo do extrato clarificante, foram colhidas em
Campinas – SP (22°49’S, 47°03’37O).
3.2.1 Preparação dos coadjuvantes de clarificação
3.2.1.1 Extrato de Moringa
As sementes de Moringa oleifera Lamark foram descascadas manualmente em
seguida prensadas (4 ton, Prensa Charlott) com o objetivo de remover o óleo das sementes.
O óleo extraído foi descartado e a torta obtida foi triturada em moinho (Ika, A10) para
obtenção de um material fino e de granulometria homogênea. A torta triturada foi
misturada à água deionizada (5%, m/m, 100 RPM/30 min) baseado em Ndabigengesere &
Narasiah (1998). Esta solução foi filtrada a vácuo (papel de filtro, Qualy) e o permeado foi
liofilizado por 44 horas, 0,12 mbar, T = - 40 ºC (main drying) e 4 hours, 2,5 mbar, T = -10
ºC (final drying) (Christ Lyophilizer - Alpha 2-4 LD Plus) (Figura 2.1). O material
liofilizado foi denominado de extrato bruto liofilizado, posteriormente utilizado na
preparação do extrato clarificante.
83
A partir do extrato bruto liofilizado, foi elaborado o extrato de moringa 0,1M.
Para isso, homogeneizou-se o extrato bruto liofilizado a solução de cloreto de sódio (0,1
M) na proporção de 1% (m/m) à temperatura ambiente (25 °C ± 2°C). O preparo do extrato
de moringa 0,1M iniciou-se 30 min antes do processo de clarificação. O extrato
permaneceu em homogeneização, por meio de agitador magnético, durante experimento de
clarificação (100 RPM).
3.2.1.2 Solução de gelatina
A solução foi preparada com a finalidade de diluir a gelatina em pó (Gelita,
120 bloom) e facilitar a aplicação no suco. Dessa forma, 2,5 g de gelatina bovina foram
homogeneizadas em 50 g de água deionizada a 40°C. Permanecendo em homogeneização,
por meio de agitador magnético, durante experimento de clarificação (100 RPM).
3.2.2 Otimização das condições de processo para clarificação de suco de maçã
Com a finalidade de estudar o impacto do extrato de moringa na clarificação do
suco de maçã, bem como a atuação da enzima no processo, realizou-se um delineamento
composto central rotacional para duas variáveis independentes (DCCR 22). A concentração
de enzima ( ) e a concentração do extrato de moringa ( ) foram as variáveis
independentes, gerando 11 ensaios. Três repetições do ponto central e as validações foram
realizadas (RODRIGUES; IEMMA 2009).
Primeiramente, o suco de maçã foi extraído (BJuicer Wallita) e transferido
para erlenmyers (500 mL), onde aplicou-se as respectivas concentrações de enzima
determinadas pelo delineamento. Os erlemyers permaneceram em banho maria à 45°C,
durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL et al., 2015). Passado o tempo de reação da
enzima, as amostras foram resfriadas em banho maria até alcançar temperatura ambiente
(25ºC ± 2 ºC), para adição do agente de acabamento (ext. de moringa ou gelatina) (100
RPM/1 min). Em seguida, transferiu-se o suco para as provetas para floculação e
sedimentação, onde permaneceram por 40 min, adaptado de Ferreira (2012). Após o tempo
de sedimentação, o sobrenadante foi coletado e transferido para tubos falcon, para posterior
análise.
84
A concentração estudada de enzima ( ) foi de 0 a 0,03 mL.L-1 indicado por
Pimentel et al. (2015). A concentração do extrato de moringa ( ) foi de 0 a 75 mL.L-1. A
concentração mínima e máxima do extrato de moringa foi definida com base em ensaios
preliminares e na literatura (MADRONA, 2010; PRITCHARD et al., 2010). A Tabela 3.1
mostra os valores codificados e valores reais das variáveis independentes.
Tabela 3.1 - Valores codificados e valores reais do DCCR 22 em função da concentração
de enzima e de extrato de moringa.
Valores codificados Valores reais
Ensaio
Enzima
(mL-1)
Ext. de
Moringa
(mL-1)
1 -1 -1 0,004 10,9
2 1 -1 0,02 10,9
3 -1 1 0,004 64,09
4 1 1 0,02 64,09
5 -1,41 0 0,00 37,5
6 +1,41 0 0,03 37,5
7 0 -1,41 0,015 0,0
8 0 +1,41 0,015 75,0
9 0 0 0,015 37,5
10 0 0 0,015 37,5
11 0 0 0,015 37,5
Com o objetivo de comparar a efetividade do extrato de moringa a um processo
convencional utilizado industrialmente, um delineamento foi realizado, porém, tendo como
agente de acabamento a gelatina bovina. Dessa forma, um DCCR 22 foi realizado tendo
como variáveis independentes a concentração de enzima ( ) e a concentração de gelatina
( ). A concentração de enzima ( ) variou de 0 a 0,03 mL.L-1 e a concentração da gelatina
( ) foi de 0 a 1,0 mL.L-1 indicado por Pimentel et al. (2015). A Tabela 3.2 mostra os
valores codificados e valores reais das variáveis independentes.
85
Tabela 3.2 - Valores codificados e valores reais do DCCR 22 em função da concentração
de enzima e de gelatina.
Valores codificados Valores reais
Ensaio
Enzima
(mL-1)
Gelatina
(mL-1)
1 -1 -1 0,004 0,14
2 1 -1 0,02 0,14
3 -1 1 0,004 0,85
4 1 1 0,02 0,85
5 -1,41 0 0,00 0,2
6 +1,41 0 0,03 0,2
7 0 -1,41 0,015 0,0
8 0 +1,41 0,015 1,0
9 0 0 0,015 0,5
10 0 0 0,015 0,5
11 0 0 0,015 0,5
Além da transmitância e da cor, os sólidos solúveis totais, a acidez total
titulável e o ratio também são parâmetros comerciais e tecnológicos de interesse e definem
o valor comercial do suco de maçã. Por essa razão, as respostas para o DCCR 22, variáveis
dependentes (Y), foram a transmitância (T%), para verificar limpidez do suco, pH, sólidos
solúveis totais (SST), acidez total titulável (ATT), ratio e os parâmetros de cor ,
para verificar se o processo promove alterações na coloração.
3.2.2.1 Variáveis dependentes ou respostas
Após o processo de clarificação e o tempo de sedimentação de 40 min
(adaptado de Ferreira, 2012), o sobrenadante do suco foi coletado e transferido para tubos
falcon, para posterior análise de transmitância (%), sólidos solúveis totais, acidez total
titulável, pH e cor.
A transmitância (%) foi realizada por meio de leitura em espectrofotômetro
(Beckman, DU-70, EUA) a 546 nm UV/Visível expresso em % (ALBUQUERQUE, 2009;
KEMPKA, et al. 2013). Os sólidos solúveis totais foram verificados em refratômetro
digital (Hanna Instruments, HI 96801, EUA), expresso em °Brix a 25ºC (±2). A acidez
86
total titulável foi verificada por titulação de suco de maçã com NaOH 0,1N, expresso em
% de ácido málico. O ratio é a razão entre TSS/ATT, importante parâmetro de qualidade
comercial do suco (AOAC, 2006). O pH foi verificado por potenciômetro (AOAC, 2006).
Os parâmetros de cor ( ) foram verificados em espectrofotômetro (Hunter Lab,
UltraScan PRO, EUA), utilizando o iluminante primário D65, as leituras foram expressas
como (luminosidade), (vermelho ± verde) e (amarelo ± azul).
3.2.2.2 Análise Estatística do DCCR2
Utilizou-se a metodologia de superfície de resposta para analisar os dados
obtidos no delineamento por meio do software STATISTICA 7.0 (StatiSoft, Inc., Tulsa,
Okla, EUA) e Protimiza Experimental Design. O modelo matemático descrito na Equação
1 foi utilizado para as respostas e a Superfície de Resposta foi construída (p<0,05).
Sendo, a resposta da variável; , e são coeficiente de regressão da
constante, linear, quadrática, e interação dos termos de regressão, respectivamente;
são os valores codificados das variáveis independentes (RODRIGUES; IEMMA 2009).
3.3 Resultados e discussão
3.3.1 Transmitância do suco de maçã em função da concentração de enzima e de
extrato de moringa e em função da concentração de enzima e de gelatina
Os ensaios do DCCR 22 tiveram como objetivo verificar o impacto da enzima,
do extrato de moringa e da associação na redução da turbidez do suco de maçã. Para efeito
de comparação, o mesmo foi estudado aplicando-se enzima e gelatina, coadjuvantes
utilizados pela indústria.
A Tabela 3.3 apresenta os resultados de transmitância obtidos no delineamento
enzima versus ext. moringa. A transmitância do suco de maçã variou de 37,27% a 79,33%.
A menor transmitância foi obtida quando não houve adição de extrato de moringa, maior
87
transmitância foi obtida quando houve adição apenas de extrato de moringa. Dessa forma,
é possível afirmar que o extrato impactou positivamente na transmitância do suco, mesmo
sem a etapa de tratamento enzimático.
A análise de regressão (Tabela 3.4) mostrou que, nas condições estudadas, a
enzima e a interação enzima e extrato de moringa não foram significativas
para melhoria da transmitância do suco de maçã. Ou seja, não impactaram na transmitância
do suco. Apenas o extrato de moringa promoveu aumento da transmitância do suco de
maçã (p<0,05).
Tabela 3.3 - Planejamento fatorial e repostas para as variáveis enzima x ext. de moringa.
Ensaio
T%
(Enzima
x Ext.
Moringa)
1 -1 -1 49,11
2 1 -1 52,31
3 -1 1 71,26
4 1 1 68,79
5 -1,41 0 79,33
6 +1,41 0 69,35
7 0 -1,41 37,27
8 0 +1,41 67,31
9 0 0 68,53
10 0 0 70,98
11 0 0 75,64
A condição ótima do delineamento foi de 37 a 60 mL.L-1 do extrato de moringa
ou seja 0.37 a 0.6g de extrato bruto liofilizado por litro de suco. A concentração ideal de
extrato de moringa está de acordo com outros estudos que utilizaram as sementes de
moringa no tratamento de água (MADRONA, 2010). Segundo Paterniani et al. (2015) a
concentração do coagulante deve ser proporcional à turbidez da água bruta a ser tratada,
88
isto é, quanto maior a turbidez, mais concentrada deve ser a solução coagulante a ser
aplicada. Sendo assim considerando que a turbidez do suco varia com o lote da fruta e com
o tipo de extração realizada, é possível que as concentrações ideais necessárias para
clarificação da bebida também mudem.
O modelo matemático obtido (Equação 2), foi reparametrizado, ou seja os
termos não significativos foram eliminados do modelo e incorporados aos resíduos, para
obtenção de um modelo mais simples.
Tabela 3.4 - Análise de Regressão para transmitância em função da concentração de
enzima x concentração de extrato de moringa para a transmitância de suco de maçã.
Fatores T(%)
Média 71,72
Conc. de enzima (L) -1,67
P-valor 0,27
Conc. ext. moringa (L) 10,14
P-valor 0,0007*
Conc. de enzima 0,57
P-valor 0,73
Conc. ext. moringa -10,45
P-valor 0,0013*
Conc. de enzima x Conc. ext. moringa -1,42
P-valor 0,49
A análise de variância (ANOVA) para transmitância em função da
concentração de enzima e do extrato de moringa (Tabela 3.5) apresentou um coeficiente de
correlação de 93,53%. O F calculado da regressão 12,95 vezes maior que o F tabelado, ou
89
seja, significativo, além do F calculado dos resíduos < que F tabelado. Indicando ajuste
adequado dos dados experimentais (RODRIGUES; IEMMA 2009).
Tabela 3.5 - Análise de variância em função da concentração de enzima x concentração de
extrato de moringa para a transmitância de suco de maçã.
Fontes de Variação
Soma de
Quadrados
Graus de
Liberdade
Quadrados
Médios F calc
p-valor
Regressão 1519,5 2 759,8 57,8 0,00002
Resíduos 105,2 8 13,1
Falta de ajuste 79,1 6 13,2 1,0 0,574
Erro puro 26,1 2 13,0
Total 1624,7 10
= 93.53%; Ftab 95%; 2; 8 = 4.46
A Tabela 3.6 e a Figura 3.1 apresentam os resultados experimentais versus os
resultados previstos pelo modelo ajustado e erros de ajuste e relativos. Sendo possível
observar boa concordância entre os resultados experimentais e os previstos, com baixos
valores para erros de ajuste e erros relativos.
Tabela 3.6 - Valores de transmitância experimentais, previstos pelo modelo e desvios para
o DCCR 22.
Valores codificados e reais
Resultado
Experimental
(T%)
Resultado
previsto
(T%)
*Erro de
ajuste
**Erro
Relativo
(%)
Ensaio
Enzima
Ext.
Moringa
1 -1 -1 0,004 10,9 49,11 51,5 -2,06 -4,2
2 1 -1 0,02 10,9 52,31 51,5 1,13 2,16
3 -1 1 0,004 64,09 71,26 71,78 -0,66 -0,93
4 1 1 0,02 64,09 68,79 71,78 -3,13 -4,5
5 -1,41 0 0,00 37,5 79,33 72,26 7,8 9,93
6 +1,41 0 0,03 37,5 69,35 72,26 -2,1 -3,03
7 0 -1,41 0,015 0,0 37,27 36,67 0,13 0,34
8 0 +1,41 0,015 75,0 67,31 65,36 0,92 1,36
9 0 0 0,015 37,5 68,53 72,26 -2,9 -4,3
10 0 0 0,015 37,5 70,98 72,26 -0,4 -0,66
11 0 0 0,015 37,5 75,64 72,26 4,18 5,53
*Erro de Ajuste = Resultado experimental – Resultado previsto. **Erro Relativo = [(Resultado experimental – Resultado previsto)/ (
Resultado experimental)]*100
90
Figura 3.1 - Valores experimentais da Transmitância em função dos valores previstos pelo
modelo ajustado (concentração de enzima x do extrato de moringa).
Diante disso, foi possível construir a Superfície de Resposta e curvas de
contorno para transmitância em função da concentração de enzima x do extrato de moringa
(Figura 3.2).
Figura 3.2 - Curvas de contorno e Superfície de Resposta para resposta Transmitância
(T%) em função da concentração de enzima x concentração do extrato de moringa.
91
A Figura 3.2 mostra que, apenas o extrato de moringa impactou na melhoria da
transmitância do suco de maçã, com efeito quadrático negativo para concentração do
extrato de moringa, ou seja, acima de determinada concentração do extrato, o suco não
apresentou melhoria na transmitância, ocorrendo processo inverso. Tal efeito é muito
comum quando utiliza-se polieletrólitos na clarificação, pois quando utilizados em
quantidade superior ao ideal, ocorre adsorção ou adsorção secundária das partículas,
promovendo nova estabilização, o que não favorece a sedimentação (DI BERNARDO;
DANTAS, 2005).
Micro partículas dispersas numa solução encontram-se carregadas
negativamente, devido a adsorção de íons, promovendo uma repulsão eletrostática natural,
o que impede qualquer coagulação espontânea (CTC, s.d; SIMPSON, 1996 citado por
FERREIRA, 2014). No suco natural de maçã, a pectina apresenta cargas negativas em sua
superfície (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006), promovendo a formação do
sistema coloidal com partículas em suspensão e, consequentemente, confere maior
turbidez. Nesta situação, o polieletrólito age favorecendo a aproximação das partículas,
entrelaçando as partículas de pectina às demais partículas presentes no meio (DI
BERNARDO; DANTAS, 2005), seguido de agregação e de sedimentação.
Como pôde ser observado na Figura 3.2 e na Tabela 3.4, o tratamento
enzimático não foi significativo para transmitância do suco, independentemente da
concentração utilizada. O tratamento enzimático realizado na clarificação de suco de maçã
tem como objetivo, acelerar a hidrólise da pectina em unidades menores, o que expõe suas
cargas positivas e negativas, diminuindo a repulsão (SORRIVAS et al., 2006). Sorrivas &
Genovese (2005) explicam as reações que ocorrem com a despectinização. De acordo com
os autores, o tratamento enzimático aumenta o número de partículas menores que 0,5
micrometros; além disso, destroi as fibras de pectina responsáveis por ligações entre as
partículas. Inicialmente, a despectinização promove agregação das partículas de turbidez,
pois as pectinas insolúveis formam uma capa de proteção em torno das proteínas em
suspensão (LOZANO, 2003 citado por SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006).
No entanto, depois que a pectina é totalmente hidrolisada, as estruturas
agregadas que surgiram, colapsam, aumentando o número de pequenas partículas,
resultando no aumento da turbidez, o que explica a necessidade de outras etapas de
92
clarificação, que complementem a despectinização (SORRIVAS; GENOVESE, 2005).
Logo, a despectinização destrói tanto a camada protetiva da pectina, quanto as ligações
entre as moléculas de pectina. Ou seja, o objetivo da despectinização está mais associado
ao aumento da mobilidade das partículas do que com a redução da repulsão eletrostática
entre estas partículas (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006).
Considerando que o mecanismo de coagulação do componente ativo extraído
das sementes de Moringa oleifera Lamark tem interação com predominância física, ação
por varredura (OKUDA et al.,2001), nesta situação, a exposição das cargas da pectina teria
menor importância na reação. Logo, o aumento da mobilidade das partículas promovido
pela enzima (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006) e a varredura pelo extrato de
moringa, justificaria o resultado não significativo obtido para enzima no presente trabalho.
Segundo Okuda et al. (2001) a adsorção e formação de pontes não ocorreria
devido ao baixo peso molecular do componente ativo da semente. Além disso, também
sugerem que outros mecanismos, compressão da dupla camada e adsorção e neutralização
de cargas não são responsáveis pela coagulação com a solução salina.
No entanto, cabe ressaltar que a predominância de um mecanismo de
coagulação depende do valor do pH de coagulação, do coagulante usado e sua dosagem e,
também, das características da qualidade da água (em caso de clarificação de água), carga e
concentração das partículas, em termos de área superficial (O´MELIA, 1972 citado por
LEDO, 2008).
Com a finalidade de verificar a eficiência do processo convencional, comum na
clarificação industrial de suco (STOCKÉ, 1998), um segundo delineamento em função da
concentração de enzima e da concentração de gelatina foi realizado. A Tabela 3.7
apresenta os resultados obtidos para transmitância, que variaram de 55.54% a 67.28%.
Analisando os coeficientes de regressão para transmitância em função da
concentração de enzima e de gelatina (Tabela 3.8), observamos que, nas condições
estudadas, apenas a gelatina ( ) foi significativa para transmitância do suco (p <0,05).
93
Tabela 3.7 - Planejamento fatorial e repostas para as variáveis Enzima x Gelatina.
Ensaio
T%
(Enzima
x
Gelatina)
1 -1 -1 59,71
2 1 -1 55,54
3 -1 1 62,96
4 1 1 61,89
5 -1,41 0 55,81
6 +1,41 0 62,95
7 0 -1,41 56,62
8 0 +1,41 67,28
9 0 0 62,25
10 0 0 61,47
11 0 0 58,94
Tabela 3.8 - Análise de Regressão para transmitância em função da concentração de
Enzima e de Gelatina.
Fatores T(%)
Média 60,89
Conc. de enzima 0,61
P-valor 0,79
Conc. de gelatina 6,43
P-value 0,03*
Conc. de enzima 0,27
P-value 0,92
Conc. de gelatina -3,18
P-value 0,28
Conc. de enzima x Conc. de
gelatina
0,78
P-value 0,81
94
A análise de variância (ANOVA) para transmitância em função da
concentração de enzima e de gelatina (Tabela 3.9) apresentou um coeficiente de correlação
de 59,15%. O F calculado da regressão 2,5 vezes maior que o F tabelado e o F calculado
dos resíduos < que F tabelado, valores considerados baixos para gerar uma Superfície de
Resposta. A Figura 3.3 apresenta os resultados experimentais versus os resultados
previstos pelo modelo, mostrando discordâncias.
Tabela 3.9 - Análise de variância em função da concentração de enzima x concentração de
gelatina para a transmitância de suco de maçã.
Fontes de Variação
Soma de
Quadrados
Graus de
Liberdade
Quadrados
Médios F calc
p-valor
Regressão 76,1 1 76,1 13,0 0,00566
Resíduos 52,6 9 5,8
Falta de ajuste 46,6 7 6,7 2,2 0,34519
Erro puro 6,0 2 3,0
Total 128,7 10
= 59.15%; F tab 95%; 1; 9 = 5.12
Figura 3.3 - Valores experimentais da transmitância em função dos valores previstos pelo
modelo ajustado (concentração de enzima x gelatina).
95
Nesta situação, não seria indicado gerar a superfície de resposta, pois estes
valores indicam que os dados não estão bem ajustados e que o modelo não descreveria bem
a superfície. Por outro lado, o erro puro da ANOVA foi muito baixo (erro puro igual a 6).
Os resultados de transmitância nos pontos centrais (ensaio 9, 10 e 11) variaram de 58,94%
a 62,25%, indicando boa repetibilidade do processo; mas também mostra que, são valores
muito próximos dos demais, obtidos nas outras condições do delineamento (Tabela 3.10).
Diante disso, verificou-se os erros relativos para cada ensaio a fim de verificar o erro nas
regiões de interesse.
Analisando os resultados experimentais versus os resultados previstos pelo
modelo ajustado e desvios do delineamento (Tabela 3.10), foi possível observar que, os
ensaios com maior erro relativo e erro de ajuste são aqueles com concentrações muito
baixas de enzima e de gelatina, condições mais drásticas do delineamento (Ensaio 1 e 7), o
que explica erros tão altos quando comparados aos demais. Por outro lado, observa-se
baixo erro relativo na região de interesse (Ensaio 3 e 8), onde a transmitância foi
aumentada.
Tabela 3.10 Valores de transmitância experimentais, previstos pelo modelo e desvios para
o DCCR2.
Valores codificados e reais
Resultado
Experimental
(T%)
Resultado
previsto
(T%)
Erro de
ajuste
Erro
Relativo
(%)
Ensaio
Enzima Gelatina
1 -1 -1 0,004 0,14 59,71 57,41 7,37 12,35
2 1 -1 0,02 0,14 62,96 63,57 -2,20 -3,50
3 -1 1 0,004 0,85 55,54 57,41 3,20 5,77
4 1 1 0,02 0,85 61,89 63,57 -3,27 -5,29
5 -1,41 0 0,00 0,2 55,81 60,49 -2,94 -5,26
6 +1,41 0 0,03 0,2 62,95 60,49 4,2 6,67
7 0 -1,41 0,015 0,0 56,62 56,13 6,92 12,22
8 0 +1,41 0,015 1,0 67,28 64,84 -0,52 -0,77
9 0 0 0,015 0,5 62,25 60,49 3,5 5,62
10 0 0 0,015 0,5 61,47 60,49 2,72 4,42
11 0 0 0,015 0,5 58,94 60,49 0,19 0,32
*Erro de Ajuste = Resultado experimental – Resultado previsto
**Erro Relativo = [(Resultado experimental – Resultado previsto)/ ( Resultado experimental)]*100
96
Diante disso, a Superfície de Resposta foi construída (Figura 3.4), descrita pelo
modelo matemático a seguir (Equação 3).
Figura 3.4 Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta transmitância (T%)
em função da concentração de enzima x concentração de gelatina.
A Figura 3.4 mostra o impacto da gelatina como agente clarificante em suco de
maçã, com valores para transmitância superiores a 65% na concentração máxima de
gelatina. A enzima ou a interação da enzima com gelatina( não foram
significativas para melhoria da transmitância do suco. Situação semelhante ao que foi
observado no delineamento realizado para ext. de moringa, sugerindo que a enzima atuaria
mais no sentido de aumentar a mobilidade das partículas, como sugerido por Sorrivas et al.
(2006).
A determinação de uma concentração ideal de gelatina para clarificar suco de
maçã é um ponto complexo no processo de clarificação. Tanto que, industrialmente, este
valor ainda é definido por tentativa e erro, por meio de tubos com suco tratado
enzimaticamente, que recebem concentrações crescentes do agente de acabamento. Aquele
que apresentar o suco mais claro com lodo mais compactado será a concentração utilizada
no lote (BENITEZ; LOZANO, 2007). Segundo os mesmos autores, o consumo de gelatina,
97
ocorre principalmente em função do teor de partículas coloidais, em vez da composição
química da solução (sólidos solúveis, pectina hidrolisada e acidez), ou seja, da turbidez da
solução.
3.3.2 Parâmetros de qualidade do suco de maçã em função da concentração de
enzima e de extrato de moringa e em função da concentração de enzima e de
gelatina
Além da transmitância, há outros parâmetros de qualidade importantes para o
suco clarificado de maçã. Os resultados obtidos para pH, sólidos solúveis totais (°Brix),
acidez total e ratio estão apresentados na Tabela 3.11 e 3.12.
Tabela 3.11 Repostas experimentais para DCCR 22 em função da concentração de enzima
e ext. de moringa, para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio e
cor.
Ensaios Cor
pH SST ATT Ratio L* a* b*
(°Brix) (%)
1 3,85 13,8 0,30 46,7 27,38 0,55 5,51
2 3,67 13,5 0,28 47,7 27,82 0,54 5,18
3 3,64 13,4 0,29 44,4 27,11 0,08 5,66
4 3,83 13,2 0,28 48,18 28,57 0,02 6,61
5 3,64 13,3 0,29 45,05 27,25 0,43 5,14
6 3,62 13,4 0,30 45,5 27,57 0,47 5,53
7 3,63 13,3 0,33 46,3 27,84 0,54 5,79
8 3,62 13,4 0,31 40,4 28,38 0,01 6,62
9 3,62 13,2 0,32 42,25 28,12 0,27 6,21
10 3,63 13,5 0,29 40,70 27,17 0,86 5,45
11 3,61 13,1 0,31 42,02 28,14 0,65 5,91
Observando as respostas encontradas para pH, sólidos solúveis, acidez e ratio,
percebe-se que os resultados foram muito próximos entre os ensaios, com pouca variação,
tanto para o suco clarificado com enzima e ext. moringa, quanto com enzima e gelatina.
98
Tabela 3.12 - Repostas experimentais para DCCR 22 em função da concentração de
enzima e gelatina, para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio e
cor.
Ensaio Cor
pH SST ATT Ratio (L*) (a*) (b*)
(°Brix) (%)
1 3,8 13,8 0,3 46,0 27,56 0,58 5,89
2 3,79 13,6 0,28 48,57 28,15 0,48 6,61
3 3,78 13,3 0,29 45,86 28,11 0,43 6,14
4 3,79 13,2 0,28 47,14 27,85 0,39 5,81
5 3,74 13,4 0,38 35,26 27,72 0,57 6,05
6 3,7 13,3 0,33 40,30 27,56 0,35 5,79
7 3,71 13,5 0,3 45,0 27,11 0,77 5,07
8 3,71 13,1 0,31 42,26 27,72 0,39 5,22
9 3,69 13,3 0,29 45,86 27,65 0,53 5,79
10 3,68 13,3 0,31 42,90 27,8 0,5 5,98
11 3,67 13,3 0,34 39,12 27,53 0,46 5,76
Os coeficientes de regressão mostram que nas condições estudadas, a
clarificação tanto para DCCR 22 enzima x ext. moringa (Tabela 3.13), quanto com enzima
x gelatina (Tabela 3.14), não promoveram mudanças significativas do pH, sólidos solúveis,
acidez e ratio, o que é desejável, pois são parâmetros que também indicam a qualidade e
valor comercial do suco clarificado de maçã (BRAUN, 2003). Diante disso, a superfície de
resposta para estes não foi construída.
A cor é um atributo de qualidade importante para a aceitação um suco de fruta
e para o suco de maçã, uma pequena coloração amarelo- avermelhada, próxima à coloração
do mel, é desejável pelo consumidor, portanto, interessante do ponto de vista comercial
(KASTER, 2009). Um dos objetivos da clarificação também é permitir a redução de
compostos de cor, pois tornam a cor da bebida indesejável ao longo do tempo (ALBERT et
al., 2012), mais escuras, amarronzadas. A Tabela 3.15 mostra a análise de regressão para a
resposta cor em função da concentração de enzima x ext. Moringa.
99
Table 3.13 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e ext. de moringa,
para os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio.
Fatores
Cor
pH SST ATT Ratio (L*) (a*) (b*)
(°Brix) (%)
Média 3,62 13,27 0,31 41,66 27,81 0,59 5,86
Conc. de enzima
(L) 0,00 -0,04 0,00 0,89 0,29
0,00 0,15
P-valor 0,93 0,60 0,90 0,28 0,10 0,98 0,16
Conc. Ext. moringa
(L) -0,01 -0,07 -0,01 -0,99 0,16
-0,22 0,34
P-valor 0,32 0,42 0,46 0,24 0,34 0,02* 0,01*
Conc. de enzima
0,04 0,07 -0,01 2,28 -0,21
-0,09 -0,27
P-valor 0,32 0,47 0,24 0,06 0,29 0,34 0,06
Conc. Ext.
moringa 0,03 0,07 0,00 1,32 0,16
-0,18 0,17
P-valor 0,35 0,47 0,76 0,19 0,34 0,08 0,17
Conc. de enzima x
Conc. Ext. moringa 0,09 0,02 0,00 0,27 0,25
-0,01 0,32
P-valor 0,06 0,83 0,90 0,19 0,28 0,90 0,05
R2 (%) 60,39 28,74 37,18 67,56 64,91 74,05 87,96
T(%): Transmitância; SST (°Brix): Sólidos Solúveis Totais; ATT (%): Acidez Total Titulável % em ácido málico; Ratio: SST/ATT.
*Fatores significativos a P<0.05.
100
Tabela 3.14 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e gelatina, para
os parâmetros pH, sólidos solúveis, acidez total titulável, ratio.
Fatores
Cor
pH SST ATT Ratio (L*) (a*) (b*)
(°Brix) (%) (%)
Média 3,68 13,30 0,31 42,63 27,66 0,50 5,84
Conc. de Enzima -0,01 0,06 -0,01 1,37 0,01 -0,06 0,00
P-valor 0,69 0,22 0,27 0,42 0,90 0,06 0,98
Conc. de Gelatina 0,00 -0,18 -0,00 -0,68 0,14
-0,10 -0,04
P-value 0,89 0,006 0,96 0,68 0,23 0,009* 0,78
Conc. de
Enzima 0,04 0,06 0,01 -0,88 0,09
-0,03 0,18
P-value 0,11 0,24 0,39 0,66 0,50 0,32 0,33
Conc. de
Gelatina 0,03 0,04 -0,01 2,05 -0,02
0,03 -0,20
P-value 0,16 0,46 0,32 0,32 0,84 0,34 0,29
Conc. de Enzima x
Conc. de Gelatina
0,01 0,02 0,00 0,32 -0,21
0,02 -0,26
P-value 0,84 0,67 0,93 0,89 0,20 0,67 0,25
R2 (%) 50,45 83,73 46,87 35,7 48,14 83,98 51,32
T(%): Transmitância; SST (°Brix): Sólidos Solúveis Totais; ATT (%): Acidez Total Titulável % em ácido málico; Ratio: SST/ATT.
*Fatores significativos a P<0.05.
101
Tabela 3.15 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e extrato de
moringa, para os parâmetro cor.
Fatores
Cor
(L*) (a*) (b*)
Média 27,81 0,59 5,86
Conc. de enzima (L) 0,29 0,00 0,15
P-valor 0,10 0,98 0,16
Conc. Ext. moringa
(L)
0,16
-0,22 0,34
P-valor 0,34 0,02* 0,01*
Conc. de enzima
-0,21
-0,09 -0,27
P-valor 0,29 0,34 0,06
Conc. Ext.
moringa 0,16
-0,18 0,17
P-valor 0,34 0,08 0,17
Conc. de enzima x Conc.
Ext. moringa 0,25
-0,01 0,32
P-valor 0,28 0,90 0,05
R2 (%) 64,91 74,05 87,96
*Fatores significativos a P<0.05.
A clarificação com extrato de moringa promoveu uma pequena redução da cor
avermelhada. O mesmo foi observado quando a clarificação foi realizada com gelatina,
porém com menor redução da cor vermelha. Geralmente, para suco de maçã é desejável a
redução da coloração avermelhada (ALBERT et al., 2012).
Os parâmetros de cor e sofreram mudanças estatisticamente significativas
(p<0,05) após clarificação com extrato de moringa, variando de 0,01 a 0,86 e de 27,11 a
28,57, respectivamente (Tabela 3.11). Analisando os coeficientes de regressão (Tabela
3.15), verificamos que tanto a enzima, quanto o extrato de moringa impactaram no
102
parâmetro de cor . Concentrações maiores do extrato de moringa diminuíram a cor
avermelhada e a enzima também colaborou para a alteração. Por outro lado, o parâmetro
foi influenciado apenas pela concentração de extrato de moringa, observando-se que
maiores concentrações de extrato de moringa aumentaram
A análise de variância (ANOVA) para cor ( e ) apresentou coeficiente de
correlação de 94,28% e 83,94%, com F calculado altamente significativo. Os modelos a
seguir descrevem as superfícies de resposta geradas (Equação 4 e 5).
As Figuras 3.5 e 3.6 apresentam os resultados experimentais em função dos
valores previstos pelo modelo ajustado, sendo possível observar uma boa concordância
entre eles. As Figuras 3.7 e 3.8 apresentam as superfícies de resposta obtidas para cor
e em função da concentração de enzima e da concentração de extrato de moringa.
Figura 3.5 - Valores experimentais da cor em função dos valores previstos pelo modelo
ajustado (concentração de enzima x extrato de moringa).
103
Figura 3.6 - Valores experimentais da cor em função dos valores previstos pelo modelo
ajustado (concentração de enzima x extrato de moringa).
Figura 3.7 - Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta cor a* em função da
concentração de enzima x concentração de extrato de moringa.
104
Figura 3.8 - Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta cor em função da
concentração de enzima x concentração de extrato de moringa.
Para a clarificação em função da concentração de enzima x concentração de
gelatina, apenas o parâmetro de cor a* apresentou alteração significativa (Tabela 3.16),
variando de 0,35 a 0,77. A análise de variância (ANOVA) apresentou coeficiente de
correlação de 54.56% após reparametrização. A Equação 6 representa o modelo.
A Figura 3.7 apresenta a superfície de resposta obtida para cor a*, onde pode-
se observa que, quanto maior a concentração de Gelatina, menos avermelhado se torna o
suco. Os resultados foram semelhantes aos obtidos para o suco clarificado com Ext.
Moringa.
105
Tabela 3.16 - Tabela de Regressão em função da concentração de enzima e gelatina, para
o parâmetro cor.
Fatores
Cor
(L*) (a*) (b*)
Média 27,66 0,50 5,84
Conc. de enzima 0,01 -0,06 0,00
P-valor 0,90 0,06 0,98
Conc. de gelatina 0,14
-0,10 -0,04
P-valor 0,23 0,009* 0,78
Conc. de enzima 0,09
-0,03 0,18
P-valor 0,50 0,32 0,33
Conc. de gelatina -0,02
0,03 -0,20
P-valor 0,84 0,34 0,29
Conc. de enzima x Conc.
de gelatina
-0,21
0,02 -0,26
P-valor 0,20 0,67 0,25
R2 (%) 48,14 54,56 51,32
*Fatores significativos a P<0.05.
106
Figura 3.7 - Curvas de contorno e superfície de resposta para resposta cor a* em função da
concentração de enzima x concentração de gelatina.
Apesar da leve redução da cor avermelhada, o que é desejável para suco de
maçã, visualmente, tais mudanças nem sempre são perceptíveis aos olhos dos
consumidores. Estudos apontam que os valores de ΔE (diferença de coloração) representam
a habilidade do ser humano discriminar mudanças na coloração entre amostras. Dessa
forma, ΔE > 3,0 representaria uma “mudança muito perceptível”, 1,5 < ΔE < 3,0 uma
“mudança perceptível” e ΔE < 1,5 uma mudança de cor “não perceptível” (ADEKUNTE,
et al., 2010). Diante disso, considerando os valores de obtidos nos pontos ótimos
dos DCCR 22 como valores de ideais para um suco de maçã clarificado.
A Equação 7 foi aplicada para verificar a diferença de coloração (ΔE) do suco
de maçã.
( )
A Tabela 3.17 apresenta os resultados obtidos. Apenas a clarificação do DCCR
22 (Concentração de Enzima x Ext. de Moringa) promoveu mudanças na cor que podem ser
perceptíveis pelo ser humano, 1.5 < ΔE < 3.0, segundo (ADEKUNTE, et al., 2010).
107
Tabela 3.17 - Diferença de coloração do suco de maçã do DCCR2 (concentração de enzima
x concentração de ext. de moringa) e do DCCR2 (concentração de enzima x concentração
de Gelatina).
Ensaios ΔE (Enzima
x Ext.
Moringa)
ΔE (Enzima
x Gelatina)
1 1,58 0,71
2 1,92 1,45
3 1,11 1,0
4 0,50 0,60
5 0,53 0,84
6 0,72 0,59
7 1,70 0,73
8 0,81 0,0
9 1,92 0,59
10 1,36 0,77
11 0,99 0,57
3.4 Conclusões
O Extrato de Moringa é um agente clarificante em potencial para suco
de maçã. Promoveu aumento significativo da transmitância do suco de
maçã, sem impactar parâmetros de qualidade, tais como pH, acidez
total, sólidos solúveis e ratio, o que é desejável.
A clarificação com Extrato de Moringa promoveu maior redução da cor
vermelha do suco e mudança de coloração perceptível ao ser humano.
A Gelatina também impactou na transmitância do suco, sem alterar os
parâmetros de qualidade de pH, acidez total, sólidos solúveis, ratio e
parâmetros de cor. No entanto, foi menos efetiva que o Extrato de
Moringa para a transmitância.
Este estudo traz contribuições para a clarificação do suco de maçã, pois
apresenta uma alternativa para a clarificação convencional, com
características que vem de encontro às tendências de sustentabilidade e
dos alimentos veganos, vegetarianos e questões religiosas
(mulçumanos, budistas e judeus).
108
3.5 Referências bibliográficas
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112
4 CAPÍTULO 4. CLARIFICAÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ COM EXTRATO DE
MORINGA: TEOR DE COMPOSTOS FENÓLICOS, SEDIMENTAÇÃO E
FORMAÇÃO DE LODO, FLUXO PERMEADO , FOULING
LIMA, D.C.N.; SCHMIDT, F.L.
Este capítulo será submetido à revista “Journal of Cleaner Production”
113
Resumo
Além da limpidez do suco, o processo de clarificação pode impactar em outros parâmetros
que influenciam no processo. O objetivo deste trabalho foi verificar a composição
aminoacídica do extrato bruto liofilizado de sementes de Moringa oleifera Lamark, bem
como o teor de polifenóis, a velocidade de sedimentação dos flocos, o lodo formado, o
fluxo permeado e o fouling em filtração convencionaldo do suco de maçã clarificado com
extrato de semente de Moringa oleifera Lamark, do suco clarificado por despectnização +
gelatina (método convencional), dentre outros. Diante disso, o suco foi clarificado por
métodos distintos e analisado. A composição aminoacídica do extrato bruto liofilizado
possui semelhanças com a composição da gelatina bovina, coadjuvante comumente
utilizado, o que pode justificar a capacidade floculante do extrato de moringa. A
clarificação com extrato de moringa promoveu redução no teor de compostos fenólicos
semelhante à redução obtida com o método de clarificação tradicional, de 11.8%, 13.9%,
respectivamente. A velocidade máxima de sedimentação para as amostras que passaram
por algum tipo de clarificação foi estatisticamente igual, variando de 60,8 a 76 µm/s.
Quando a amostra passou apenas por despectinização, a velocidade máxima de
sedimentação foi menor em relação as amostras clarificadas. A % de lodo formado pela
clarificação com extrato de moringa e por despectinização + gelatina foi estatisticamente
igual, porém houve diferença na compactação do lodo. O fluxo permeado de filtração e o
fouling das amostras apresentaram comportamento semelhante, sugerindo impacto positivo
do extrato de moringa no processo de filtração, no entato, há a possibilidade de que o
método utilizado para verificar esses parâmetros não tenha sido eficaz. De forma geral, o
extrato de moringa colaborou para uma clarificação bem sucedida do suco de maçã.
Palavras-chave: rendimento, polieletrólito, fluxo, filtração, lodo
114
4.1 Introdução
O processo de clarificação de suco de maçã tem como objetivo principal
reduzir a turbidez do suco. A clarificação convencional pode ser resumida em tratamento
enzimático, seguido de acabamento com gelatina e bentonita, filtração, tratamento térmico,
concentração até 70° Brix e envase (STOKÉ, 1998; BENITEZ; GENOVESE; LOZANO,
2007; BLUMENTHAL, 2000).
Os maiores problemas de estabilidade do suco de maçã são o escurecimento e a
turbidez (GIRARD; FUKUMOTO, 1999), causados pela oxidação dos compostos
fenólicos e por partículas de pectina em suspensão no suco (ALBERT et al., 2012). No
entanto, o tratamento de clarificação do suco de maçã não está relacionado apenas a
limpidez da bebida. As partículas de pectina dispersas no suco estão relacionadas tanto à
turbidez quanto à consistência elevada. Estes fatores têm influência na eficácia e
velocidade de filtração (MAHLER, 1997), nos processos térmicos e de concentração, uma
vez que, a pectina gelifica em ambiente ácido e rico em açúcar, o que altera a consistência
da bebida e prejudica processos de transferência de calor e massa (KILARA, 1982;
BOBBIO; BOBBIO, 1992).
Diante disso, a alternativa para reduzir o problema tem sido o tratamento
enzimático (ALBERT et al., 2012), processo que envolve o uso de diferentes enzimas
comerciais, que degradam as substâncias pecticas (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO,
2006). As enzimas pectinolíticas costumam ser utilizadas associadas a processos com
membranas para aumentar o rendimento e facilitar a clarificação do suco, pois o fluxo de
permeado pode ser melhorado devido à redução do tamanho das partículas e,
consequentemente, da consistência (GIRARD; FUKUMOTO, 2000).
Além da aplicação de enzimas, é comum o uso da gelatina como agente de
acabamento antes da etapa de filtração, pois auxilia na remoção das partículas
remanescentes de pectina por meio de interações eletrostáticas, como também dos
compostos fenólicos reativos, os quais são preocupantes, porque são responsáveis pela
turbidez tardia, conhecida também como haze (PETRUS, 1997).
A gelatina é utilizada até hoje porque elimina apenas os polifenóis reativos,
enquanto os outros métodos eliminam todos os polifenóis (KWANG-SUP et al., 2004;
BENITEZ; LOZANO, 2007), o que já não é desejável em termos nutricionais. No entanto,
115
não é um processo simples, pois a determinação da concentração apropriada de gelatina
ainda é definida por meio de tentativa e erro, sendo comum aplicar diferentes
concentrações de gelatina em diversos tubos contendo o suco já despectinizado. Por fim, a
concentração que promover em menor tempo, uma maior cristalinidade e lodo mais
compacto, será a concentração utilizada para clarificação do suco (BENITEZ; LOZANO,
2007).
Apesar das características positivas no uso de gelatina como agente de
clarificação, o uso de um coadjuvante de origem animal pode se tornar uma barreira para
um novo nicho do mercado, os consumidores vegetarianos e veganos.
Dentre os materiais de origem vegetal que estão sendo utilizados como agente
de clarificação, a semente de Moringa oleífera Lamark vem ganhando cada vez mais
destaque no tratamento águas residuais e salobras (AKHTAR et al., 2007; PRASAD, 2009;
PRITCHARD et al., 2010; SÁNCHEZ-MARTÍN; GHEBREMICHAEL; BELTRÁN-
HEREDIA, 2010). Estas sementes possuem polímeros naturais, identificados como
proteínas catiônicas (GASSENSCHMIDT et al., 1995; KWAAMBWA; MAIKOKERA,
2007), que interagem com as partículas suspensas na água, promovendo sedimentação do
material em suspensão (AKHTAR et al, 2007; PRASAD, 2009; PRITCHARD et al., 2010;
SÁNCHEZ-MARTÍN et al., 2010). As sementes são biodegradáveis e não tóxicas
(BERGER, 1884; BICHI; PH, 2013), e seu uso industrial poderia gerar desenvolvimento
rural, como também, desenvolvimento da produção familiar e de tecnologias sustentáveis e
mais limpas.
Diante disso, o presente estudo, tem como objetivo verificar o teor de
polifenóis, a velocidade de sedimentação dos flocos, o lodo formado, o fluxo permeado em
filtração convencional e fouling do suco de maçã clarificado com extrato de semente de
Moringa oleifera Lamark e do suco clarificado por método tradicional.
4.2 Material e métodos
O suco de maçã foi obtido por meio de extrator doméstico (Juicer Wallita).
Foram utilizadas maçãs, variedade Fuji (Malus Communis), adquiridas no comércio local
(Campinas, São Paulo). O suco foi utilizado em suas condições naturais, pH 3,6, 13,4°Brix,
0,3% de ácido málico e ratio de 44,6. Para o tratamento enzimático, utilizou-se pectinases
116
(Pectinex Ultra Clear, Novozymes®, ≥ 3,800 unidades/mL, pectinase produzida
por Aspergillus aculeatus, preparação enzimática, que contém pectintranseliminase,
poligalacturonase e pectinaesterase). No acabamento convencional utilizou-se gelatina
(Gelita, 120 bloom). As sementes de Moringa oleifera Lamark, utilizadas no preparo do
extrato clarificante, foram colhidas em Campinas – SP (22°49’S, 47°03’37O).
4.2.1 Preparo dos coadjuvantes de clarificação de suco de maçã
4.2.1.1 Extrato de moringa
As sementes de Moringa oleifera Lamark foram descascadas manualmente e
em seguida prensadas (4 ton, Prensa Charlott) com o objetivo de remover o óleo. O óleo
extraído foi descartado e a torta obtida foi triturada em moinho (Ika - A10). A torta
triturada foi misturada a água deionizada (5%, m/m, 100 RPM/30 min) baseado em
Ndabigengesere & Narasiah (1998). Esta solução foi filtrada em filtro de papel, a vácuo, o
permeado foi liofilizado por 44 horas, 0,12 mbar, T = - 40 ºC (main drying) e 4 hours, 2,5
mbar, T = -10 ºC (final drying) (Christ Lyophilizer - Alpha 2-4 LD Plus). O material
liofilizado foi denominado de extrato bruto liofilizado.
Para o extrato clarificante de sementes de moringa (extrato de moringa),
utilizou-se o extrato bruto liofilizado, homogeneizando-o em solução salina (0,1 M) na
proporção de 1% (m/m) à temperatura ambiente (25 °C ± 2 °C). O preparo do extrato de
moringa iniciou-se 30 min antes do início do processo de clarificação de suco de maçã. O
extrato permaneceu em homogeneização, por meio de agitador magnético, durante
experimento de clarificação (100 RPM).
4.2.1.2 Gelatina
Uma solução foi preparada com a finalidade de diluir a gelatina em pó e
facilitar a aplicação. Dessa forma, 2,5 g de gelatina bovina foi homogeneizado em 50 g de
água deionizada a 40°C. Permanecendo em homogeneização, por meio de agitador
magnético, durante experimento de clarificação (100 RPM).
4.2.2 Composição aminoacídica do extrato bruto de moringa liofilizado
Realizou-se a quantificação dos aminoácidos do extrato bruto liofilizado de
acordo com White, Hart e Fry (1986). O Extrato bruto foi hidrolizado em 6 N HCL
117
(110°C/24h). Os aminoácidos livres foram diluídos em um solução composta por metanol
(≥ 99,9% para HPLC) e ácido clorídrico (0.1M) na proporção de 80:20 (v:v). Os
minoácidos livres foram derivatizados com phenylisothiocyanate (PTH). O PTH-
aminoácido derivatizado foi analisado em RP-HPLC por meio do Luna C-18, 100 Å, 5 µm,
250 x 4.6 mm column (00G-4252-E0, Phenomenex, Torrance, USA), a 50°C/8 min,
seguido do Spectra System Degasser (Thermo Separation Products), Spectra System P4000
quaternary pump (Thermo Separation Products), válvula de injeção Rheodyne,
Thermasphere Furnace e TS-130 RP-HPLC (Phenomenex, Torrance, EUA), detecção de
módulo Spectra System UV 2000 (Thermo Separation Products) e comprimento de onda
de 254 nm. A quantificação foi realizada com padrão analítico Thermo Scientific
(Rockford, EUA) e ácido α-aminobutyric como padrão interno (Sigma-Aldrich Corp.,
Saint Louis, EUA). A composição aminoacídica foi apresentada em g/100g do extrato
bruto.
4.2.3 Preparo do suco de maçã
i. Suco de maçã clarificado utilizando gelatina como coadjuvante de clarificação:
O suco de maçã obtido por meio de um extrator doméstico (Juicer Wallita).
Após extração, o suco de maçã foi transferido para erlenmyers (500 mL), onde
aplicou-se 0,03 mL.L-1 do preparado de enzimas. Os erlemyers permaneceram em
banho maria à 45°C, durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL et al., 2015). Passado
o tempo de reação da enzima, as amostras foram resfriadas em banho maria até
alcançar temperatura ambiente (25 ºC± 2 ºC), para adição do agente de acabamento
gelatina (1 mL.L-1, 100 RPM/1 min). Em seguida, transferiu-se o suco para
provetas para floculação e sedimentação, onde permaneceram por 40 min, tempo de
sedimentação adaptado de Ferreira (2012).
ii. Suco de maçã clarificado utilizando extrato de moringa como coadjuvante de
clarificação:
O suco de maçã obtido por meio de um extrator doméstico (Juicer Wallita).
Após extração, o suco de maçã foi transferido para erlenmyers (500 mL), onde
aplicou-se 0,03 mL.L-1 do preparado de enzimas. Os erlemyers permaneceram em
banho maria à 45°C, durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL et al., 2015). Passado
o tempo de reação da enzima, as amostras foram resfriadas em banho maria até
118
alcançar temperatura ambiente (25 ºC± 2 ºC), para adição do extrato de moringa
(50 mL.L-1, 100 RPM/1 min). Em seguida, transferiu-se o suco para provetas para
floculação e sedimentação, onde permaneceram por 40 min, tempo de
sedimentação adaptado de Ferreira (2012).
iii. Suco de maçã clarificado utilizando extrato de moringa como agente clarificante:
O suco de maçã foi obtido por meio de um extrator doméstico (Juicer
Wallita). Após extração, o suco de maçã foi transferido para erlenmyers (500 mL) e
levado a banho maria à 45°C, durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL et al., 2015).
Passado o tempo, as amostras foram resfriadas em banho maria até alcançar
temperatura ambiente (25 ºC± 2 ºC), quando receberam agente clarificante extrato
de moringa (50 mL.L-1, 100 RPM/1 min). Em seguida, transferiu-se o suco para
provetas para floculação e sedimentação, onde permaneceram por 40 min, tempo de
sedimentação adaptado de Ferreira (2012).
iv. Suco de maçã turvo (in natura):
O suco de maçã obtido por meio de um extrator doméstico (Juicer Wallita),
sem tratamento de clarificação.
4.2.4 Teor de compostos fenólicos em suco de maçã
O teor de compostos fenólicos foi verificado em suco de maçã in natura, no
suco após o tratamento enzimático (despectinização), no suco clarificado por
despectinização + gelatina, clarificado apenas com gelatina, clarificado por
despectinização + extrato de moringa e no suco clarificado apenas com o extrato de
moringa.
Para extrair os compostos fenólicos, 3 mL das amostras foram misturadas a
solução de acetona (75%) e homogeneizada em agitador (2 h, 4°C). Em seguida, as
amostras foram centrifugadas (3500 g por 10 min) e o sobrenadante foi utilizado para
quantificar os compostos fenólicos totais, que foi verificado por colorimetria segundo
metodologia de Singleton & Rossi (1965). O método Folin–Ciocalteau utiliza ácido gálico
como padrão. A amostra foi pipetada (100 µL) e transferida para um balão volumétrico de
(10 ml) com 5 mL de água destilada. Em seguida o reagente Folin–Ciocalteau (500 µL) foi
adicionado e a mistura foi homogeneizada. Após 3 min, adicionou-se 1,5 mL de carbonato
de sódio, seguido de água destilada até completar o volume de 10 mL, permanecendo em
119
ambiente escuro. Após 2 horas a absorbância foi verificada a 765 nm usando luz UV⁄Vis
por meio de espectrofotômetro (Beckman, DU-70, EUA). Os resultados foram expressos
em ácido gálico equivalente (GAE), usando curva de calibração de 5–500 ppm (VASCO et
al., 2008).
4.2.5 Velocidade de sedimentação e formação de lodo em suco de maçã
A velocidade de sedimentação das partículas foi verificada no suco de maçã in
natura, no suco após o tratamento enzimático (despectinização), no suco clarificado por
despectinização + gelatina, por despectinização + extrato de moringa e no suco clarificado
apenas com o extrato de moringa. A formação de lodo foi verificada no suco
despectinizado, suco clarificado por despectinização + gelatina e no suco clarificado com
extrato de moringa.
A análise foi realizada por espectroscopia de luz próxima ao infravermelho
(NIR) (Turbiscam MA2000, Formulaction, Ramonville St. Agne, France). Para isso,
aproximadamente 30 mL da amostra foi transferido para um tubo cilíndrico de vidro
(borosilicato, 12 mm de diâmetro interno e 40 mm de altura), que foi imediatamente
inserido no equipamento para início das leituras de transmitância (T%) e espalhamento de
luz/ backscatering (BS%). A cada 30s a fonte de luz percorreu a altura do tubo de vidro, de
baixo para cima (Figura 4.1), com comprimento de onda de 880 nm e mediu a
porcentagem de espalhamento luz e de transmitância. O equipamento foi programado para
realização das leituras na amostra durante 40 min a 25° C, tempo utilizado para
sedimentação das partículas no suco adaptado de Ferreira (2012). Os dados foram
analisados no Turbisoft 2.0 software.
120
Figura 4.1 - Esquema de leitura de espalhamento de luz (backscattering, BS%),
transmitância (T%) e altura total e altura de frente do lodo na amostra.
Para verificar a velocidade de sedimentação, a partir das leituras da
transmitância, dividiu-se em cada intervalo de tempo, a variação da transmitância
(Equação 1).
Sendo , a velocidade de sedimentação em µm/s, a variação da
transmitância e a variação do tempo (a cada 100 s).
A porcentagem de lodo formada no suco foi verificada após as leituras de
espalhamento de luz/backscattering (ΔBS%). Os dados foram analisados no Turbisoft 2.0
software, que apresenta ao final das análises (40 min), a altura de frente do lodo na
amostra, como também o espalhamento de luz final apresentado pelo lodo.
4.2.6 Fluxo Permeado e fouling
Verificou-se o fluxo permeado acumulado e o foulling para filtração
convencional do suco despectinizado, do suco clarificado por despectinização + gelatina e
no suco clarificado com extrato de moringa.
As amostras foram filtradas em papel de filtro de superfície lisa, gramatura de
87 g/m2 e grau 1 (Whatmann, n° 1), grau frequentemente utilizado na clarificação de
líquidos a nível laboratorial. O filtro foi afixado em um suporte e posicionado acima de
uma balança analítica contendo um béquer de vidro. A amostra (50 mL) foi vertida no
filtro e um cronômetro digital foi acionado para obtenção da massa de suco filtrado a cada
30 s. O fim da filtração foi estabelecido quando a massa do suco filtrado se tornou
constante. Os dados obtidos foram utilizados para calcular o fluxo permeado acumulado e
construir as curvas de fluxo permeado (Equação 2).
Para determinação do fouling (Jw), após cada filtração 50 mL de água destilada
foram vertidos no filtro recém utilizado e um cronômetro digital foi acionado para
121
obtenção da massa de água filtrada a cada 30 s. O fim da filtração foi estabelecido quando
a massa de água filtrada se tornou constante. Os dados obtidos foram utilizados para
calcular o fouling, por meio da mesma equação utilizada para fluxo permeado (Equação 2).
Sendo a massa de permeado em gramas obtida no tempo (s), e a área
de permeação (69.4 mm2).
4.2.7 Análise estatística
As análises foram realizadas em triplicata. Os resultados para velocidade de
sedimentação, lodo formado e para compostos fenólicos foram analisados por Análise de
Variância (ANOVA) e teste de Tukey para determinar as diferenças para p<0,05, por meio
do software STATISTICA 7.0 (StatiSoft, Inc., Tulsa, Okla., EUA).
Para o fluxo permeado e fouling, utilizou-se o modelo matemático logaritmo
natural por regressão (Equação 3) para verificar as curvas de fluxo por tempo, utilizando o
CurveExpert Professional 2.2.0. Sendo a e b os parâmetros, x o tempo (s) e y o fluxo
permeado acumulado. As médias obtidas para cada parâmetro foram analisadas por
Análise de Variância (ANOVA) e teste de Tukey para determinar as diferenças para
p<0,05, por meio do software STATISTICA 7.0 (StatiSoft, Inc., Tulsa, Okla., EUA).
4.3 Resultados e discussão
4.3.1 Compostos fenólicos totais em suco maçã
Os polifenóis no suco de maçã são um dos responsáveis pela turbidez. Como
mencionado, tradicionalmente utiliza-se a gelatina como agente de acabamento para
remoção dos fenóis por floculação e sedimentação, removendo os precursores de turbidez
(SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006). Por essa razão é importante verificar o teor
de polifenóis após o processo de clarificação.
122
A Figura 4.2 apresenta o teor de compostos fenólicos totais (mg.GAE.L-1) nas
amostras de suco de maçã, sendo possível observar quais métodos de clarificação
promoveram maior redução dos compostos fenólicos.
O suco de maçã in natura apresentou maior concentração de fenóis, 116
mg.GAE.L-1, valor estatisticamente igual ao suco clarificado apenas com gelatina, 111.59
mg.GAE.L-1, indicando que, a gelatina, quando utilizada individualmente, não é foi eficaz
na redução dos fenóis.
O suco clarificado com extrato de moringa, por despectinização + gelatina e o
despectinizado promoveram redução de 11.8%, 13.9% e 14.42% no teor de fenóis,
respectivamente, valores estatisticamente iguais. Estes resultados demonstram que, em
relação a remoção de compostos fenólicos, o extrato de moringa foi tão eficaz quanto
clarificação convencional.
O suco clarificado por despectinização + extrato moringa reduziu 20.17% dos
compostos fenólicos, redução estatisticamente igual ao suco despectinizado e superior ao
suco clarificado apenas com o extrato de moringa. Nogueira et al. (2003) e Gökmen et al.
(2001) encontraram redução em até 23% em suco clarificado por método convencional.
Figura 4.2 - Compostos fenólicos totais em suco de maçã clarificado e in natura.
123
A similaridade entre os resultados encontrados para as amostras clarificadas
com extrato de moringa e por despectinização + gelatina são interessantes, pois a gelatina
remove apenas os fenóis reativos, responsáveis principalmente pela formação de turbidez
tardia (KWANG-SUP et al., 2004), razão pela qual a gelatina tem sido o principal agente
de acabamento utilizado pela indústria (CARVALHO et al., 2011). Estes compostos
fenólicos formam complexos insolúveis quando reagem com a gelatina (KWANG-SUP et
al., 2004).
Os polifenóis reativos são os compostos de alto peso molecular, de difícil
absorção devido à sua dimensão; e devido à sua capacidade de interagir com proteínas,
dificultando a absorção, formando complexos de grandes dimensões com as proteínas
(HAGERMAN 2001; SKOPEC et al. 2004 citado por CARVALHO, 2007; SHIMADA
2006). Por isso, a remoção dos polifenóis reativos pela gelatina colabora para cristalinidade
do suco sem interferir na qualidade nutricional do mesmo, pois fenóis de baixo peso
molecular permanecem no suco e são metabolizados pelo consumidor.
Os resultados também demonstraram que os métodos de clarificação que mais
reduziram os fenóis foram os que utilizaram a etapa de despectinização. Os polifenóis no
suco estão combinados as partículas de pectina, ligados ou adsorvidos à sua estrutura
(CARVALHO et al., 2011). Possivelmente, a hidrólise promovida pela enzima, contribuiu
para maior interação dos fenóis com os agentes de acabamento, bem como maior
exposição dos compostos fenólicos com consequente oxidação. Segundo Benitez e Lozano
(2007), as diferenças entre as cargas das proteínas, dos polifenóis e dos agentes de
acabamento, induzem a floculação e sedimentação, resultando na remoção destes
precursores de turbidez tardia.
4.3.2 Composição aminoacídica do extrato bruto de moringa
Estudos prévios apontam uma relação entre a composição aminoacídica e a
interação entre os compostos fenólicos e os aminoácidos da gelatina (CARVALHO, 2011).
A interação entre a gelatina e os fenóis reativos ocorre principalmente porque a gelatina
possui alta concentração de prolina em sua estrutura e outros aminoácidos, que tem maior
afinidade pelos compostos fenólicos. A prolina possui uma conformação plana, rígida,
além de ser hidrofóbica, o que faz dela um excelente sítio de ligação com os fenóis
(CHARLTON et al., 2002).
124
A remoção de polifenóis promovida pela clarificação do suco com extrato de
moringa e pela clarificação com gelatina sugere que o mecanismo de ação destes agentes
de clarificação pode ser semelhante. A Tabela 4.1 apresenta a composição aminoacídica do
extrato bruto liofilizado.
A quantificação dos aminoácidos do extrato bruto liofilizado mostrou que o
aminoácido mais abundante foi a glutamina e a arginina, representando 23,5 e 13,8%,
respectivamente dos resíduos encontrados (Tabela 4.1). Gassenschmidt et al. (1995)
encontraram ácido glutâmico e arginina como aminoácidos mais abundantes na proteína da
semente de moringa, representando 12% e 25%, respectivamente, do total de resíduos da
proteína, valores semelhantes aos encontrados neste estudo.
A arginina e a glutamina são solúveis em água e possuem alto peso molecular.
A glutamina é um aminoácido com grupo amida, com cadeias laterais com um grupo
carboxílico, apresentando carga líquida negativa em pH neutro (DAMODARAN,
PARKIN, FENNEMA, 2010).
Tabela 4.1 - Composição aminoacídica g.100g-1 do extrato bruto liofilizado de sementes
de moringa.
Aminoácido (aa) *aa g.100g-1
Asparagina 1,13
Glutamina 4
Arginina 2,36
Serina 0,65
Glicina 1,84
Histidina 0,39
Alanina 0,45
Lisina 0,6
Treonina 0,57
Prolina 0,96
Tirosina 0,31
Valina 0,79
Metionina 0,86
Cisteína 0,04
Isoleucina 0,55
Leucina 0,98
Phenilalanina 0,82
125
Total 17.3
*gramas de aminoácido por 100 g de extrato bruto liofilizado.
Além dos grupo α-amino e α-carboxílico, tanto a arginina quanto a glutamina
possuem cadeias laterais ionizáveis. Nas proteínas o α-COOH de um aminoácido é
acoplado covalentemente ao α-NH2 do próximo aminoácido por meio de uma ligação
amida. Desse modo os únicos grupos ionizáveis seriam grupos amino N-terminais e grupo
carboxílico C-terminal (DAMODARAN, PARKIN, FENNEMA, 2010). Broin et al.(2002)
sugeriu que a alta densidade dos resíduos de glutamina, também favorecem a floculação
por meio de pontes de hidrogênio com as partículas no meio, sugerindo que a glutamina
seja o principal aminoácido relacionado as reações com os polifenóis e, possivelmente, a
outros compostos do suco. Além disso, há evidências de que o responsável pela ação
coagulante da moringa seja na verdade um composto amídico (GUEYRARD et al., 2000).
As cadeias laterais da arginina, contêm grupo guanidil; por isso são carregados
positivamente em pH neutro (DAMODARAN, PARKIN, FENNEMA, 2010). O grupo
guanidina age como um polieletrólito catiônico, promovendo floculação. As cadeias
laterais da arginina fazem com que um peptídeo seja carregado positivamente quando em
pH de 3,8 a 6, sendo que quanto menor o pH, maior a carga total. Sabendo que o pH do
suco de maçã é próximo de 3,8, as cadeias laterais da arginina estão com maior carga no
pH do suco (CHARLTON et al., 2002).
Charlton et al. (2002) sugeriram que a ligação inicial de um polifenol a um
peptídeo, parece ser essencialmente por interação hidrofóbica e que o tamanho dos
complexos proteína-polifenol insolúveis é determinado por efeitos das carga superficiais.
Além da glutamina e da arginina, o extrato bruto liofilizado de semente de
moringa também apresentou prolina e metionina, apontados como aminoácidos com forte
habilidade para formar pontes, o que favorece o processo de clarificação (JAHN, 1986;
NDABIGENGESERE et al., 1995). A prolina e a metionina possuem cadeias laterais
alifáticas, por isso são hidrofóbicas, com solubilidade limitada em água (DAMODARAN,
PARKIN, FENNEMA, 2010). Além disso, segundo Baxter et al. (1997), os resíduos de
prolina, além de servirem como local de ligação, são resíduos que ajudam a manter o
peptídeo numa conformação aberta e por isso com uma maior exposição de locais de
126
ligação aos taninos comparativamente a proteínas com uma estrutura mais compacta e
globular.
O núcleo do polifenol tem uma estrutura molecular favorável à interação com
proteínas. Apresenta zonas apolares, como o anel benzênico, que podem interagir com
zonas apolares das proteínas, por exemplo, cadeias laterais de aminoácidos de metionina e
prolina, etc. Interage também com regiões hidrofílicas, como os grupos hidroxila, que
podem participar em ligações de hidrogênio com os grupos carbonila e amina
(CARVALHO, 2007).
De forma geral, o extrato bruto liofilizado de semente de moringa possui
aminoácidos importantes para reação de floculação e interação com polifenóis, o que é
importante para o processo de clarificação. Considerando que a gelatina possui
predominância de arginina, prolina, glicina e alanina, o resultado ainda sugere que há
similaridade entre a composição aminoacídica do extrato de moringa e da gelatina, o que
pode estar relacionado ao impacto que estes agentes causam nos compostos fenólicos e na
clarificação.
4.3.3 Velocidade de sedimentação e formação de lodo
A Figura 4.3 apresenta a velocidade de sedimentação dos flocos para as
amostras de suco in natura, despectinizada, suco clarificado por despectinização + extrato
de moringa, suco clarificado por despectinização + gelatina e clarificado apenas com
extrato de moringa.
127
Figura 4.3 - Velocidade de sedimentação de partículas em suco de maçã.
No suco in natura observou-se comportamento constante, sem sedimentação
aparente, sugerindo que não houve interação suficiente entre as partículas para que a
floculação e sedimentação ocorresse, o que é natural em suco de maçã no tempo estudado.
Isso porque as partículas dispersas no suco de maçã apresentam cargas negativas, o que
promove repulsão eletrostática entre as mesmas (PETRUS, 1997).
A velocidade de sedimentação das partículas foi maior nas amostras
clarificadas com extrato de moringa, clarificadas por despectinização + ext. de moringa e
por despectinização + gelatina em relação a amostra despectinizada (p>0,05).
As quatro amostras apresentaram um pico na velocidade entre 300 e 400
segundos de sedimentação. O suco clarificado com extrato de moringa alcançou a
velocidade máxima de 76 (±3,5) µm/s, o suco clarificado por despectinização + extrato de
moringa apresentou 67,75 (±6,3) µm/s, na amostra clarificada por despectinização +
gelatina foi de 60,80 (±5,5) µm/s e na amostra despectinizada foi de 38,23 (±4,1) µm/s.
Após 400 segundos de sedimentação, independentemente do processo de
clarificação, a velocidade de sedimentação apresentou um redução brusca nas quatro
amostras clarificadas (p<0,05). Entre 700 e 800 segundos, a velocidade de sedimentação
128
diminuiu ainda mais, neste ponto, a amostra despectinizada foi mais rápida (22,8 µm/s), se
comparada ao suco clarificado por despectinização + ext. de moringa (13,57 µm/s). A
partir de 800 segundos de sedimentação, as quatro amostras apresentaram velocidades de
sedimentação estatisticamente iguais.
Os resultados demostram o impacto positivo do tratamento enzimático na
velocidade de sedimentação, uma vez que as amostras despectinizadas apresentaram
velocidade inicial de sedimentação, maior que a amostra in natura. O mesmo pode ser
afirmado para o suco clarificado apenas com extrato de moringa.
Sorrivas; Genovese e Lozano (2006) explicam as reações que ocorrem com a
despectinização. No tratamento enzimático, as enzimas destroem as fibras de pectina,
expondo suas cargas, aumentando a interação entre os resíduos de pectina e com outras
partículas dispersas no meio (LOZANO, 2003), formando grandes agregados. Conforme
esses agregados sedimentam, se colapsam, deixando um elevado número de pequenas
partículas, menores que 0,5 micrometros (SORRIVAS; GENOVESE, 2006). As partículas
menores permanecem na solução, graças à repulsão de suas cargas e estabilização coloidal.
Já as partículas maiores, sedimentam com o tempo, sendo que, o tempo necessário para
sedimentação por força da gravidade é maior quando nenhum agente floculante é utilizado
(PETRUS, 1997). Dessa forma, se faz necessário outras etapas de clarificação para
complementar a despectinização (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006).
A Tabela 4.2 apresenta a porcentagem de lodo formado após o tempo de
sedimentação (40 min), com base na altura de frente de lodo e altura de frente total do
suco. Além disso, apresenta a % de espalhamento de luz do lodo formado em cada
tratamento e a transmitância final do sobrenadante.
Tabela 4.2 - Lodo formado e espalhamento de luz no lodo formado na clarificação de suco
de maçã.
Tratamento de clarificação
Altura de frente do lodo (%)
BS% do lodo T% final do suco
Despectinização 16 (±0,6)c 14,2 (±0,3)b 38
Despectinização +
Gelatina
36,33 (±3)a 14,16 (±0,3)b 65
Extrato de moringa 31,11 (±0,2)a 54 (±0,5)a 75
129
BS%: % de backscattering (espalhamento de luz); T%: % de transmitância. Letras diferentes em uma mesma coluna indicam diferença
siginificativa para p<0,05.
Com base nos resultados da Tabela 4.2, observamos que o suco despectinizado
gerou lodo, porém com baixa altura de frente de lodo e % de espalhamento de luz inferior
ao do suco clarificado com extrato de moringa. Como discutido anteriormente, a enzima
hidrolisa a pectina, e as partículas menores (<0,5 micrometros) continuam em suspensão,
sendo necessário a aplicação de um coadjuvante de clarificação, que contribua para
interação dessas partículas, com consequente floculação e sedimentação. Além disso,
pectinameltiesterase promove desmetoxilação parcial da pectina, liberando alguns grupos
de ácido galacturônico carregados negativamente, esses grupos podem combinar-se com
cátions com forte capacidade de formação de complexos, como o cálcio, promovendo
sedimentação. No entanto, os ácidos liberados, também podem combinar-se a cátions com
fraca capacidade complexante, levando a formação de flocos hidratados e estáveis, que
podem formar uma névoa de resíduos de pectina com as proteínas, com precipitação após o
tratamento térmico (VERNAN; SUTHERLAND, 1994).
O suco clarificado com extrato de moringa apresentou altura de frente de
lodosemelhante a da amostra clarificada por descpectinização + gelatina, porém,
apresentou lodo com maior % de espalhamento de luz. Sabendo que um lodo mais
compacto permite menor passagem de luz, este resultado indica que o lodo do suco
clarificado com extrato de moringa apresentou-se mais compacto que os demais, o que é
desejável no processo de clarificação (BENITIZ; LOZANO, 2007). Madrona (2010)
ressalta que uma das vantagens do uso da Moringa oleifera Lam. em relação aos
coagulantes químicos utilizados no tratamento de água é o baixo índice de produção de
lodo residual. O que foi observado para clarificação de suco de maçã.
4.3.4 Fluxo Permeado e Fouling
Na filtração convencional, o suco passa perpendicularmente ao filtro, gerando
uma única corrente, denominada permeado ou filtrado. As partículas retidas no filtro
formam rapidamente uma “torta” na sua superfície, o que resulta na redução significativa
do fluxo de permeado e exige interrupção no processo para limpeza ou troca do filtro
130
(DZIEZAK, 1990). A separação é normalmente realizada numa faixa de partículas
relativamente grandes (PAULSON et al., 1984).
A Figura 4.4 apresenta o fluxo permeado para os diferentes tratamentos. A
curva de fluxo permeado acumulado fornece uma visão geral do processamento, reduzindo
as variações pontuais, ocasionadas por pequenas variações nas condições operacionais,
precisão na medição da massa e do tempo (USHIKUBO, 2006).
Figura 4.4 - Fluxo permeado acumulado de suco de maçã.
O comportamento das curvas de fluxo por tempo foi o mesmo para as três
amostras. Sugererindo que a clarificação com extrato de moringa contribuiu para o fluxo
permeado. Os demais sucos passaram por tratamento enzimático, o que favorece o fluxo,
como já mencionado. No entanto, é possível que o método utilizado para verificar o fluxo
permeado não tenha sido o mais indicado.
Segundo Petrus (1997), a enzima (pectinase, amilase e celulase) favorece o
fluxo, pois reduz a consistência do fluido, reduzindo a propensão a formação de gel na
superfície da membrana. Vaillant et al. (1999) concluíram que, o tratamento enzimático
131
diminui a capacidade de intumescimento dos polissacarídeos, ou seja, oferece menor
resistência à passagem do permeado através das membranas de filtração. Vaillant et al.
(1999) também afirmaram que essas partículas resultantes da hidrólise enzimática, são
mais sensíveis às forças de cisalhamento que a pectina, sendo mais facilmente removida,
reduzindo camada polarizada.
A curva de fluxo permeado pelo tempo é descrita por três estágios principais.
No início há queda brusca do fluxo, porém a perda de fluxo é reversível. No segundo
estágio, a variação do fluxo é reversível, inicia-se a precipitação dos solutos acumulados,
promovendo bloqueio dos poros e adsorção. A redução do fluxo ocorre devido ao fouling,
que é irreversível. O terceiro e último estágio é a consolidação do fouling, quando o fluxo
decresce contínuo e lentamente (MARSHALL; DAUFIN, 1995 citado por USHIKUBO,
2006). A Figura 4.5 apresenta o fouling do fluxo permeado de suco de maçã.
Como pode ser observado na Figura 4.5, o fouling, apresentou o mesmo
comportamento para as três amostras (Figura 4.5), sem diferença significativa. Segundo
Ushikubo (2006), o fouling ocorre quando há deposição e acúmulo de componentes da
alimentação na superfície e/ou dentro dos poros do filtro de forma irreversível em relação à
alteração das condições operacionais, por adsorção ou bloqueio físico dos poros.
Com base nos resultado, é possível afirmar que o tratamento enzimático
realizado no suco não influenciou na ocorrência de fouling, uma vez que, as curvas obtidas
não apresentaram diferença estatisticamente significativa. Sendo possível também, que o
método de filtração utilizado não tenha sido o melhor para avaliação do fouling.
132
Figura 4.5 - Fouling do fluxo permeado de suco de maçã.
4.4 Conclusões
Os métodos de clarificação que mais reduziram os fenóis foram os que utilizaram
tratamento enzimático. A clarificação realizada apenas com extrato de moringa
promoveu a mesma redução no teor de fenóis que a clarificação convencional
(despectinização + gelatina) e que o suco despectinizado, sugerindo que o extrato
de moringa é tão eficaz na remoção dos fenóis, quanto o tratamento convencional.
O extrato bruto liofilizado de semente de moringa possui aminoácidos importantes
para reações de floculação e interação com polifenóis, o que é importante para o
processo de clarificação.
A utilização de coadjuvantes de clarificação impactou positivamente na velocidade
de sedimentação, uma vez que as amostras clarificadas com extrato de moringa, por
despectinização + ext. de moringa e por despectinização + gelatina apresentaram
133
velocidade máxima de sedimentação maior que o suco apenas despectinizado e do
suco in natura, que por sua vez, se mostrou estável no tempo de sedimentação
estudado.
O suco clarificado com extrato de moringa e por despectinização + gelatina
apresentaram altura de lodo estatisticamente igual, no entanto, o extrato de moringa
gerou um lodo mais compacto.
O fluxo permeado e o fouling foram os mesmos para as três amostras,
demonstrando o potencial do extrato como agente clarificante, mas também pode
significar que o método de filtração utilizado não foi o melhor para avaliação destes
parâmetros.
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139
CAPÍTULO 5. ESTUDO SENSORIAL DE SUCO DE MAÇÃ
CLARIFICADO POR MÉTODOS CONVENCIONAL E POR
PROCESSO ALTERNATIVO
LIMA, D.C.N.; SCHMIDT, F.L
Este capítulo será submetido à revista “Journal of Sensory Studies”
140
Resumo
O objetivo deste estudo foi avaliar a aceitação sensorial de suco de maçã, bem como
estudar os atributos que influenciam na aceitação do produto e o limiar de percepção dos
consumidores para limpidez de suco de maçã. Foram realizados testes de Aceitação e
Análise de Comentários em suco de maçã não clarificado, sucos de maçã clarificado por
métodos convencionais e suco de maçã clarificado com extrato de semente de Moringa
oleífera Lamarck. Realizou-se também teste de Ordenação e Diferença do Controle para
verificar o potencial discriminativo dos consumidores para limpidez do suco e para tal,
amostras com diferentes transmitâncias foram preparadas. O Extrato de Moringa utilizado
como agente clarificante foi importante para aceitação do produto e promoveu
transmitância semelhante às das amostras clarificadas por métodos convencionais sem
nenhuma referência a sabor estranho à maçã. De forma geral, os atributos positivos mais
citados pelos consumidores para descrever as amostras foram a cor,
limpidez/cristalinidade, a doçura, presença de partículas, a cor esverdeada, a turbidez e o
sabor. Os atributos negativos apontados pelos consumidores, podem ser corrigidos durante
o processo. Em relação ao potencial discriminativo do consumidor para limpidez do suco
de maçã, foram percebidas diferenças entre as amostras, quando esta é superior a 8,44.
Dessa forma, o consumidor seria capaz de comparar lado a lado diferentes marcas de suco
de maçã e, dependendo da diferença de transmitância entre elas, escolher qual a mais
límpida.
Palavras-chave: comment analysis, transmitância, suco, ordenação, diferença do controle
141
5.1 Introdução
Durante o desenvolvimento ou melhoramento de um produto alimentício,
podem ocorrer mudanças no tipo de processo aplicado ao alimento, utilização de
ingredientes novos que reduzam custo ou colaborem para um alimento mais saudável.
Quando há necessidade de se realizar mudanças ou inovações nos produtos, as indústrias
buscam entender os desejos e necessidades dos consumidores, bem como sua percepção
sobre o produto, o que pode ajudar a garantir o sucesso de um produto no mercado
(VARELA et al., 2010).
Uma pequena alteração no processamento do alimento pode ser suficiente para
causar impacto no produto final, por essa razão, é realmente importante avaliar o efeito do
processo nas características do alimento (VARELA et al., 2010).
A avaliação sensorial por consumidores é uma das principais formas de estudar
o impacto de um novo processo no alimento. No entanto, os consumidores estão se
tornando cada vez mais exigentes em relação ao que eles esperam encontrar em um
produto (CLEMONS, 2008); dessa forma, saber o quanto eles apreciam um determinado
produto, já não é mais o suficiente. Atualmente, é necessário entender a razão pela qual
eles gostaram ou desgostaram de um produto (CHREA et al., 2011; SYMONEAUX;
GALMARINI; MEHINAGIC, 2012).
O teste de Comment Analysis é uma técnica emergente, que vem sendo muito
utilizada para este fim, pois estuda como os consumidores percebem os produtos. O teste
questiona o consumidor sobre as características positivas e negativas do produto e
contabiliza a frequência com que atributos são mencionados. Em outras palavras, seria uma
análise descritiva, porém em um formato mais simplificado tanto para o consumidor como
para o analista (SYMONEAUX; GALMARINI; MEHINAGIC, 2012).
Na indústria de sucos de frutas, um dos processos que vem sendo modificado e
estudado é o processo de clarificação, pois as partículas de pectina e alguns compostos
fenólicos promovem turbidez e escurecimento da bebida. O problema pode ser indesejável
sensorialmente, como também, tecnologicamente, uma vez que, a pectina presente no suco
pode gelificar durante o processo de concentração ou outros processos térmicos, trazendo
problemas de escoamento e incrustações, dentre outros (BLUMENTHAL, 2000).
142
No processo tradicional de clarificação do suco de maçã, utiliza-se a gelatina
para redução dos fenóis ativos e das partículas de pectina em suspensão, o que tem sido
uma barreira para um novo nicho de mercado, os consumidores veganos e vegetarianos.
Além disso, há as questões religiosas, tais como, budismo, judaímo e islamismo, que
consideram produtos de origem bovina e suína como originados de animais sagrados ou
impuros (PORTAL BRASIL, 2011). Como alternativa, utiliza-se a ultrafiltração, adsorção
por polyvinylpyrrolidone (PVPP), mas estes métodos tem o inconveniente de serem de alto
custo e de difícil recuperação (ALBERT et al., 2012).
Como alternativa aos processos convencionais, há a semente de Moringa
oleifera Lamark, que vem apresentando potencial clarificante no tratamento de água
(MADSEN et al., 1987; GERDES, 1996; KARADI et al., 2006; HEREDIA et al., 2009;
MADRONA, 2010; PRITCHARD, et al., 2010). Estas sementes possuem uma proteína,
biodegradável e não tóxica (BICHI; PH, 2013) cujo mecanismo de ação esta sendo
avaliado quanto a capacidade de clarificar sucos de fruta, eficácia já comprovada na
clarificação de suco de maçã, como apresentado no capítulo 3 deste trabalho.
Considerando que o suco de maçã é tipicamente consumido como suco
clarificado em diversos países (TETIK et al., 2012), o objetivo deste estudo foi avaliar a
aceitação sensorial de suco de maçã clarificado por diferentes métodos e não clarificado,
bem como estudar os atributos que influenciam na aceitação do produto e o limiar de
percepção dos consumidores para transmitância no suco de maçã.
5.2 Material e métodos
5.2.1 Material
Foram utilizadas maçãs da variedade fuji (Malus Communis) para produção de
suco; sucos de maçã clarificados comerciais; enzima para tratamento enzimático (Pectinex
Ultra Clear, Novozymes®, ≥ 3,800 unidades/mL, pectinase produzida por Aspergillus
aculeatus, preparação enzimática, que contém pectintranseliminase, poligalacturonase e
pectinaesterase), gelatina (Gelita, 120 bloom) e sementes de Moringa oleifera Lamark,
utilizadas no preparo do extrato clarificante, colhidas em Campinas – SP (22°49’S,
47°03’37O).
143
5.2.2 Métodos
O experimento foi delineado com o objetivo de verificar o impacto sensorial de
extrato de semente de Moringa oleifera Lamark como agente clarificante em suco de maçã.
Dessa forma, duas amostras de sucos comerciais (CJ1 e CJ2) e três amostras de sucos
elaborados para o presente estudo (PJ1, PJ2 e PJ3) foram submetidas ao Teste de aceitação
e de Análise de Comentários.
Além disso, também realizou-se teste de Ordenação e de Diferença do Controle
para verificar a percepção do consumidor em relação a transmitância de suco de maçã.
Os testes foram realizados com 80 consumidores, em cabines individuais, sob
luz branca. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UNICAMP,
Campus Campinas (CAAE: 44816915.1.0000.5404).
5.2.2.1 Preparo dos coadjuvantes de clarificação
Dois coadjuvantes de clarificação, extrato de Moringa e gelatina, foram
preparados para posterior utilização na clarificação do suco de maçã. O preparo dos
coadjuvantes de clarificação são descritos a seguir:
Extrato de Moringa:
Inicialmente, as sementes de Moringa oleifera Lamark foram descascadas
manualmente e prensadas (4 ton, Prensa Charlott) para remoção do óleo. O óleo
extraído foi descartado e a torta obtida foi triturada em moinho (Ika - A10) para
obtenção de um material fino e de granulometria homogênea. A torta triturada foi
misturada a água deionizada (5%, m:m, 100 RPM/30 min) baseado em
Ndabigengesere & Narasiah (1998). Esta solução foi filtrada a vácuo (papel de
filtro, Qualy). O permeado foi liofilizado por 44 horas, 0,12 mbar, T = - 40 ºC
(main drying) e 4 horas, 2,5 mbar, T = -10 ºC (final drying) (Christ Lyophilizer -
Alpha 2-4 LD Plus) (Figura 5.1). O material liofilizado foi denominado de extrato
bruto liofilizado, posteriormente utilizado na preparação do extrato clarificante.
144
Figura 5.1 - Processamento da semente de Moringa oleifera Lamarck para produção de
extratos clarificantes: a) Sementes com casca. b) Sementes descascadas. c) Torta obtida
após prensagem. d) Extrato bruto liofilizado.
A partir do extrato bruto liofilizado, foi elaborado o extrato clarificante de
moringa. Para isso, homogeneizou-se o extrato bruto liofilizado em solução salina
(0,1 M) na proporção de 1% (m:m) a temperatura ambiente (25 °C ± 2°C). O
preparo do extrato clarificante 0,1M iniciou-se 30 min antes do processo de
clarificação e o mesmo permaneceu em homogeneização (100 RPM), por meio de
agitador magnético, durante experimento de clarificação.
Gelatina:
Uma solução de gelatina foi preparada com a finalidade de diluir a gelatina
em pó (120 bloom) e facilitar sua aplicação. Dessa forma, 2,5 g de gelatina bovina
(Gelita, 120 bloom) foi homogeneizado em 50 g de água deionizada a 40°C,
permanecendo em homogeneização (100 RPM), por meio de agitador magnético,
durante experimento de clarificação.
5.2.2.2 Preparo das amostras de suco de maçã
Para o teste de Aceitação e de Análise de comentários, cinco amostras de suco
de maçã foram submetidas a análise sensorial, sendo duas delas amostras comerciais (CJ1
e CJ2), as demais foram produzidas para este estudo (PJ1, PJ2 e PJ3). O preparo das
amostras de suco de maçã são descritos a seguir:
Suco comercial - CJ1:
Utilizou-se suco comercial clarificado de maçã. O suco apresentava-se
dentro do padrão de qualidade de suco clarificado de maçã e transmitância de 75%
(Figura 5.2).
145
Suco comercial – CJ2:
Utilizou-se suco comercial de maçã clarificado O suco apresentava-se
dentro do padrão de qualidade de suco clarificado de maçã e transmitância de 87%
(Figura 5.2).
Suco de maçã clarificado com Enzima + Gelatina - PJ1:
O suco de maçã foi obtido por meio de extrator doméstico (Juicer Wallita).
Após extração, o suco de maçã foi transferido para erlenmyers (500 mL), onde
aplicou-se 0,03 mL.L-1. Os erlemyers permaneceram em banho maria à 45 °C,
durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL et al., 2015). Passado o tempo de reação da
enzima, as amostras foram resfriadas em banho maria até alcançar temperatura
ambiente (25 ºC ± 2), para adição do agente de acabamento Gelatina (1 mL.L-1, 100
RPM/1 min). Em seguida, transferiu-se o suco para provetas para floculação e
sedimentação, onde permaneceram por 40 min, tempo de sedimentação adaptado de
Ferreira (2012). A transmitância final do suco foi de 65%. Por fim, o suco foi
transferido para recipientes de vidro e levado a banho-maria para pasteurização (90
°C, 5 min) (Figura 5.2).
Suco de maçã clarificado Extrato de Moringa - PJ2:
O suco de maçã foi obtido por meio de extrator doméstico (Juicer Wallita).
Após extração, o suco de maçã foi transferido para erlenmyers (500 mL) e levado a
banho maria à 45 °C, durante 90 min a 60 RPM (PIMENTEL et al., 2015). Passado
o tempo, as amostras foram resfriadas em banho maria até alcançar temperatura
ambiente (25 ºC ± 2°C), quando receberam agente clarificante Extrato de Moringa
(50 mL.L-1, 100 RPM/1 min). Em seguida, transferiu-se o suco para provetas para
floculação e sedimentação, onde permaneceram por 40 min, tempo de
sedimentação adaptado de Ferreira (2012). A transmitância final do suco foi de
75%. Por fim, o suco foi transferido para recipientes de vidro e levado a banho-
maria para pasteurização (90 °C, 5 min) (Figura 5.2).
Suco de maçã turvo - PJ3:
O suco de maçã foi obtido por meio de extrator doméstico (Juicer Wallita).
Em seguida, o suco foi transferido para recipientes de vidro e levado a banho-maria
para pasteurização (90 °C, 5 min) (Figura 5.2).
146
Figura 5.2 - Amostras de suco de maçã submetidas ao teste de Aceitação e de Análise dos
comentários.
Para o teste de Ordenação e de Diferença do Controle, sete amostras de suco
foram preparadas, para isso um suco comercial clarificado de maçã, com transmitância de
87%, foi adicionado adicionado de diferentes concentrações de suco turvo (0,02 mL; 0,06
mL; 0,08 mL; 0,1 mL e 0,12 mL). Gerando amostras de suco com diferentes transmitâncias
(Tabela 5.1). A transmitância das amostras foi verificada por meio da leitura em
espectrofotômetro (Beckman, DU-70, EUA) a 546nm, luz UV/Visível, expresso em %
(ALBUQUERQUE, 2009; KEMPKA, et al. 2013)
147
Tabela 5.1 - Transmitância das amostras de suco utilizadas no teste de Ordenação e no
teste de Diferença do Controle.
Amostra de suco clarificado de maçã
T (%)
Referência (R) 87
A 46
B 51
C 57
D 63
E 70
F 79
G = R 87
5.2.2.3 Teste de aceitação e Teste de Análise de Comentários
Antes de iniciar o teste, os consumidores receberam uma um recipiente de
vidro transparente e fechado contendo amostra de suco de maçã clarificado. Em seguida, o
analista apresentou uma breve definição de suco clarificado, “suco transparente, ausente de
partículas em suspensão ou sedimentos” e solicitou que os consumidores observassem a
limpidez da amostra apresentada.
Realizou-se o teste de aceitação e de Análise de Comentários com 80
consumidores, utilizando-se a escala hedônica de 9 pontos (1 - desgostei extremamente a 9 -
gostei extremamente) (STONE; SIDEL,. 2004) e junto com a ficha de aceitação, os
consumidores também receberam a ficha de Análise de Comentários, pedindo para que
descrevessem as características positivas e negativas de cada suco (SYMONEAUX;
GALMARINI; MEHINAGIC, 2012). As amostras foram apresentadas individualmente de
forma balanceada e os atributos avaliados foram cristalinidade/limpidez, aroma, sabor, cor e
aceitação global.
Os dados do Teste de Aceitação foram analisados por Análise de variância
(ANOVA) e teste Tukey (P < 0,05) por meio do software STATISTICA 7.0 (StatiSoft, Inc.,
Tulsa, Okla., EUA).
148
O teste de Análise de Comentários foi realizado conforme Symoneaux;
Galmarini; Mehinagic (2012). Os consumidores foram solicitados a descrever
características positivas e negativas das amostras de suco. Dessa forma, ocorreu citação de
comentários sinônimos, como por exemplo, suco turvo e suco opaco. Os comentários
sinônimos evidentes foram reagrupados, já os comentários ambíguos não foram
reagrupados, continuaram da forma que foram citados. Durante a tabulação dos dados,
todos os comentários positivos foram transformados em modalidades mais simples,
começando por “P_” e os comentário negativos por “N_”. Além disso, por se tratar de um
método livre, onde o consumidor escreve o que lhe vem à mente, alguns atributos tiveram
baixa frequência de citação. Por essa razão, utilizou-se apenas comentários com citação
acima de 5% por amostra como resultado.
Os dados foram tabulados com auxílio do software Microsoft Excel 2010, onde
elaborou-se uma tabela, separando-se por coluna os consumidores e as amostras de suco de
maçã, e nas linhas os comentários positivos e comentários negativos. Uma tabela de
contingência foi gerada utilizando-se a função “tabulação cruzada” com as amostras como
colunas e as modalidades (“P_” e “N_”) como linhas. Em seguida, por meio do comando
Qui-quadrado por célula, uma tabela foi obtida, apresentando para cada célula da tabela de
contingência os valores observados com significância maior, menor ou igual ao valor
teórico. A análise estatística foi realizada no software XLSTAT (versão para Windows
2012.5, Adinsoft, Paris, França).
Com o objetivo de visualizar a relação entre as amostras e os comentários
positivos e negativos descritos pelos consumidores, uma Análise de Correspondência foi
realizada a partir da tabela de contingência. O mapa de Análise de Correspondência (AC)
gerado representa as linhas e as colunas da tabela de contingência em um mesmo espaço
geométrico. A análise foi realizada no software XLSTAT (versão para Windows 2012.5,
Adinsoft, Paris, França).
Além disso, para o teste de Análise de Comentários, realizou-se uma Análise
de Grupamento Hierárquico para encontrar e agrupar as amostras que apresentaram
características similares, tendo os valores de coordenadas das amostras da primeira e da
segunda dimensão do mapa sensorial gerado na Análise de Correspondência, considerando
149
a distância euclidiana (dissimilaridade) e Método Ward (método de aglomeração) e
truncação automática (CRUZ et al., 2013; MOUSSAOUI; VARELA, 2010).
5.2.2.4 Teste de Ordenação e Diferença do Controle
O teste de Ordenação e de Diferença do Controle foi aplicado para 80
consumidores, com o objetivo de verificar o poder discriminatvo dos consumidores em
relação a transmitância do suco de maçã.
Durante o teste de Ordenação, os consumidores receberam sete amostras de
suco de maçã com diferentes transmitâncias (46, 51, 57, 63, 70, 79 e 87%). As amostras
foram apresentadas simultaneamente em recipientes de vidro idênticos, codificados com
três dígitos e a ordem de apresentação das amostras foi balanceada com relação aos
consumidores. Os consumidores foram solicitados a observar o suco e sua limpidez e
ordenar as amostras de forma crescente (da amostra menos límpida para a mais límpida).
Os dados do teste de Ordenação foram analisados pelo método de Friedman.
Cada amostra recebe o valor correspondente a sua posição da ordenação. Dessa forma, se a
amostra foi ordenada na primeira posição, ela recebeu 1 ponto, se foi colocada na quarta
posição, recebeu 4 pontos. Então uma tabela foi montada com a pontuação de cada amostra
com base no julgamento dos consumidores para análise de Qui-quadrado por teste de
Friedman (p<0,05).
O teste de Diferença do Controle foi utilizado para verificar se havia diferença
significativa e em caso positivo, o grau da diferença entre uma amostra de suco de maçã e
uma amostra referência do suco (R) em relação ao atributo limpidez.
Durante o teste os consumidores receberam uma amostra referência (R) e
foram pedidos para observar a limpidez da amostra. Em seguida, as amostras A (46%), B
(51%), C (57%), D (63%), E (70%), F (79%) e G (87%) foram apresentadas
individualmente (Tabela 5.1). O consumidor foi solicitado a comparar cada amostra de
suco à amostra referência (R), indicando o grau da diferença por meio de uma escala que
variava de “Zero – nenhuma diferença da referência” até “Seis – Muito diferente da
referência”. Cabe ressaltar que, a amostra referência estava presente entre as demais.
Para o teste de Diferença do Controle, os resultados foram avaliados por meio
de Análise de Variância (ANOVA) para verificar se havia diferença significativa entre as
150
amostras e a referência (p<0,05). O teste de médias de Dunnet foi utilizado para verificar
quais pares de amostras diferem a p<0,05.
5.3 Resultados e discussão
5.3.1 Teste de Aceitação e teste de Análise dos comentários
O objetivo ao realizar o teste de Aceitação e o Análise dos comentários foi
verificar o quanto os sucos de maçã seriam apreciados pelos consumidores e se haveria
diferença na aceitação da bebida clarificada com extrato de Moringa e as demais bebidas, e,
além disso, entender a razão pela qual um suco foi bem aceito ou não.
De forma geral, o uso do extrato de moringa como agente de clarificação em
suco de maçã não apresentou impacto negativo na aceitação do produto para todos
atributos avaliados. A Figura 5.3 apresenta a aceitação das amostras de suco de maçã para
os atributos cristalinidade (transmitância), sabor, aroma, cor e impressão global.
Os consumidores gostaram moderadamente da cristalinidade dos sucos CJ1,
CJ2, PJ1 e PJ2 (pontuação entre 6 e 7 na escala hedônica de 9 pontos). O suco PJ3 (suco
turvo) apresentou a menor aceitação para cristalinidade, como também para cor e aceitação
global. É provável que a opacidade e as partículas presentes nesta amostra foram
responsáveis pela baixa aceitação destes atributos.
151
Figura 5.3 - Aceitação sensorial do suco de maçã. Médias que não compartilham a mesma
letra são diferentes significativamente entre si (p<0,05), segundo teste de Tukey.
A amostra PJ2 não diferiu de PJ1, CJ1 e CJ2 para o atributo de cristalinidade,
indicando que o extrato de Moringa, utilizado como agente clarificante, promoveu uma
clarificação semelhante aos processos utilizados comercialmente, uma vez que as amostras
PJ1, CJ1 e CJ2 são amostras clarificadas por métodos tradicionais, já inseridos no
mercado. Os sucos CJ1 e CJ2 não apresentaram diferença estatística entre si para
cristalinidade, como era esperado, pois usam os mesmos métodos de clarificação.
Não houve diferença significativa entre a aceitação do suco PJ2 e dos sucos
comerciais CJ1e CJ2 para os atributos de sabor e aroma, o que reforça o potencial do
extrato de Moringa como agente clarificante de suco de maçã, pois sugere que o extrato de
Moringa não afeta o sabor e o aroma. A amostra PJ2 diferiu de CJ1 em relação a cor, neste
caso, esperava-se diferença entre CJ1 e as demais amostras, pois o suco CJ1 apresentava
coloração diferente das demais.
Com a finalidade de estudar a diferença, no que diz respeito a aceitação dos
consumidores em relação ao atributo cristalinidade entre as amostras, uma Análise
Hierárquica de Grupamento foi realizada sobre os dados do teste de aceitação com
consumidores conforme Tarancón et al. (2015). Agrupando-se consumidores com base em
152
suas respostas, por amostra, para o atributo cristalinidade, foram identificados três grupos
de consumidores com diferentes padrões de aceitação para cristalinidade. Para cada grupo
formado, uma Análise de Variância (ANOVA) foi realizada para verificar o efeito do
processo de clarificação na aceitação da cristalinidade (Figura 5.4).
O primeiro grupo (Fig. 5.4a) foi composto por 54% dos indivíduos, o segundo
e terceiro grupo (Fig. 5.4b e 5.4c) por 37,7% e 5,3% dos indivíduos, respectivamente. Para
o grupo 1 (Figura 5.4a), o resultado da ANOVA mostra que o suco PJ3 apresentou a menor
aceitação para cristalinidade (P<0,05). No grupo 2 (Figura 5.4b), PJ3 e CJ1 tiveram a pior
aceitação e no grupo 3 (Figura 5.4c), todas as amostras obtiveram a mesma aceitação. Os
resultados da Análise de Hierárquica de Agrupamento sugerem que há um pequeno grupo
(grupo 3, com 5.3% dos indivíduos), que aprecia o suco de maçã independentemente da
cristalinidade do produto, pontuando as amostras entre 6 e 8 pontos na escala hedônica
(Figura 5.4c). No entanto, a maioria dos consumidores realmente apreciaram as amostras
mais límpidas, como apresentado no grupo 1 e 2 (Figura 5.4a e 5.4b).
Figura 5.4 - Aceitação sensorial para cristalinidade de suco de maçã por grupos de
consumidores (Grupo a, b e c). Médias que não compartilham a mesma letra são diferentes
significativamente entre si (P<0,05), segundo teste de Tukey.
Comparando o suco PJ2, clarificado com extrato de Moringa, aos sucos
comerciais (CJ1 e CJ2), 57% dos consumidores preferiram a cristalinidade do CJ1 ao PJ2,
diferença que possivelmente se deve a coloração mais clara da bebida comercial (CJ1). Por
outro lado, 37% dos consumidores, preferiram a cristalinidade do PJ2 que CJ1. Os 3
grupos apontaram o suco PJ2 com uma cristalinidade tão bem aceita quanto o suco
153
comercial (CJ2). Reforçando o potencial clarificante do extrato de moringa como agente
clarificante em suco de maçã.
No teste de Análise de comentários, os consumidores foram pedidos para
descrever cada amostra com atributos/comentários positivos e negativos. As respostas
obtidas foram usadas para gerar uma tabela de contingência apenas com os atributos
significativos e com citação superior a 5% (SYMONEAUX; GALMARINI;
MEHINAGIC, 2012). Com base nesta tabela, constatamos que as amostras foram descritas
com seis atributos positivos (P) e nove negativos (N). A Tabela 5.2 apresenta a tabela de
contingência com número de citações de atributos por amostra e resultado do Qui-
quadrado por amostra são apresentados.
Os atributos positivos que descreveram as amostras e que apresentaram o
maior número de citações foram P_cor, P_aroma e P_cristalinidade. A amostra PJ2 não
apresentou diferença significativa para P_cristalinidade em relação a CJ2 e PJ1 (p<0,05),
clarificadas por métodos tradicionais. Todas as amostras foram descritas com P_sabor, sem
diferença significativa entre elas. Sendo o suco PJ2, PJ3 e CJ1, os que apresentaram maior
número de citação P_sabor de maçã.
Os atributos negativos mais citados para descrever as amostras foram
N_doçura, N_partículas em supensão, N_cor esverdeada, N_turbidez, N_cor e N_sabor. Os
atributos de N_doçura e N_sabor podem estar associados e foram mais citados para PJ1,
PJ2 e CJ2 sem diferença significativa entre as amostras (p>0,05). A amostra PJ3 recebeu
menor número de citação destes atributos.
É importante ressaltar que, PJ2 não recebeu descrições negativas sobre sabor
estranho, sendo uma das amostras que mais foi descrita por P_sabor de maçã. O que é de
interesse, uma vez que esta amostra foi clarificada com o extrato de Moringa. Logo, a
percepção de sabores estranhos a maçã era uma preocupação.
154
Tabela 5.2 - Tabela de contingência apresentando as principais modalidades (P_ e N_)
citadas pelos consumidores e o número total de modalidades positivas e negativas. Número
de citações por amostra e resultados do Qui-quadrado por célula.
Atributosa Suco de maçã
CJ 1 CJ 2 PJ1 PJ2 PJ3
P_cor 3*(-) 32*(+) 26*(+) 23(+) 9*(-)
P_sabor 18(+) 13(-) 10(-) 10(-) 18(+)
P_aroma 28*(+) 9*(-) 16(-) 20(+) 17(-)
P_ cristalinidade 25*(+) 24(+) 15(+) 17(+) 0*(-)
P_acidez ideal 1*(-) 10*(+) 3(-) 3(-) 2(-)
P_sabor de maçã 10(+) 5*(-) 3*(-) 14(+) 13(+)
N_aroma 5(-) 10(+) 7(-) 12(+) 5(-)
N_ doçura 16(-) 22(-) 24(+) 29*(+) 11*(-)
N_ turbidez 0*(-) 3(-) 0*(-) 0*(-) 11*(+)
N_ precipitados 0*(-) 0*(-) 4(+) 1*(-) 13*(+)
N_ cor esverdeada 30*(+) 2*(-) 1*(-) 1*(-) 0*(-)
N_sabor 10(-) 15(+) 12(+) 11(+) 5*(-)
N_ aparência 1*(-) 0(-) 0(-) 0(-) 10(+)
N_acidez 2(-) 10(+) 3(+) 1(-) 0*
N_ partículas suspensas 0*(-) 0*(-) 5(-) 2* 21*(+)
(+) ou (-) indicam que o valor observado é maior ou menor que o valor teórico.
a Modalidades mencionadas por pelo menos 5% dos consumidores em pelo menos uma amostra.
* Diferença significativa a p<0,05; Qui-quadrado por célula.
P_ = comentários positivos e N_ = comentários negativos.
Como o Qui-quadrado permite verificar qual atributo (P ou N) foi mais/menos
citado para cada um dos sucos, foi possível observar que, CJ1 recebeu mais
P_cristalinidade e N_cor esverdeada; CJ2 recebeu mais P_cor, P_acidez ideal, N_sabor e
N_acidez; PJ2 obteve muitas descrições de P_sabor de maçã, N_doçura e PJ3 obteve mais
N_partículas em suspensão (Tabela 5.2).
Analisando os atributos mais citados, é possível observar que, tanto os
atributos positivos, quanto os negativos, poderiam ser controlados durante o processo de
produção do suco de maçã, por exemplo, por meio da escolha de variedades de maçãs, da
maturação dos frutos ou por intervenções tecnológicas e blends, seria possível trabalhar na
155
doçura/acidez (ratio); por meio da clarificação da bebida e do tipo de extração, seria
possível alterar a turbidez e a cor do produto. Além disso, conhecendo os comentários
positivos e negativos, é possível dar prioridade às características mais ou menos apreciadas
pelo consumidor e, dessa forma, utilizar o teste de Análise de Comentários como uma
ferramenta para melhorar a aceitação do suco de maçã no mercado.
Comparando os resultados obtidos no Análise de Comentários com os dados do
teste de Aceitação, observamos que, a aceitação foi coerente as descrições positivas e
negativas do teste de Análise de comentários. É possível observar que, quanto maior foi a
aceitação de uma amostra, mais atributos positivos a amostra recebeu. O mesmo ocorreu
com a amostra que obteve menor aceitação global, a qual recebeu mais comentários
negativos. O suco PJ3 foi a amostra com menor aceitação global para cor e para
cristalinidade (Figura 5.3), e recebeu o maior número de comentários negativos, com 76
citações negativas, enquanto a média para as outras amostras foi de 57 citações negativas.
As amostras CJ2 e PJ2 apresentaram a maior aceitação para aceitação global (Figura 5.3) e
receberam 93 e 87 citações positivas, respectivamente.
Por meio da tabela de contingência, uma Análise de Correspondência (AC)
(Figura 5.5) foi realizada para melhor visualização da caracterização sensorial do suco de
maçã. Trata-se de um mapa que mostra a disposição das amostras de suco e dos atributos
positivos e negativos em um mesmo espaço, dessa forma, quando uma amostra está
próxima a um determinado atributo, significa que aquele atributo a descreve. Além disso,
quando há amostras próximas umas das outras, significa que há similaridade entre elas, se
estiverem distantes, serão diferentes.
A amostra CJ1 está no lado esquerdo, PJ3 no lado direito e CJ2, PJ1 e PJ2
estão posicionadas de forma mais centralizada em relação as demais. Os círculos na figura,
mostram os grupos formados por meio da Análise de Grupamento Hierárquico para
amostras, sendo então possível identificar a formação de 3 grupos. Um grupo é formado
pela a amostra CJ1, outro pelo suco PJ3 e um terceiro grupo pelos sucos CJ2, PJ1 e PJ2.
Os consumidores descreveram CJ1 como esverdeado (N_cor esverdeada), esta
amostra é um suco comercial e essa coloração é característica do método de produção e da
marca do suco, que utiliza maçãs verdes e realiza branqueamento das maçãs antes da
extração do suco, inibindo o escurecimento. O suco PJ3 recebeu muitas citações
156
N_partículas em suspensão, o que era esperado, uma vez que, este suco não passa por
clarificação, a presença de partículas é uma característica intrínseca e desejável para o
produto.
O terceiro grupo (CJ2, PJ1 e PJ2) é composto por amostras que foram descritas
com muitos atributos em comum, por isso, essas amostras apresentaram similaridade e
foram agrupadas em um só grupo. Logo, os sucos clarificados por processos convencionais
(CJ2 e PJ1) foram caracterizados como semelhante ao suco clarificado com extrato de
moringa (PJ2). Diante disso, tanto a aceitação, quanto os atributos usados para descrever o
suco PJ2 mostram que, o extrato de moringa pode ser uma alternativa na clarificação de
suco de maçã.
Figura 5.5 - Análise de Correspondência obtida a partir da tabela de contingência,
apresentando as amostras(Δ) e os principais atributos(●) citados pelos consumidores. Os
círculos representam as amostras que apresentam características similares com base na
análise de Hierarchical Cluster.
157
5.3.2 Teste de Ordenação e teste de Diferença do Controle
Independentemente do método utilizado na clarificação de suco de maçã, o
objetivo será produzir um suco límpido, tanto por questões tecnológicas, quanto sensoriais.
Tratando-se das características sensoriais, a questão é: Qual o potencial do consumidor
para discriminar a qualidade da clarificação do suco de maçã? Os consumidores seriam
capazes de escolher o suco com base na qualidade da clarificação?
Diante destes questionamentos aplicou-se dois testes discriminativos, o teste de
Ordenação e o de Diferença do controle, no primeiro, os consumidores devem comparar
todas as amostras entre si e ordená-las da menos límpida para a mais límpida, o que pode
facilitar a capacidade discriminativa. No segundo teste, os consumidores compararam uma
amostra de suco a uma amostra referência, e diziam o grau de diferença entre elas, o que
poderia aumentar a dificuldade em discriminar as amostras.
A Tabela 5.3 apresenta os resultados para o teste de Ordenação. A amostra “A”
(T=46.38%) foi identificada como a mais turva. A amostra “F” e “G” (T=79.46% e
T=87.90%) foram apontadas como as mais límpidas, sendo "A = B", "C = B", "C = D", "E
= D", "E = F" and "F = G".
Este resultado demonstra que os consumidores só não foram capazes de
perceber diferença entre os sucos (p<0,05), quando a transmitância entre as amostras era
próxima. Quando as amostras apresentavam muita diferença entre as transmitâncias, houve
discriminação da amostras (p>0,05).
Cabe ressaltar que, conforme a transmitância do suco aumentava, aumentava-
se também a diferença da transmitância entre cada amostra, que iniciou-se em 5,4 (“B” –
“A”) e finalizou com 8,44 (“G”-“F”). Sendo assim, podemos dizer que, para as amostras
com transmitância elevada, “E” (70,74%), “F” (79,46%) e “G” (87,90%), há uma
dificuldade maior em perceber a diferença de limpidez entre as amostras, pois nesta
situação a diferença na transmitância entre elas foi de superior a 7 e 8 e ainda assim, os
consumidores apontaram essas amostras como iguais (“E”=“F”; “F”=“G”). Sugerindo que,
durante a aquisição do produto no mercado, os consumidores conseguem comparar lado a
lado diferentes marcas de suco de maçã e escolher a mais límpida apenas se houver muita
diferença entre as transmitâncias dos sucos.
158
A Tabela 5.4 apresenta os resultados para o teste de Diferença do Controle. Os
resultados mostraram que, o suco “F” (T = 79.46%) e “G” (T = 87.90%) são tão límpidos
quanto a amostra Referência (R) (87.90%) (p>0,01). As demais amostras são diferentes da
referência, sugerindo mais uma vez que, os consumidores percebem diferença na
transmitância apenas quando as amostras possuem diferenças superiores a 8,4 na
transmitância.
Tabela 5.3 - Resultado para o teste de Ordenação com amostras de suco de maçã
clarificado.
Amostra
(T%) e
Total
A
46,38%
B
51,78%
C
57,20%
D
63,61%
E
70,74%
F
79,46%
G
87,90%
104 171 216 295 351 408 500
A
46,38%
104 - 67nd 112 * 191 * 247 * 304 * 396 *
B
51,78%
171 - - 45 nd 124 * 180 * 237* 329 *
C
57,20%
216 - - - 79 nd 135 * 192 * 284 *
D
63,61%
295 - - - - 56 nd 113* 205*
E
70,74%
351 - - - - - 57 nd 149 *
F
79,46%
408 - - - - - - 92 nd
G
87,90%
500 - - - - - - -
nd não há diferença significativa. * há diferença significativa, MDS =79,3.
Tabela 5.4 - Resultado para teste de Diferença do controle com amostras de suco de maçã
clarificado.
Amostras Média/Amostra Média/Referência Diferença (Amostra x Referência)
F 1,054 0,79 0,26ns
E 1,52 0,79 0,73*
D 2,05 0,79 1,26*
C 2,52 0,79 1,73*
B 2,79 0,79 2*
A 3,05 0,79 2,26*
ns não há diferença significativa; * há diferença significativa (MDS = 0,42).
159
5.4 Conclusões
O suco de maçã clarificado com extrato de moringa (PJ2) obteve a mesma
aceitação global que as amostras comerciais (CJ1 e CJ2) e que a amostra clarificada com
gelatina, processo convencional (PJ1). Além disso, obteve a mesma aceitação que as
amostras comerciais para o atributo cristalinidade.
A Análise de Grupamento Hierárquico mostrou que há um pequeno
mercado para o suco de maçã independentemente da limpidez do produto. Ainda assim,
mais da metade dos consumidores preferiram o suco clarificado.
Por meio do teste de Análise de Comentários, os consumidores descreveram
todas as amostras com atributos comuns para suco de maçã, sem a presença de aroma ou
sabor estranho a maçã, o que seria um fator limitante para utilização de extrato de moringa
como agente clarificante em suco.
O teste de Análise de comentários permitiu verificar atributos que podem
impactar na aceitação do suco de maça. Por meio dos comentários positivos e negativos foi
possível observar o que o consumidor espera ou não encontrar em um suco de maçã. Dessa
forma, o teste de Análise de comentários pode ser uma ferramenta para o desenvolvimento
do processamento de suco de maçã.
Os atributos positivos mais citados pelos consumidores para descrever as
amostras foram a cor, a cristalinidade, sabor e acidez ideal; enquanto que os comentários
negativos foram a doçura, presença de partículas, a cor esverdeada, a turbidez e o sabor.
A análise de correspondência mostrou que sucos clarificados por processos
convencionais (CJ2 e PJ1) foram caracterizados como semelhantes ao suco clarificado com
extrato de moringa (PJ2). Diante disso, tanto a aceitação, quanto os atributos usados para
descrever o suco PJ2 mostram que, o extrato de moringa pode ser uma alternativa na
clarificação de suco de maçã.
Em relação ao potencial discriminativo do consumidor para limpidez de
suco de maçã, o consumidor percebeu diferenças entre as amostras quando houve diferença
superior a 8,44 na transmitância entre as amostras. Porém, quando a transmitância das
amostras foi muito alta, aumentou-se também a dificuldade na percepção. Dessa forma,
durante a aquisição do produto no mercado, os consumidores conseguiriam comparar lado a
160
lado diferentes marcas de suco de maçã e escolher a mais límpida apenas se a transmitância
entre elas for muito diferente.
5.5 Referências bibliográficas
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164
DISCUSSÃO GERAL
165
Este estudo verificou o potencial clarificante de extrato de semente de Moringa
oleifera Lamark como agente clarificante em suco de maçã.
ENSAIOS PRELIMINARES: DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL
CLARIFICANTE DE EXTRATO AQUOSO E SALINO DE SEMENTE DE
MORINGA OLEIFERA LAMARK EM SUCO DE MAÇÃ
Optou-se pela elaboração do extrato bruto liofilizado para manter a qualidade
do material, pois as sementes têm seu potencial clarificante reduzido após colheita e
armazenamento prolongado (MADRONA, 2010). Além disso, o processo de produção do
extrato bruto liofilizado reduz resíduos e fibras presentes nas películas que recobrem a
semente.
O coagulante presente na semente de Moringa oleifera Lamark pode ser
extraído em água e mais comumente em solução de cloreto de sódio (ANWAR et al.,
2007). De acordo com Okuda et al. (2001), o tipo de extrato da semente de Moringa
oleifera Lamark influencia na sua capacidade clarificante de águas. Os autores avaliaram o
potencial clarificante do extrato com NaCl, KCl, KNO3, NaNO3 e observaram que o
extrato com NaCl teve capacidade 7,4 vezes maior do que em água. Partindo deste
princípio, verificou-se o potencial dos extratos aquoso e salinos em suco de maçã.
Diversos estudos sugerem concentrações ideais para clarificação de água, mas
já foi constatado que a turbidez inicial, pH, temperatura e até armazenamento das sementes
influenciam no potencial clarificante dos extratos (PRITCHARD et al., 2010;
MADRONA, 2010). Ndabbigengesere e Narasiah (1995) indicaram concentrações de 0,5 a
1 mg.L-1 como eficazes para clarificação de águas turvas. Outros já sugerem concentrações
maiores de extrato, que equivalem a 0,025 a 0,30 g.L-1 (MADRONA, 2010), enquanto
Pritchard et al. (2010) indica 0,03 a 0,05g.L-1 para água com turbidez entre 40 e 200 NTU.
Diante disso, como um teste preliminar, optou-se por trabalhar com baixas concentrações
do extrato apenas para observar o efeito que os extratos causariam na transmitância do
suco de maçã, que pode chegar a até 270 NTU, dependendo do tipo de extração.
As concentrações utilizadas no presente estudo foram 0,5 e 2 ml.L-1, o que
equivale a 0,005 e 0,02g de Extrato Bruto Liofilizado por litro de suco. 2 mL.L-1 do extrato
166
salino 0,1M promoveu transmitância 5 vezes maior quando comparado ao suco sem
clarificação. Este resultado está de acordo com o estudo de Okuda et al. (1999), que
constatou melhor atuação do extrato salino no tratamento de água. Com base neste
resultado, o extrato 0,1M foi o selecionado para os demais testes do estudo. O extrato tem
potencial clarificante, pois a clarificação impactou positivamente na transmitância do
produto p<0,05.
O potencial zeta do suco clarificado apenas com os extratos não apresentou
alteração, todas as amostras permaneceram com valores estatisticamente iguais ao suco in
natura, em torno de -9,93 mv. Já a clarificação, com tratamento enzimático, seguida de
acabamento com extrato 0,1M, promoveu uma pequena alteração do potencial zeta, de -
9,93 mv para -8,24 mv. Valores que se enquadram em aglomerações e precipitações
razoáveis (CTC, s.d.), potencial zeta comum para suco de maçã (SORRIVAS et al., 2005).
Segundo Davino (1976) o mecanismo de coagulação/floculação provocado
pelo polímero existente na polpa da semente de Moringa oleifera Lam assemelha-se ao
mecanismo provocado pelos polieletrólitos. Quando a coagulação/floculação é realizada
por polieletrólitos, não há reações de neutralização entre o coagulante e a água para formar
complexos gelatinosos, como ocorre com os coagulantes derivados de sais de alumínio e
ferro. Isso ocorre porque esses polieletrólitos são constituídos de complexos de grandes
cadeias moleculares, que apresentam sítios com cargas positivas ou negativas. Assim, esse
tipo de coagulação/floculação praticamente independe da alcalinidade da água, pode
ocorrer numa grande faixa de valores de pH, entre 4,0 e 12,0 (BORBA, 2001).
Após aplicação do EXT.0,1M, ocorreu redução da % de partículas maiores,
restando ainda, partículas menores (até 100 µm) em suspensão no suco, porém com menor
variação de tamanhos de partículas. Isso porque, o uso do extrato como agente de
clarificação, promoveu floculação e sedimentação dos flocos grandes, o que aumentou a
proporção (%) das partículas menores na solução.
Os valores de distribuição das partículas em porcentagem, se referem ao
somatório de todos os tamanhos de partículas encontrados na amostra, que equivalem a
100%. Logo, esses dados não apresentam a quantidade de partículas, mas sim sua
contribuição na solução.
167
Os colóides em suspensão no suco são basicamente formados por
polissacarídeos, tais como pectinas e amido, contendo moléculas em solução verdadeira e
partículas em suspensão, e costumam variar, principalmente, entre 0,1 e 100 µm
(PETRUS, 1997). Partículas maiores que 100 µm, consideradas acima do diâmetro crítico,
podem sedimentar rapidamente devido a aglomeração (PETRUS, 1997), e outras menores,
geralmente possuem carga elétrica negativa e não podem ser suficientemente removidas
por simples sedimentação, são cercadas por uma dupla camada elétrica, evitando o contato
entre si, sendo necessária outras intervenções tecnológicas, como a filtração.
CLARIFICAÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ: OTIMIZAÇÃO DAS CONDIÇÕES
PARA CLARIFICAÇÃO COM EXTRATO DE SEMENTES DE MORINGA E
IMPACTO DA CLARIFICAÇÃO NOS PARÂMETROS DE QUALIDADE DO
SUCO
Diante dos resultados anteriores, uma otimização das condições de clarificação
foi realizada. As variáveis do delineamento foram a concentração de enzima e de extrato
de moringa (0,1 M). Para efeito de comparação, um delineamento foi realizado variando-se
concentração de enzima e de gelatina.
Em relação ao DCCR 22 para concentração de enzima x concentração de
extrato de moringa, a transmitância do suco de maçã variou de 37,27% a 79,33%, na
menor transmitância obtida, não houve adição de extrato de moringa, no valor mais alto,
houve adição apenas de extrato de moringa, ou seja, o extrato impactou positivamente na
transmitância do suco, mesmo sem a etapa de tratamento enzimático. Ou seja, nas
condições estudadas, apenas o extrato foi significativo para melhoria da transmitância do
suco de maçã. Segundo Sorrivas, Genoveze e Lozano, (2007) a enzima tem como principal
função aumentar a mobilidade das partículas.
A condição ótima do delineamento está de acordo com resultados obtidos por
Madrona (2010). Segundo Paterniani et al. (2015) a concentração de coagulante deve ser
proporcional à turbidez da água bruta a ser tratada. Considerando que a turbidez do suco
varia com o lote da fruta e com o tipo de extração realizada, é possível que as
concentrações ideais necessárias para clarificação da bebida também mudem. O extrato de
moringa impactou na melhoria da transmitância do suco de maçã, com efeito quadrático
negativo para concentração do extrato de moringa, ou seja, acima de determinada
168
concentração do extrato, o suco não apresentou melhoria na transmitância, ocorrendo
processo inverso. Tal efeito é muito comum quando utiliza-se polieletrólitos na
clarificação, pois quando utilizados em quantidade superior ao ideal, ocorre adsorção ou
adsorção secundária das partículas, promovendo nova estabilização, o que não favorece a
sedimentação (DI BERNARDO; DANTAS, 2005).
Em relação ao delineamento para concentração de enzima x concentração de
gelatina, apenas a gelatina foi significativa, sugerindo mais uma vez que, enzimas
intrínsecas a fruta, atuaram no suco, sendo insignificante o uso de enzima comercial para a
resposta transmitância, nas condições estudadas.
As respostas encontradas para pH, sólidos solúveis, acidez e ratio, não foram
significativas em ambos os delineamentos. O que é desejável, pois são parâmetros que
também indicam a qualidade e valor comercial do suco clarificado de maçã são definidos
(BRAUN, 2003).
Tanto a enzima, quanto o extrato de moringa impactaram na cor .
Concentrações maiores do extrato de moringa diminuíram a cor avermelhada, a enzima
também colaborou para a alteração. Por outro lado, o parâmetro foi influenciado apenas
pela concentração de extrato de moringa, maiores concentrações de extrato de moringa
aumentaram Para a clarificação em função da concentração de enzima x concentração
de gelatina, apenas o parâmetro de cor apresentou alteração significativa, quanto maior a
concentração de gelatina, menos avermelhado se torna o suco.
Apesar da leve redução da cor avermelhada, o que é desejável para suco de
maçã, visualmente, tais mudanças nem sempre são perceptíveis aos olhos dos
consumidores. Estudos apontam que os valores de ΔE (diferença de coloração) representam
a habilidade do ser humano discriminar mudanças na coloração entre amostras, dessa
forma, ΔE > 3.0 representaria uma “mudança muito perceptível”, 1.5 < ΔE < 3.0 uma
“mudança perceptível” e ΔE < 1.5 uma mudança de cor “não perceptível” (ADEKUNTE,
et al., 2010). Apenas a clarificação do DCCR 22 (Concentração de enzima x extrato de
169
moringa) promoveu mudanças na cor que foram perceptíveis pelo ser humano, 1,5 < ΔE <
3,0, segundo (ADEKUNTE, et al., 2010).
CLARIFICAÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ COM EXTRATO DE MORINGA:
TEOR DE COMPOSTOS FENÓLICOS, SEDIMENTAÇÃO E FORMAÇÃO DE
LODO, FLUXO PERMEADO , FOULING
Os polifenóis no suco de maçã são um dos responsáveis pela turbidez. Como
mencionado, tradicionalmente utiliza-se a gelatina como agente de acabamento para
remoção dos fenóis por floculação e sedimentação, removendo os precursores de turbidez
(SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006). Por essa razão é importante verificar o teor
de polifenóis após o processo de clarificação.
O suco de maçã in natura apresentou maior concentração de fenóis, 116
mg.GAE.L-1, valor estatisticamente igual ao suco clarificado apenas com gelatina, 111.59
mg.GAE.L-1, indicando que, a gelatina, quando utilizada individualmente, não é foi eficaz
na redução dos fenóis.
O suco clarificado com extrato de moringa, por despectinização + gelatina e o
despectinizado promoveram redução de 11.8%, 13.9% e 14.42% no teor de fenóis,
respectivamente, valores estatisticamente iguais. Estes resultados demonstram que, em
relação a remoção de compostos fenólicos, o extrato de moringa foi tão eficaz quanto
clarificação convencional.
O suco clarificado por despectinização + extrato moringa reduziu 20.17% dos
compostos fenólicos, redução estatisticamente igual ao suco despectinizado e superior ao
suco clarificado apenas com o extrato de moringa. Nogueira et al. (2003) e Gökmen et al.
(2001) encontraram redução em até 23% em suco clarificado por método convencional.
A similaridade entre os resultados encontrados para as amostras clarificadas
com extrato de moringa e por despectinização + gelatina são interessantes, pois a gelatina
remove apenas os fenóis reativos, responsáveis principalmente pela formação de turbidez
tardia (KWANG-SUP et al., 2004), razão pela qual a gelatina tem sido o principal agente
de acabamento utilizado pela indústria (CARVALHO et al., 2011). Estes compostos
fenólicos formam complexos insolúveis quando reagem com a gelatina (KWANG-SUP et
al., 2004).
170
Os polifenóis reativos são os compostos de alto peso molecular, de difícil
absorção devido à sua dimensão; e devido à sua capacidade de interagir com proteínas,
dificultando a absorção, formando complexos de grandes dimensões com as proteínas
(HAGERMAN 2001; SKOPEC et al. 2004 citado por CARVALHO, 2007; SHIMADA
2006). Por isso, a remoção dos polifenóis reativos pela gelatina colabora para cristalinidade
do suco sem interferir na qualidade nutricional do mesmo, pois fenóis de baixo peso
molecular permanecem no suco e são metabolizados pelo consumidor.
Os resultados também demonstraram que os métodos de clarificação que mais
reduziram os fenóis foram os que utilizaram a etapa de despectinização. Os polifenóis no
suco estão combinados as partículas de pectina, ligados ou adsorvidos à sua estrutura
(CARVALHO et al., 2011). Possivelmente, a hidrólise promovida pela enzima, contribuiu
para maior interação dos fenóis com os agentes de acabamento, bem como maior
exposição dos compostos fenólicos com consequente oxidação. Segundo Benitez e Lozano
(2007), as diferenças entre as cargas das proteínas, dos polifenóis e dos agentes de
acabamento, induzem a floculação e sedimentação, resultando na remoção destes
precursores de turbidez tardia.
Estudos prévios apontam uma relação entre a composição aminoacídica e a
interação entre os compostos fenólicos e os aminoácidos da gelatina (CARVALHO, 2011).
A interação entre a gelatina e os fenóis reativos ocorre principalmente porque a gelatina
possui alta concentração de prolina em sua estrutura e outros aminoácidos, que tem maior
afinidade pelos compostos fenólicos. A prolina possui uma conformação plana, rígida,
além de ser hidrofóbica, o que faz dela um excelente sítio de ligação com os fenóis
(CHARLTON et al., 2002).
A remoção de polifenóis promovida pela clarificação do suco com extrato de
moringa e pela clarificação com gelatina sugere que o mecanismo de ação destes agentes
de clarificação pode ser semelhante.
A quantificação dos aminoácidos do extrato bruto liofilizado mostrou que o
aminoácido mais abundante foi a glutamina e a arginina, representando 23,5 e 13,8%,
respectivamente dos resíduos encontrados. Gassenschmidt et al. (1995) encontraram ácido
glutâmico e arginina como aminoácidos mais abundantes na proteína da semente de
171
moringa, representando 12% e 25%, respectivamente, do total de resíduos da proteína,
valores semelhantes aos encontrados neste estudo.
A arginina e a glutamina são solúveis em água e possuem alto peso molecular.
A glutamina é um aminoácido com grupo amida, com cadeias laterais com um grupo
carboxílico, apresentando carga líquida negativa em pH neutro (DAMODARAN,
PARKIN, FENNEMA, 2010). Além dos grupo α-amino e α-carboxílico, tanto a arginina
quanto a glutamina possuem cadeias laterais ionizáveis. Nas proteínas o α-COOH de um
aminoácido é acoplado covalentemente ao α-NH2 do próximo aminoácido por meio de
uma ligação amida. Desse modo os únicos grupos ionizáveis seriam grupos amino N-
terminais e grupo carboxílico C-terminal (DAMODARAN, PARKIN, FENNEMA, 2010).
Broin et al.(2002) sugeriu que a alta densidade dos resíduos de glutamina, também
favorecem a floculação por meio de pontes de hidrogênio com as partículas no meio,
sugerindo que a glutamina seja o principal aminoácido relacionado as reações com os
polifenóis e, possivelmente, a outros compostos do suco. Além disso, há evidências de que
o responsável pela ação coagulante da moringa seja na verdade um composto amídico
(GUEYRARD et al., 2000).
As cadeias laterais da arginina, contêm grupo guanidil; por isso são carregados
positivamente em pH neutro (DAMODARAN, PARKIN, FENNEMA, 2010). O grupo
guanidina age como um polieletrólito catiônico, promovendo floculação. As cadeias
laterais da arginina fazem com que um peptídeo seja carregado positivamente quando em
pH de 3,8 a 6, sendo que quanto menor o pH, maior a carga total. Sabendo que o pH do
suco de maçã é próximo de 3,8, as cadeias laterais da arginina estão com maior carga no
pH do suco (CHARLTON et al., 2002).
Charlton et al. (2002) sugeriram que a ligação inicial de um polifenol a um
peptídeo, parece ser essencialmente por interação hidrofóbica e que o tamanho dos
complexos proteína-polifenol insolúveis é determinado por efeitos das carga superficiais.
Além da glutamina e da arginina, o extrato bruto liofilizado de semente de
moringa também apresentou prolina e metionina, apontados como aminoácidos com forte
habilidade para formar pontes, o que favorece o processo de clarificação (JAHN, 1986;
NDABIGENGESERE et al., 1995). A prolina e a metionina possuem cadeias laterais
alifáticas, por isso são hidrofóbicas, com solubilidade limitada em água (DAMODARAN,
172
PARKIN, FENNEMA, 2010). Além disso, segundo Baxter et al. (1997), os resíduos de
prolina, além de servirem como local de ligação, são resíduos que ajudam a manter o
peptídeo numa conformação aberta e por isso com uma maior exposição de locais de
ligação aos taninos comparativamente a proteínas com uma estrutura mais compacta e
globular.
O núcleo do polifenol tem uma estrutura molecular favorável à interação com
proteínas. Apresenta zonas apolares, como o anel benzênico, que podem interagir com
zonas apolares das proteínas, por exemplo, cadeias laterais de aminoácidos de metionina e
prolina, etc. Interage também com regiões hidrofílicas, como os grupos hidroxila, que
podem participar em ligações de hidrogênio com os grupos carbonila e amina
(CARVALHO, 2007).
De forma geral, o extrato bruto liofilizado de semente de moringa possui
aminoácidos importantes para reação de floculação e interação com polifenóis, o que é
importante para o processo de clarificação. Considerando que a gelatina possui
predominância de arginina, prolina, glicina e alanina, o resultado ainda sugere que há
similaridade entre a composição aminoacídica do extrato de moringa e da gelatina, o que
pode estar relacionado ao impacto que estes agentes causam nos compostos fenólicos e na
clarificação.
Em relação a velocidade de sedimentação das partículas e flocos, no suco in
natura observou-se comportamento constante, sem sedimentação aparente, sugerindo que
não houve interação suficiente entre as partículas para que a floculação e sedimentação
ocorresse, o que é natural em suco de maçã no tempo estudado. Isso porque as partículas
dispersas no suco de maçã apresentam cargas negativas, o que promove repulsão
eletrostática entre as mesmas (PETRUS, 1997).
A velocidade de sedimentação das partículas foi maior nas amostras
clarificadas com extrato de moringa, clarificadas por despectinização + ext. de moringa e
por despectinização + gelatina em relação a amostra despectinizada (p>0,05).
As quatro amostras apresentaram um pico na velocidade entre 300 e 400
segundos de sedimentação. O suco clarificado com extrato de moringa alcançou a
velocidade máxima de 76 (±3,5) µm/s, o suco clarificado por despectinização + extrato de
173
moringa apresentou 67,75 (±6,3) µm/s, na amostra clarificada por despectinização +
gelatina foi de 60,80 (±5,5) µm/s e na amostra despectinizada foi de 38,23 (±4,1) µm/s.
Após 400 segundos de sedimentação, independentemente do processo de
clarificação, a velocidade de sedimentação apresentou um redução brusca nas quatro
amostras clarificadas (p<0,05). Entre 700 e 800 segundos, a velocidade de sedimentação
diminuiu ainda mais, neste ponto, a amostra despectinizada foi mais rápida (22,8 µm/s), se
comparada ao suco clarificado por despectinização + ext. de moringa (13,57 µm/s). A
partir de 800 segundos de sedimentação, as quatro amostras apresentaram velocidades de
sedimentação estatisticamente iguais.
Os resultados demostram o impacto positivo do tratamento enzimático na
velocidade de sedimentação, uma vez que as amostras despectinizadas apresentaram
velocidade inicial de sedimentação, maior que a amostra in natura. O mesmo pode ser
afirmado para o suco clarificado apenas com extrato de moringa.
Sorrivas; Genovese e Lozano (2006) explicam as reações que ocorrem com a
despectinização. No tratamento enzimático, as enzimas destroem as fibras de pectina,
expondo suas cargas, aumentando a interação entre os resíduos de pectina e com outras
partículas dispersas no meio (LOZANO, 2003), formando grandes agregados. Conforme
esses agregados sedimentam, se colapsam, deixando um elevado número de pequenas
partículas, menores que 0,5 micrometros (SORRIVAS; GENOVESE, 2006). As partículas
menores permanecem na solução, graças à repulsão de suas cargas e estabilização coloidal.
Já as partículas maiores, sedimentam com o tempo, sendo que, o tempo necessário para
sedimentação por força da gravidade é maior quando nenhum agente floculante é utilizado
(PETRUS, 1997). Dessa forma, se faz necessário outras etapas de clarificação para
complementar a despectinização (SORRIVAS; GENOVESE; LOZANO, 2006).
Quanto a % de lodo formado nos sucos, observamos que o suco despectinizado
gerou lodo, porém com baixa altura de frente de lodo e % de espalhamento de luz inferior
ao do suco clarificado com extrato de moringa. Como discutido anteriormente, a enzima
hidrolisa a pectina, e as partículas menores (<0,5 micrometros) continuam em suspensão,
sendo necessário a aplicação de um coadjuvante de clarificação, que contribua para
interação dessas partículas, com consequente floculação e sedimentação. Além disso,
pectinameltiesterase promove desmetoxilação parcial da pectina, liberando alguns grupos
174
de ácido galacturônico carregados negativamente, esses grupos podem combinar-se com
cátions com forte capacidade de formação de complexos, como o cálcio, promovendo
sedimentação. No entanto, os ácidos liberados, também podem combinar-se a cátions com
fraca capacidade complexante, levando a formação de flocos hidratados e estáveis, que
podem formar uma névoa de resíduos de pectina com as proteínas, com precipitação após o
tratamento térmico (VERNAN; SUTHERLAND, 1994).
O suco clarificado com extrato de moringa apresentou altura de frente de lodo
semelhante à da amostra clarificada por descpectinização + gelatina, porém, apresentou
lodo com maior % de espalhamento de luz. Sabendo que um lodo mais compacto permite
menor passagem de luz, este resultado indica que o lodo do suco clarificado com extrato de
moringa apresentou-se mais compacto que os demais, o que é desejável no processo de
clarificação (BENITIZ; LOZANO, 2007). Madrona (2010) ressalta que uma das vantagens
do uso da Moringa oleifera Lam. em relação aos coagulantes químicos utilizados no
tratamento de água é o baixo índice de produção de lodo residual. O que foi observado
para clarificação de suco de maçã.
Quanto ao fluxo permeado e fouling, o comportamento das curvas de fluxo por
tempo foi o mesmo para as três amostras. Segundo Petrus (1997), a enzima (pectinase,
amilase e celulase) favorece o fluxo, pois reduz a consistência do fluido, reduzindo a
propensão a formação de gel na superfície da membrana. Vaillant et al. (1999) concluíram
que, o tratamento enzimático diminui a capacidade de intumescimento dos polissacarídeos,
ou seja, oferece menor resistência à passagem do permeado através das membranas de
filtração. Vaillant et al. (1999) também afirmaram que essas partículas resultantes da
hidrólise enzimática, são mais sensíveis às forças de cisalhamento que a pectina, sendo
mais facilmente removida, reduzindo camada polarizada.
Diante disso, sugere-se que, a clarificação com extrato de moringa contribuiu
para o fluxo permeado. Os demais sucos passaram por tratamento enzimático, o que
favorece o fluxo, como já mencionado. Além disso, é possível que o método utilizado para
verificar o fluxo permeado não seja o mais indicado.
A curva de fluxo permeado pelo tempo é descrita por três estágios principais.
No início há queda brusca do fluxo, porém a perda de fluxo é reversível. No segundo
estágio, a variação do fluxo é reversível, inicia-se a precipitação dos solutos acumulados,
175
promovendo bloqueio dos poros e adsorção. A redução do fluxo ocorre devido ao fouling,
que é irreversível. O terceiro e último estágio é a consolidação do fouling, quando o fluxo
decresce contínuo e lentamente (MARSHALL; DAUFIN, 1995 citado por USHIKUBO,
2006).
As curvas para fouling demostram que houve redução mais lenta do fluxo,
sugerindo maior resistência a filtração. Ainda assim, de forma geral, as três amostras
apresentaram um comportamento de consolidação do fouling, um fluxo que decresce
lentamente e continuamente, demonstrando uma maior resistência a filtração. Segundo
Ushikubo (2006), o fouling ocorre quando há deposição e acúmulo de componentes da
alimentação na superfície e/ou dentro dos poros do filtro de forma irreversível em relação à
alteração das condições operacionais, por adsorção ou bloqueio físico dos poros.
Diante disso, é possível afirmar que, o tratamento enzimático realizado no suco
não influenciou na ocorrência de fouling, uma vez que, as curvas obtidas não apresentaram
diferença estatisticamente significativa. Sendo também possível, que o método de filtração
utilizado não tenha sido o melhor para avaliação do fouling.
ESTUDO SENSORIAL DE SUCO DE MAÇÃ CLARIFICADO POR
MÉTODOS CONVENCIONAL E POR PROCESSO ALTERNATIVO
O objetivo ao realizar o teste de Aceitação e o de Análise dos comentários foi
verificar o quanto os sucos de maçã seriam apreciados pelos consumidores e se haveria
diferença na aceitação da bebida clarificada com extrato de Moringa e as demais bebidas,
e, além disso, entender a razão pela qual um suco foi bem aceito ou não. Já o teste de
Ordenação e Diferença do Controle teve como objetivo verificar o potencial discriminativo
do consumidor para limpidez de suco de maçã.
De forma geral, o uso do extrato de moringa como agente de clarificação em
suco de maçã não apresentou impacto negativo na aceitação do produto para todos
atributos avaliados. O suco PJ3 (suco turvo) apresentou a menor aceitação para
cristalinidade, como também para cor e aceitação global. É provável que a opacidade e as
partículas presentes nesta amostra foram responsáveis pela baixa aceitação destes atributos.
Os resultados da Análise de Hierárquica de Agrupamento para o atributo
cristalinidade sugerem que há um pequeno grupo (5.3% dos indivíduos), que aprecia o
176
suco de maçã independentemente da cristalinidade do produto (Figura 5.4c). No entanto, a
maioria dos consumidores realmente apreciaram as amostras mais límpidas (Figura 5.4a e
5.4b).
Analisando os atributos mais citados no teste de Análise de comentários é
possível observar que, tanto os atributos positivos, quanto os negativos, poderiam ser
controlados durante o processo de produção do suco de maçã, por exemplo, por meio da
escolha de variedades de maçãs, da maturação dos frutos ou por intervenções tecnológicas
e blends, seria possível trabalhar na doçura/acidez (ratio); por meio da clarificação da
bebida e do tipo de extração, seria possível alterar a turbidez e a cor do produto. Além
disso, conhecendo os comentários positivos e negativos, é possível dar prioridade às
características mais ou menos apreciadas pelo consumidor e, dessa forma, utilizar o teste
de Análise de Comentários como uma ferramenta para melhorar a aceitação do suco de
maçã no mercado.
Comparando os resultados obtidos no Análise de Comentários com os dados do
teste de Aceitação, observamos que, a aceitação foi coerente as descrições positivas e
negativas do teste de Análise de comentários. É possível observar que, quanto maior foi a
aceitação de uma amostra, mais atributos positivos a amostra recebeu. O mesmo ocorreu
com a amostra que obteve menor aceitação global, a qual recebeu mais comentários
negativos.
Os consumidores descreveram CJ1 como esverdeado (N_cor esverdeada), esta
amostra é um suco comercial e essa coloração é característica do método de produção e da
marca do suco, que utiliza maçãs verdes e realiza branqueamento das maçãs antes da
extração do suco, inibindo o escurecimento. O suco PJ3 recebeu muitas citações
N_partículas em suspensão, o que era esperado, uma vez que, este suco não passa por
clarificação, a presença de partículas é uma característica intrínseca e desejável para o
produto.
O terceiro grupo (CJ2, PJ1 e PJ2) é composto por amostras que foram descritas
com muitos atributos em comum, por isso, essas amostras apresentaram similaridade e
foram agrupadas em um só cluster. Logo, os sucos clarificados por processos
convencionais (CJ2 e PJ1) foram caracterizados como semelhante ao suco clarificado com
extrato de moringa (PJ2). Diante disso, tanto a aceitação, quanto os atributos usados para
177
descrever o suco PJ2 mostram que, o extrato de moringa pode ser uma alternativa na
clarificação de suco de maçã.
Os resultados do teste de Ordenação e Diferença do Controle demonstraram
que os consumidores só não foram capazes de perceber diferença entre os sucos (p<0,05),
quando a transmitância entre eles era próxima. Quando as amostras apresentavam muita
diferença entre as transmitâncias, houve discriminação da amostras (p>0,05). Sugerindo
que, durante a aquisição do produto no mercado, os consumidores conseguem comparar
lado a lado diferentes marcas de suco de maçã e escolher a mais límpida, principalmente,
se houver muita diferença entre as transmitâncias dos sucos. Sendo o grau de dificuldade
aumentado em suco de transmitâncias muito altas.
178
CONCLUSÃO GERAL
179
Este estudo traz contribuições para a clarificação do suco de maçã, pois apresenta
uma alternativa a clarificação convencional, com características que vem de
encontro às tendências de sustentabilidade e dos alimentos veganos, vegetarianos e
questões religiosas (mulçumanos, budistas e judeus).
Os ensaios preliminares mostraram que o extrato salino de semente de moringa
(0,1M) foi o mais efetivo na clarificação de suco de maçã. O tratamento
enzimático, seguido de acabamento também com o extrato 0,1M, colaborou para
melhoria da transmitância do suco. O extrato 0,1M promoveu redução das
partículas em suspensão, restando ainda uma porcentagem de partículas menores
em suspensão, corroborado pelo resultado das micrografias ópticas;
O delineamento experimental mostrou que o extrato de moringa é um agente
clarificante em potencial para suco de maçã, pois promoveu aumento significativo
da transmitância do suco de maçã, sem impactar parâmetros de qualidade, tais
como pH, acidez total, sólidos solúveis e ratio, o que é desejável. Além disso,
promoveu maior redução da cor vermelha do suco e mudança de coloração
perceptível ao ser humano. A gelatina também impactou na transmitância do suco e
não alterou os parâmetros de qualidade de pH, acidez total, sólidos solúveis, ratio e
parâmetros de cor. No entanto, foi menos efetiva que o extrato de moringa para
melhoria da transmitância.
Os métodos de clarificação que mais reduziram os fenóis foram os que utilizaram
tratamento enzimático. A clarificação realizada apenas com extrato de moringa
promoveu a mesma redução no teor de fenóis que a clarificação despectinização +
gelatina e que o suco despectinizado, sugerindo que o extrato de moringa é tão
eficaz na remoção dos fenóis, quanto o tratamento convencional.
180
O extrato bruto liofilizado de semente de moringa possui aminoácidos importantes
para reações de floculação e interação com polifenóis, o que é importante para o
processo de clarificação.
A utilização de coadjuvantes de clarificação impactou positivamente na velocidade
de sedimentação, uma vez que as amostras clarificadas com extrato de moringa, por
despectinização + ext. de moringa e por despectinização + gelatina apresentaram
velocidade máxima de sedimentação maior que o suco apenas despectinizado e do
suco in natura, que por sua vez, se mostrou estável no tempo de sedimentação
estudado.
O suco clarificado com extrato de moringa e por despectinização + gelatina
apresentaram altura de lodo estatisticamente igual, no entanto, o extrato de moringa
gerou um lodo mais compacto.
O fluxo permeado e o fouling foram os mesmos para as três amostras,
demonstrando o potencial do extrato como agente clarificante, mas também pode
significar que o método de filtração utilizado não foi o melhor para avaliação destes
parâmetros.
O estudo sensorial mostrou que o suco de maçã clarificado com extrato de moringa
(PJ2) obteve a mesma aceitação global que as amostras comerciais (CJ1 e CJ2) e
que a amostra clarificada com gelatina, processo convencional (PJ1). Além disso,
obteve a mesma aceitação que as amostras comerciais para o atributo
cristalinidade/limpidez. Além disso, a Análise de Grupamento Hierárquico para o
atributo limpidez, mostrou que há um pequeno mercado para o suco de maçã
independentemente da limpidez do produto. Ainda assim, mais da metade dos
consumidores preferiram o suco clarificado.
Por meio do teste de Análise de Comentários, os consumidores descreveram todas
as amostras com atributos comuns para suco de maçã, sem a presença de aroma ou
sabor estranho a maçã, o que seria um fator limitante para utilização de extrato de
181
moringa como agente clarificante em suco. Além disso, o teste de Análise de
comentários permitiu verificar atributos que podem impactar na aceitação do suco
de maça. Por meio dos comentários positivos e negativos foi possível observar o
que o consumidor espera ou não encontrar em um suco de maçã. Dessa forma, o
teste de Análise de comentários pode ser uma ferramenta para o desenvolvimento
do processamento de suco de maçã.
A análise de correspondência mostrou que sucos clarificados por processos
convencionais (CJ2 e PJ1) foram caracterizados como semelhantes ao suco
clarificado com extrato de moringa (PJ2). Diante disso, tanto a aceitação, quanto os
atributos usados para descrever o suco PJ2 mostram que, o extrato de moringa pode
ser uma alternativa na clarificação de suco de maçã.
Em relação ao potencial discriminativo do consumidor para limpidez de suco de
maçã, o consumidor percebeu diferenças entre as amostras quando houve diferença
superior a 8,44 na transmitância entre as amostras. Porém, quando a transmitância
das amostras foi muito alta, aumentou-se também a dificuldade na percepção.
Dessa forma, durante a aquisição do produto no mercado, os consumidores
conseguiriam comparar lado a lado diferentes marcas de suco de maçã e escolher a
mais límpida apenas se a transmitância entre elas for muito diferente.
182
SUGESTÃO DE TRABALHOS FUTUROS
Verificar o fluxo permeado e foulling durante filtração por membrans do suco de
maçã clarificado com extrato de sementes de moringa;
Verificar as características reológicas do suco de maçã clarificado com extrato de
moringa e compará-lo ás do suco clarificado por método convencional;
Verificar o potencial clarificante do extrato de semente de moringa em outras
matrizes, por exemplo, cerveja;
183
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