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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
VALÉRIA SANTOS DE OLIVEIRA
INFLUÊNCIA DO PROCESSAMENTO EM ULTRASSOM NO LICOPENO E
VITAMINA E E B.
FORTALEZA
2014
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Para minha mãe, Maria Adélia e Meu Esposo Heberfran que sempre estiveram presentes em todos os momentos, apoiando e incentivando a realização deste sonho.
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AGRADECIMENTOS
A Deus pela sua infinita misericórdia por ter me proporcionado saúde e sabedoria para
ter chegado até aqui. Porque Dele e por Ele são todas as coisas.
A minha mãe, minha melhor amiga e companheira de todas as horas, por sua infinda
dedicação aos meus estudos, em sempre acreditar em mim e lembrar que este sonho era
possível.
Ao meu pai que mesmo ausente durante parte da minha vida, se tornou presente durante
essa fase, que Deus o cure para que ele possa me acompanhar, sem dores, em minhas
novas fases e que ele também tenha a oportunidade de se alegrar comigo outras vezes.
Ao meu esposo, por termos caminhado juntos e pelo seu apoio com muito amor em
todo decorrer dessa jornada.
Aos meus amigos (Micael, Rosy e Tiago) por nunca terem soltado da minha mão e até
mesmo no meu momento mais difícil não desistiram de mim. Eu sei o que são amizades
verdadeiras.
Ao meu orientador e a sua esposa por serem as pessoas mais humanas que já conheci
em toda a minha vida, por ter confiado em mim e ter me orientado de uma maneira tão
única e sempre, sempre, sempre presente. Por continuamente entender os seus alunos e
buscar os melhores caminhos, palavras são poucas para expressar minha alegria e
agradecer a rica oportunidade de ter trabalhado com ele.
A todos que contribuíram de forma direta ou indireta, para a realização deste trabalho.
5
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 9
CAPÍTULO I : Revisão Bibliográfica
1. FRUTAS 12
2. LICOPENO 13
2.1.1 Estrutura e propriedades gerais 16
2.1.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 16
2.1.3 Biodisponibilidade 18
3. VITAMINAS 19
3.1 Vitamina E 19
3.1.1 Estrutura e propriedades gerais 20
3.1.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 22
3.1.3 Biodisponibilidade 25
3.2 Vitaminas do Complexo B 25
3.3 Tiamina (B1) 26
3.3.1 Estrutura e propriedades gerais 26
3.3.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 27
3.3.3 Biodisponibilidade 29
3.4 Niacina (B3) 29
3.4.1 Estrutura e propriedades gerais 29
3.4.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 31
3.4.3 Biodisponibilidade 31
3.5 Ácido Pantotênico (B5) 33
3.5.1 Estrutura e propriedades gerais 34
3.5.2 Estabilidade e mecanismos de degradação 35
3.5.3 Biodisponibilidade 36
4. ULTRASSOM 36
4.1 Considerações sobre o ultrassom 36
4.2 Ultrassom em alimentos 39
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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 42
CAPÍTULO II: Influência do emprego do ultrassom sobre o licopeno puro
e na matriz orgânica de tomate (Lycopersicum esculentum Mill)
Resumo 54
1. Introdução 55
2. Material e Métodos 56
3. Resultados e Discussão 58
4. Conclusão 65
5. Referências Bibliográficas 66
CAPÍTULO III: Influência do emprego do ultrassom sobre a vitamina E
pura e na matriz orgânica de abacate (Persea americana)
Resumo 70
1. Introdução 71
2. Material e Métodos 73
3. Resultados e Discussão 74
4. Conclusão 80
5. Referências Bibliográficas 81
CAPÍTULO IV: Influência do emprego do ultrassom sobre vitaminas do
complexo B.
Resumo 85
1. Introdução 86
2. Material e Métodos 88
3. Resultados e Discussão 89
4. Conclusão 101
5. Referências Bibliográficas 102
7
RESUMO
Recentemente novas tecnologias têm sido desenvolvidas para a indústria de alimentos a
fim de que o processo seja seguro e com o foco na manutenção das suas propriedades
nutricionais. Assim a tecnologia ultrassônica tem sido aplicada como alternativa nos
processos tecnológicos, pois diversos estudos têm demonstrado que esta técnica
apresenta vantagens sobre o produto processado como biodisponibilidade,
emulsificação de sucos, auxiliares de secagem, entre outras. Desta maneira, o objetivo
deste trabalho foi o estudo do efeito do ultrassom sobre licopeno, vitamina E e algumas
vitaminas do complexo B (Tiamina, Niacina e Ácido pantotênico) nestes nutrientes
puros como também em matrizes orgânicas como tomate (licopeno) e Abacate
(Vitamina E) submetidos a ação de um sonificador de ponteira em temperaturas
controladas de 23, 40 e 60°C e em potências variando de 100 a 500W. Foi observado
que quando se estudou o licopeno e as vitaminas puras, não houve variação alguma de
perda desses nutrientes em todas as potências estudadas, já quando se partiu para o
estudo nas matrizes orgânicas (frutos), no tomate, foi notado que em potências menores
(100 a 300 W) uma decomposição brusca em alguns tempos estudados. A degradação
do licopeno através de efeitos indiretos pode ser atribuído, tais como o ataque de
vitamina C ou a perda do efeito de enzimas de proteção de fruta, que podem ser
inativados pela aplicação de ultrassom. Já quando analisamos no abacate é notado que
nos primeiros minutos há degradação na vitamina E dispersa no meio, como também
após 30 minutos há uma liberação deste nutriente (aquela ainda ligada à estrutura do
abacate) maior do que a taxa de degradação inicial. Quando se aumentou a temperatura
do sistema verificou-se a liberação do componente estudado ainda mais rápido,
tornando esta vitamina disponível, porém concluiu-se que a tecnologia ultrassônica em
si não possuiu influência na degradação da vitamina estudada. No caso das vitaminas do
complexo B o processo de sonificação não comprometeu as vitaminas estudadas em
perdas superiores a 30%, bem como a amostra controle de cada não apresentou perdas
desses nutrientes em todas as condições estudadas, porém o que observamos no
conjunto das vitaminas analisadas é que a degradação que ocorreu veio por conta do
aumento de temperatura introduzido ao meio e pouco pela influência ultrassônica.
Palavras-Chave: Ultrassom; Licopeno; Vitamina E; Complexo B; Degradação.
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ABSTRACT
Recently, new technologies have been developed by the food industry to ensure process
safeness, focusing on the maintenance of their nutritional properties. In this context, the
ultrasonic technology has been applied as an alternative in technological processes,
since several studies have shown that this technique has a few advantages over the
processed product. Thus, the aim of this work was to study the effect of ultrasound on
the antioxidant activity of lycopene, vitamin E and some B-vitamins (Thiamin, Niacin
and Pantothenic Acid), both in the pure nutrients and in organic matrices, such as
tomato (lycopene) and avocado (Vitamin E). They were subjected to the action of a
probe sonicator under controlled temperatures of 23, 40 and 60 °C and powers ranging
from 100 to 500W. It was observed that when we studied lycopene and vitamins in
theirpure forms, some loss of these nutrients were observed for all the studied powers.
However, different results were obtained when we studiedthem in organic matrices
(fruits). In tomatoes, itwas noted that at lower powers (100 to 300W) there was an
abrupt breakdown at some time points. Lycopene degradation through indirect effects
can be assigned such as the attack of vitamin C or the loss of the protective effect of the
enzymes present in the fruit, which can be inactivated by ultrasound employment. When
we analyzed avocado, it was noted that there was a degradation of the vitamin E
dispersed in the mediumin the first minutes, as well as after 30 minutes there is a release
of this nutrient (which is still connected to the avocado structure). When the
systemtemperature increased, there was aneven faster release of the studied component,
making this vitamin available. However, it was found that ultrasonic technology it self
does not present any influences on the degradation of vitamin studied. In the case of
vitamin B complex, the process of sonication did not compromised the vitamins studied
in greater values than 30 % of loss, as well as the control sample showed no loss of any
of these nutrients in all the conditions studied. However, it was observed, in all the
vitamins analyzed, the degradations occurred mostly due to the increase in the
temperature introduced in the medium and least by ultrasonic influence.
Keywords: Ultrasound, Lycopene, Vitamin E, B complex, Degradation.
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INTRODUÇÃO
Há em todo o mundo um crescente interesse pelo papel desempenhado na
saúde por alimentos que contém componentes que influenciam em atividades
fisiológicas ou metabólicas. A busca incansável dos consumidores por alimentos de
qualidade no que diz respeito à manutenção de características nutricionais vem
aumentando ao longo dos dias. As expectativas de que os atributos alimentares serão
mantidos em níveis elevados desde o processamento, aquisição e o consumo são fatores
crescentes. Essas expectativas são uma consequência não somente do requerimento
básico de que o alimento deve permanecer seguro, mas também da necessidade de
minimizar a ocorrência de alterações indesejáveis na qualidade do produto processado
(AZEREDO, 2012).
O processamento tecnológico de frutas tem mostrado um desafio para as
indústrias, pois as mesmas, por possuírem uma gama de nutrientes sensíveis, degradam-
se facilmente quando expostos a processamentos que muitas vezes utilizam o calor
como parte do processo.
Nas frutas, os carotenóides, juntamente com as vitaminas, são as substâncias
mais investigadas como agentes quimio-preventivos, funcionando como antioxidantes
em sistemas biológicos (POOL-ZOBEL et al., 1997). Alimentos com teores elevados do
carotenoide licopeno e vitamina E tem comprovada atividade contra alguns tipos de
doenças, pelo forte caráter antioxidante destes compostos.
O fruto de tomate, sem dúvida, assumiu o status de um alimento funcional,
considerando os inúmeros dados epidemiológicos que evidenciam a sua redução de
risco de certos tipos de cânceres (NGUYEN e SCHWART, 1999). Este fruto é um
reservatório de diversas moléculas antioxidantes, tais como ácido ascórbico, vitamina E,
carotenoides, flavonóides e compostos fenólicos. O potencial de um alimento de
prevenir a doença é uma conseqüência de vários desses componentes que pode mostrar
algumas interações sinérgicas. O licopeno, a molécula de interesse, tem sido
demonstrado que possuem forte atividade antioxidante (DI MASCIO e KAISER SIES,
1989).
O abacate (Persea americana Mill.) possui considerável qualidade nutritiva,
com fibras, proteínas, sais minerais, destacando-se o potássio e vitaminas,
especialmente a vitamina E (USDA, 2007), possui também significativa quantidade de
10
ácidos graxos insaturados com efeitos benéficos na prevenção de doenças
cardiovasculares (TANGO et al., 2004). Estudos têm demonstrado que o fruto possui
compostos lipofílicos anticancerígenos como carotenoides (DING et al., 2007).
De acordo com Cárcel et. al., (2012) o uso de tecnologias novas ou não
convencionais amplia as possibilidades de inovação de processamento de alimentos.
Entre as tecnologias com potencial de aplicação, o ultrassom de alta intensidade surgiu.
O ultrassom tem provado ser uma técnica inovadora muito eficaz no
processamento de alimentos, sendo aplicável a diversos processos, por exemplo, como
na extração de componentes bioativos (RIERA et al., 2004); na homogeneização de sucos
(TIWARI et al., 2009); na desidratação de frutas (FERNANDES et al., 2008); em processos de
esterificação (WEN et al., 2007) e emulsificação (CUCHEVAL E CHOW, 2008).
Embora esta tecnologia promissora proporcione inúmeras vantagens sobre
técnicas convencionais, alguns produtos alimentares podem apresentar certas alterações
após a exposição à ultrassons e esses possíveis efeitos e conseqüências depreciem a
qualidade dos produtos principalmente aqueles que apresentam caráter antioxidante.
Diante disso, esse trabalho tem como objetivo o estudo do efeito do emprego do
ultrassom sobre atividade antioxidante de vitaminas e carotenoides.
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1. FRUTAS
De acordo com Franco (1992) as frutas se destacam pelo grande número de
espécies e variedades, apresentando composição química variável no teor de hidratos de
carbono e de gorduras, sendo excelentes fontes de carotenóides (β-caroteno, α-
caroteno, α-criptoxantina e licopeno), vitaminas (A, C e do complexo B) e minerais,
principalmente, cálcio, potássio, sódio, ferro, manganês, zinco, cloro.
A produção de frutas no Brasil supera 34 milhões de toneladas. A base
agrícola da cadeia produtiva das frutas abrange 2,2 milhões de hectares, gera 4 milhões
de empregos diretos (2 a 5 pessoas por hectare) e um PIB agrícola de US$ 11 bilhões. A
fruticultura voltada especificamente para a agroindústria, com exceção da laranja, ainda
é bastante limitada no Brasil. Na maioria dos casos os fruticultores produzem
predominantemente para o mercado in natura, onde em geral conseguem um retorno
maior, apenas o excedente é vendido para a indústria a um preço menor
(TODAFRUTA, 2012).
Diante da importância funcional das frutas, para a presente dissertação, o
tomate e o abacate foram estudados, porém as mesmas técnicas analisadas neste estudo
poderão ser utilizadas para outras frutas de interesse.
O tomate é um dos produtos hortícolas mais largamente cultivados no Brasil
(VIEITES, 1998). Possui uma grande importância econômica tendo em vista os
constantes aumentos na demanda, tanto do produto na forma in natura como
industrializado. É uma planta pertencente à família das solanáceas cuja espécie básica
possui denominação científica de Lycopersicum esculentum Mill (BORGUINI, 2003).
O fruto do tomate é a parte comestível, apresentando excelente
palatabilidade nas diversas formas em que é consumido. Estudos recentes recomendam
o seu consumo, devido à sua rica constituição nutricional: vitaminas, minerais,
flavonóides e carotenóides, destacando-se o licopeno. O licopeno é tido como um
carotenóide vermelho encontrado predominantemente em tomates e em algumas frutas,
tais como goiaba, melancia, mamão e pitanga, sendo o tomate e seus derivados as
maiores fontes do carotenóide (DJURIC e POWELL, 2001).
De acordo com Agarwa e RAO (2000) os tomates são uma parte integrante
da dieta em todo o mundo. Muitos estudos populacionais têm estabelecido uma ligação
13
entre a ingestão de tomates, uma importante fonte de licopeno, antioxidante e um risco
reduzido de câncer e doenças cardiovasculares.
Acredita-se que consumo de alimentos ricos em licopeno, possa ser benéfico
em algumas patologias, já que age como agente quimio-preventivo antioxidante.
Tomando-se por base que o licopeno encontra-se no plasma e nos tecidos do corpo
humano, uma maior concentração deste no sangue, estaria associado a um menor risco
de câncer, principalmente o de próstata (AHUJA et al., 2006; GARCIA-ALONZO et
al., 2009).
O tomate, sem dúvida, assumiu o status de um alimento funcional,
considerando a evidência para a sua redução do risco de certos tipos de cânceres
(NGUYEN e SCHWARTZ, 1999) sendo um reservatório de moléculas antioxidantes
diversas, tais como o ácido ascórbico, vitamina E, carotenoides, flavonoides e ácidos
fenolicos (GUIL-GUERRERO e REBOLLOSO-FUENTES, 2009).
Conforme o USDA (2007) o abacate (Persea americana Mill.) possui
considerável qualidade nutritiva, como fibras, proteínas, sais minerais, destacando-se o
potássio e vitaminas, especialmente a vitamina E, apresentando em média 6,94g de
carboidratos, 17,34g de lipídio, 2,08g de proteínas, 2,72g de fibras em 100g de polpa
frescas (TUCUNDUVA, 2002), possui também significativa quantidade de ácidos
graxos insaturados com efeitos benéficos na prevenção de doenças cardiovasculares
(TANGO et al., 2004).
De acordo com Teixeira et al., (1992) em muitos países, o abacate é
consumido como uma hortaliça, ingerido sob forma de salada, com cebola e queijo, ou
de sopa com sal e pimenta-do-reino, ou mesmo em conserva. No Brasil é mais apreciada
a fruta madura, acompanhada por açúcar, mel e licores. Da polpa tem-se obtido óleos
comerciais substitutos do óleo de oliva e do óleo para cosméticos.
2. LICOPENO
A estrutura básica dos carotenoides é de um tetraterpeno (C-40), formado
por oito unidades isoprenoides (C5H8) unidas por ligações tipo “cabeça-cauda”, com
exceção da posição central onde a ligação é do tipo “cauda-cauda”. Esse esqueleto
básico pode sofrer modificações por hidrogenação, dehidrogenação, ciclização,
migração da dupla ligação, encurtamento ou extensão da cadeia, reordenamento,
14
isomerização, introdução de funções oxigenadas ou por combinações desses processos,
resultando em uma diversidade de estruturas (NASCIMENTO, 2006; YUYAMA et. al.,
2007).
Os carotenoides constituem um grupo de pigmentos que confere cores que
vão do amarelo ao vermelho, a diversos alimentos. Eles são compostos lipofílicos e
podem ser divididos em dois grupos: os carotenos, que são hidrocarbonetos, cíclicos ou
não, e as xantofilas, que são derivados oxigenados (BRITTON, 1992).
O licopeno é um carotenoide sem atividade pró-vitamina A e lipossolúvel.
Possui maior capacidade sequestrante do oxigênio molecular, possivelmente devido à
presença das duas ligações duplas não conjugadas, o que lhe oferece maior reatividade
(KRINSKY, 2011).
Shahin et al., (2001) descreveu que o licopeno está presente no plasma e tecidos
humanos com variação na sua distribuição. A presença de carotenoides nos tecidos
humanos é relatada desde 1990; sabe-se que esses carotenoides e seus metabólitos estão
presentes no soro ou acumulados em órgãos como: fígado, pulmão, mama, coluna
cervical e pele. Entre os carotenoides, o licopeno é mais abundante no corpo humano,
sendo sua alta concentração devida, principalmente, ao consumo de alimentos fontes.
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De acordo com Takeoka et. al., (2001) os tomates e derivados aparecem como as
maiores fontes de licopeno, fato que podemos observar na Tabela 1.
Tabela 1. Conteúdo de licopeno (µg/g) em frutas e em produtos processados do tomate.
Fonte: Shami e Moreira, 2004.
Frutas Parte Consumida Licopeno (x±sd) Local de Produção
(µg de licopeno/g de fruta)
Goiaba vermelha Inteira 53 ± 61 São Paulo
Mamão
Formosa Polpa 19±4 São Paulo
Formosa Polpa 26 ± 3 Bahia
Tailândia Polpa 40 ± 6 Bahia
Pitanga Polpa 73 ± 1 Pernambuco
Tomate Inteiro 31 ± 20 São Paulo
Produto Classificação Embalagem Licopeno(x±sd)
µg /g de produto
Purê de tomate Tipo A
Caixinha
133 ± 8
Tipo A
Garrafa 134 ± 58
Tipo A
Lata 114 ± 89
Tipo B
Caixinha 88 ± 43
Tipo B
Garrafa 194 ± 81
Tipo B Lata 74 ± 18
Pasta de Tomate Tipo A Garrafa 170 ± 61
Tipo A Lata 164 ± 53
Tipo B Garrafa 158 ± 22
Tipo B Lata 183 ± 23
Catchup Tipo A - 103 ± 41
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2.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS
O licopeno é um carotenóide acíclico, lipossolúvel, com massa molecular
igual a 536,85 Da. É formado apenas por átomos de carbono e hidrogênio (C40H56) e
apresenta onze duplas ligações conjugadas e duas não conjugadas ao longo de sua
cadeia poliênica, como pode ser observado na Figura 1 (SHI e MAGUER, 2000).
Figura 1. Estrutura do licopeno
Fonte: AGARWAL e RAO, 2000.
Com sua estrutura acíclica e onze duplas conjugadas, o licopeno é vermelho
e absorve em comprimentos de maiores (RODRIGUEZ-AMAYA, 2006).
Esse pigmento carotenoide não tem atividade de pró-vitamina A, mas tem
efeito protetor direto contra radicais livres, sendo considerado potente antioxidante
protetor da camada celular por reação com os radicais peróxidos e com o oxigênio
molecular (RAO e RAO, 2007; SHAMI, 2004).
Estudos vêm demonstrando a relação dos carotenoides com o fortalecimento
do sistema imunológico e com a diminuição do risco de doenças como certos tipos de
câncer, doenças cardiovasculares, degeneração macular e catarata (KRINSKY, 2011).
Dentre os carotenoides, o licopeno vem ganhando destaque devido à sua alta eficiência
como antioxidante natural e sua possível ação contra doenças degenerativas (STAHL e
SIES, 1996), encontrando as evidências mais fortes para câncer de próstata, estômago e
pulmão (GIOVANNUCCI, 1999).
2.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO
O licopeno e outros carotenoides com alto grau de insaturações estão propensos
a isomerização e oxidação durante etapas de processamento e estocagem, resultando em
perda de coloração, atividade biológica e formação de compostos responsáveis por
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aromas desejáveis e indesejáveis em alimentos. A ocorrência da oxidação depende de
vários fatores como, por exemplo, o calor, a exposição à luz e ao oxigênio, presença de
antioxidantes e os tipos de embalagens em que estão acondicionados. (RODRIGUEZ-
AMAYA, 2006).
Segundo Boileau et al., (1999) no tomate, a presença de nutrientes como
lipídios, proteínas e fibras, pode contribuir para a estabilidade do isômero trans do
licopeno. Durante a digestão e a absorção dos alimentos, o licopeno é separado dos
demais nutrientes e incorporado às micelas formadas por ácidos biliares. É possível
ocorrer à isomerização do licopeno nesta separação, alterando a sua configuração de
trans para cis.
Boscovic (1979) foi o primeiro a apresentar um esquema dos prováveis
caminhos na degradação do licopeno. Há isomerização térmica trans-cis do licopeno
durante o cozimento, aquecimento e desidratação de alimentos. Durante a estocagem, o
cis-licopeno poderia ser autoxidado irreversivelmente (2º estágio) ou reisomerizado
para a forma trans (1º estágio). Estas duas reações são competitivas, mas cineticamente
a reversão é mais lenta que a autoxidação. A passagem de mono-cis -licopeno para poli-
cis-licopeno ou a passagem direta de trans-licopeno para poli-cis-licopeno foi incluída
embora não tenha sido comprovada. A autoxidação, que é irreversível, apresenta como
possíveis intermediários, derivados oxigenados com grupos hidroxilas e carbonilas, que
são subsequente quebrados em fragmentos de baixo peso molecular, resultando assim
em descoloração e desenvolvimento de odores estranhos. Parece ser fator principal para
os carotenoides a estreita relação entre sua estrutura com a estabilidade. Embora hoje
existam vários trabalhos com degradação de licopeno, os mesmos não propõem novas
rotas.
18
2.3 BIODISPONIBILIDADE
Vários estudos sobre a biodisponibilidade do licopeno têm sido
desenvolvidos a partir do tomate e seus produtos, provavelmente por essa ainda ser
considerada a fonte mais comumente consumida.
De acordo com Castenmiller (1999) a matriz em que o licopeno é
encontrado parece ser um fator importante para determinar sua biodisponibilidade, pois
o primeiro passo no processo de absorção é a liberação do licopeno desta matriz
(Williams et al., 1998).
Giovannuci et al., (1995), Porrini et al., (1998) e Wertz (2004) descreveram
também que biodisponibilidade do licopeno para o organismo humano é maior nos
produtos a base de tomate processados do que em tomates frescos não processados, isto
devido ao rompimento das membranas celulares, liberando o licopeno. Assim, a
probabilidade de ocorrência de isomerização trans cis durante o processamento
industrial do alimento aumenta.
Segundo Moritz e Tramonte (2006) a biodisponibilidade dos constituintes
de um alimento é um processo complexo que envolve a digestão, a captação intestinal e
sua absorção, a distribuição para os tecidos e a sua utilização por eles.
Alguns carotenoides podem afetar a biodisponibilidade do licopeno, como,
por exemplo, luteína obtida do vegetal e beta caroteno, pois ocorre uma competição
durante a absorção intestinal do licopeno (BRAMLEY, 2000).
O aproveitamento do licopeno pelo organismo depende de vários fatores,
tais como a matriz alimentar; a forma isomérica do licopeno; a quantidade no alimento;
a presença de outros nutrientes na refeição como gordura, fibras e outros carotenoides; o
processamento do alimento; além da individualidade biológica e estado nutricional do
indivíduo (MORITZ e TRAMONTE, 2006; BRAMLEY, 2000). Desta forma, a
presença de lipídeos na dieta e a isomerização induzida pelo calor são fatores que
podem melhorar a biodisponibilidade do licopeno (BOILEAU et al., 1999).
19
3. VITAMINAS
As vitaminas são micronutrientes essenciais que contribuem para o
crescimento normal e a manutenção da saúde, devendo ser ingerido em quantidades
suficientes para suprir as necessidades do organismo. Vitaminas também podem ser
descritas como substâncias orgânicas presentes em muitos alimentos em pequenas
quantidades e indispensáveis ao funcionamento do organismo, na forma de co-fatores.
Sua ausência sistemática na dieta resulta, quase sempre, em crescimento e
desenvolvimento deficientes e outras perturbações orgânicas, configurando-se um
quadro sintomatológico característico de carência. Independentemente dos fatores do
ambiente, a maioria dos organismos animais é incapaz de sintetizá-las por via anabólica,
razão pela qual precisam ser incluídas nas dietas; em geral, são necessárias em micro
quantidades e em função da idade, sexo, estado fisiológico e atividade física do
indivíduo (PAIXÃO e STAMFORD, 2004).
Para Chitarra e Chitarra (1990), os frutos e hortaliças têm importante papel
na alimentação humana, principalmente por serem excelentes fontes de vitamina,
minerais e fibra dietética. Segundo os autores, o valor nutritivo muda com o avanço da
maturação, tornando-se maior, embora ocorra variação na proporção dos nutrientes. Os
componentes mais abundantes em frutos e hortaliças são a água e os carboidratos. Do
ponto de vista nutricional, são considerados as vitaminas e os minerais, como também
os açúcares solúveis (frutos), e polissacarídeos (amido, em alguns frutos e hortaliças),
como fontes energéticas. Outros polissacarídeos (celulose, hemicelulose e lignina) têm
importância por constituírem as fibras dietéticas.
Tradicionalmente, as vitaminas são classificadas em lipossolúveis e
hidrossolúveis, de acordo com propriedades fisiológicas e físico-químicas comuns.
(LEHNNINGER et. al., 1995; MURRAY et. al., 1998).
3.1 VITAMINA E
Vitamina E também conhecida como tocoferol, é o termo genérico para
tocóis e tocotrienos que exibem atividade de vitamina similar a do α-tocoferol. São
substâncias insolúveis em água, mas solúveis em lipídios e solventes orgânicos
20
(MIRANDA, 2004). A vitamina E ocorre naturalmente em alimentos de origem vegetal,
principalmente nos vegetais verde-escuros, nas sementes oleaginosas, nos óleos vegetais
e no germe de trigo, além de estar presente também em alimentos de origem animal,
como gema de ovo e fígado. (FRANCO, 2008)
As principais reservas de vitamina E encontram-se no tecido adiposo, na
derme dos tecidos animais ou na casca e epitélios de alguns vegetais superiores
(MACHLIN, 1990).
3.1.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS
A vitamina E é composta por quatro tocoferóis (α, β, γ, δ e T) e os tocotrienóis
(correspondentes α, β, γ, δ e T3), que contêm cadeias laterais insaturadas. RRR- α -T é a
forma mais biologicamente ativo (EITENMILLER e LEE, 2004).
Os tocoferóis são compostos monofenólicos, existentes em vegetais,
principalmente em sementes oleaginosas e folhas, que possuem atividade antioxidante e
de vitamina E. Eles estão agrupados em duas séries de compostos que possuem
estrutura química semelhante e recebem o nome genérico de tocóis e tocotrienóis
(Figura 2). Os compostos da série tocóis possuem uma cadeia saturada ligada ao anel e
são denominados tocoferóis, enquanto que os da série tocotrienóis possuem cadeia
insaturada (SHAHIDI, 1992).
Figura 2. Estrutura química do tocoferol e tocotrienol de acordo com Shahidi, 1992.
21
Tocoferóis, que são tipicamente os principais componentes com atividade
de vitamina E nos alimentos, são derivados do tocol, e tem um ou mais grupos metil nas
posições 5, 7 ou 8 na estrutura do anel (BIANCHINI e PENTEADO, 2007; GREGORY
III, 1996; NAWAR, 1996). As formas α, β, γ, δ de tocoferol e tocotrienol diferem de
acordo com o número e posição dos grupos metil, o que influencia significativamente a
atividade de vitamina E, das quais o α-tocoferol é o que apresenta maior atividade
biológica (BIANCHINI e PENTEADO, 2007; GREGORY III, 1996; RIZZOLO e
POLESELLO, 1992).
A atividade antioxidante dos tocoferóis decresce do composto δ para o α-
tocoferol, assim, o δ-tocoferol é o mais efetivo antioxidante, o β e γ-tocoferol têm
atividade intermediária e o α-tocoferol apresenta a mais baixa atividade antioxidante.
(SIX, 1994; HEMEDA e KLEIN, 1990).
A maioria das frutas e hortaliças contém baixo conteúdo em tocoferóis, mas,
devido à abundância de alimentos de origem vegetal em nossa dieta, estes compostos
fornecem uma significativa e consistente fonte de vitamina E. A quantidade de
tocoferóis em frutas e legumes é afetada pela espécie, variedade, maturidade, condições
de clima, época do ano, intensidade da luz solar e do tipo de solo. Mesmo após a
colheita, a variação nos valores da vitamina E é causada por vários fatores, incluindo os
processos de armazenamento, preparação das amostras para a análise e método de
extração utilizado (CHUN et al., 2006).
A vitamina E age nos alimentos para evitar a peroxidação de ácidos graxos
poliinsaturados e da vitamina A. No intestino acentua a atividade da vitamina A
prevenindo sua oxidação no trato gastrointestinal (MAHAN e ARLIN, 2002; BOBBIO
e BOBBIO, 1989). A nível celular parece proteger as membranas celulares e
subcelulares da deterioração por catalisação de radicais livres. A destruição que se
segue leva a um desenvolvimento de estrutura celular anormal e comprometimento da
função do organismo.
A habilidade da vitamina E em evitar essa destruição sugere que ela possa
eventualmente ser útil em prevenir condições associadas à destruição de radicais livres,
tais como envelhecimento, efeito de toxinas ambientais e desencadeamento de algumas
formas de carcinogênese. Porém, estas inter-relações permanecem em teorias e são
controversas (MAHAN e ARLIN, 2002). Segundo Fraga e Oteiza (2002) a vitamina E
22
pode proteger pacientes em hemodiálise das doenças degenerativas, que ocorrem após
longos períodos, por diminuição da ocorrência de danos mediados por radicais livres.
Alguns estudos atribuem ao acetato α-tocoferol função pró-oxidante,
quando presente em altas concentrações, juntamente com pró-oxidantes já conhecidos,
como metais de transição e peróxidos. O efeito pró-oxidante do acetato α-tocoferol está
relacionado com a formação de radicais α-tocoferila (α-TO•) que, quando presentes em
altas concentrações, proporcionam a ocorrência de um número de reações paralelas
indesejáveis (BIANCHINI e PENTEADO, 2007).
3.1.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO
Os compostos com atividade de vitamina E são razoavelmente estáveis na
ausência de oxigênio e de lípidos oxidados. O tratamento anaeróbico durante o
processamento térmico, tais como os utilizados em autoclave no enlatamento de
alimentos, tem pouco efeito sobre a atividade da vitamina E.
Em contraste, a taxa de degradação de vitamina E aumenta na presença de
oxigênio molecular, e pode ser especialmente rápida quando, simultaneamente, os
radicais livres estiverem presentes. A degradação oxidativa de vitamina E é fortemente
influenciada pelos mesmos fatores que afetam a oxidação de lípidos insaturados. Um
uso interessante nutricional de α-tocoferol em alimentos é a cura do toucinho para
minimizar a formação de nitrosaminas. Acredita-se que o composto fenólico
lipossolúvel de α-tocoferol sequestra os radicais livres nitrogenados (NO; NO2) um
processo de nitrosação induzido por radicais. As reações dos compostos nos alimentos
com atividade vitamimínica, especialmente α-tocoferol, têm sido estudados
extensivamente (FENNEMA, 1996).
Como mostra a figura 3 o α-tocoferol pode reagir com um radical peróxido
(ou radicais) de modo a formar um hidroperóxido e um radical alfa-tocoferilo, como
outros radicais fenólicos, relativamente pouco reativos devido ao elétron não
emparelhado no sistema do anel fenólico ( FENNEMA, 1996).
23
Figura 3. Degradação oxidativa da vitamina E. Além dos produtos de oxidação inicial
mostrados, muitos outros são formados como um resultado da oxidação e subsequente
reestruturação ( FENNEMA, 1996).
As reações de terminação do radical podem envolver a formação de dímeros
e trímeros de tocoferilo covalentemente ligados, embora a oxidação e restruturação
podem produzir alfa-tocoferóxido, alfa-tocoferil quinona e alfa-tocoferil hidroquinona
(Figura 4). A reestruturação e subseqüente oxidação pode levar a muitos outros
produtos. Embora o alfa-tocoferol e outros ésteres com uma atividade de vitamina E não
participa no bloqueio do radical, que são sujeitos a degradação oxidativa, mas a um
ritmo mais lento do que os compostos não esterificados, os produtos de degradação da
vitamina E não expostos, demostram pouca atividade de vitaminíaca ( FENNEMA,
1996).
Ao se comportar como antioxidantes fenólicos os compostos com atividade
de vitamina E não-esterificados contribuem para a estabilidade oxidativa dos lípidos nos
alimentos. Os compostos com atividade de vitamina E pode também contribuir
indiretamente na estabilidade oxidativa para seqüestrar substâncias, produzindo a
degradação do oxigênio singleto. O oxigênio singleto ataca o anel da molécula
formando um derivado de tocoferol transiente de hidroperoxidieneona, que pode ser
24
reestruturado para dar tocoferil quinona e 2,3 óxido de tocoferil quinona tendo pouca
atividade de vitamina E ( FENNEMA, 1996).
Figura 4. Reação entre o oxigênio singleto e alfa-tocoferol ( FENNEMA, 1996).
A ordem de reatividade do oxigênio molecular α>β>γ>δ e potencial
oxidativo segue um curso inverso. Os Tocoferóis também podem corrigir o oxigênio
molecular fisicamente, o que implica uma desativação do estado molecular em oxidação
do tocoferol. Estas propriedades são pelo fato de que os tocoferóis são inibidores
potentes da oxidação fotossensibilizada de óleo de soja, induzidas por oxigênio radical (
FENNEMA, 1996).
A vitamina E é razoavelmente resistente ao aquecimento, sendo estável a
temperaturas de até 200°C na ausência de O2 e ácidos, e instáveis em meio alcalino, luz
ultravioleta, radiações e oxigênio. É destruída quando em contato com gorduras
rançosas, chumbo e ferro, perdendo seu valor biológico (MAHAN e ARLIN, 2002;
GREGORY III, 1996). Devido ao fato dos componentes vitamínicos serem insolúveis
em água, não há perda por extração na cocção; porém, o congelamento e fritura de
gorduras destroem a maioria do tocoferol presente (MAHAN e ARLIN, 2002).
25
A ação antioxidante do α-tocoferol resulta da doação de um átomo de
hidrogênio de sua molécula ao radical peroxil, formando o hidroperóxido estável
denominado radical tocoferil. Esse radical pode reagir com os radicais cromanoxil,
alcoxil ou peroxil, podendo ser transformado novamente em α -tocoferol (TUCKER e
TOWSEND, 2005).
3.1.3 BIODISPONIBILIDADE
A absorção dos tocoferóis é ineficiente e controlada por difusão passiva.
Somente cerca de 20 a 40% do α-tocoferol ingerido é absorvido, a absorção máxima
ocorre no intestino delgado e depende de emulsificação, solubilização, difusão através
da camada de água, permeação pelos eritrócitos, incorporação às partículas de
lipoproteínas e transporte da mucosa para a circulação (BIANCHINI e PENTEADO,
2007).
Alguns estudos de biodisponibilidade são de caráter comparativo, pois há
diferenças neste aspecto para as diferentes formas de vitamina E. Há interesse na
comparação entre o α e o γ-tocoferóis, pois apesar do α-tocoferol apresentar a maior
biopotência o γ-tocoferol é predominante em muitas fontes, podendo sua ingestão ser
superior de duas a quatro vezes à do α-tocoferol, existem hipóteses de que altos teores
de vitamina A interferem no aproveitamento da vitamina E, sendo os mecanismos ainda
desconhecidos (BIANCHINI e PENTEADO, 2007).
3.2 VITAMINAS DO COMPLEXO B
Neste trabalho serão abordadas as vitaminas hidrossolúveis, vitaminas do
complexo B, nomeadamente: vitamina B1 (tiamina), vitamina B3 (niacina) e vitamina
B5 (ácido pantotênico).
De acordo com Ball (1994), várias vitaminas do complexo B servem como
precursores para cofatores enzimáticos que contribuem para o catabolismo dos
macronutrientes dietéticos (carboidratos, lipídios e proteínas), os quais produzem
energia para o organismo. Desta forma, as necessidades destas vitaminas variam de
26
acordo com a ingestão desses macronutrientes e com atividade física. Como o ácido
nicotínico pode ser sintetizado no organismo a partir do triptofano, sua necessidade no
organismo depende da quantidade de aminoácido existente na dieta e da eficiência da
conversão.
3.3 TIAMINA (B1)
A tiamina, também conhecida como vitamina B1, foi a primeira das
vitaminas hidrossolúveis a ser descoberta no início do século XX. A sua deficiência no
organismo é responsável pelo aparecimento do beribéri (desordens do sistema nervoso),
o que levou, em 1885, a Marinha Japonesa a aumentar o consumo de carne e vegetais na
dieta da tripulação, uma vez que a doença era prevalente no século XIX (BALL, 2004).
3.3.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS
A Tiamina é uma pirimidina substituída ligada por uma ponte de metileno (-
CH2) a um tiazol substituído (Figura 5). A Tiamina tem ampla distribuição em tecidos
vegetais e animais. A maior ocorrência natural de tiamina encontra-se na forma de
pirofostato de tiamina (Figura 5), com quantidades menores de tiamina não fosforilada,
monofosfatada e trifosfato de tiamina A (DAMODARAN, 2010).
Figura 5. Estrutura de várias formas de tiamina. Todas exercem atividade vitamínica
(Vitamina B1).
A B1 é uma das vitaminas do complexo B mais sensíveis à temperatura,
levando a grandes perdas durante o processamento térmico dos alimentos (BALL,
27
2004). Esta vitamina é igualmente instável em soluções neutras e à exposição ao ar
(DIÉGUEZ, 1997).
Nos tecidos de origem animal, mais de 90% da tiamina está presente na
forma fosforilada, com predominância da tiamina difosfato (TDP). Em menores
quantidades, estão presentes a tiamina monofosfato (TMP) e a tiamina trifosfato (TTP).
Nos produtos de origem vegetal, a vitamina ocorre predominantemente na forma não
fosforilada. É comercializado na forma de hidrocloreto de tiamina, um pó cristalino
branco, facilmente solúvel em água, pouco solúvel em álcool e insolúvel em gordura
(BALL, 2004).
3.3.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO
Existe um grande número de dados publicados comprovando a estabilidade da
tiamina nos alimentos. Estudos apontam perdas favorecidas de tiamina quando: (1) as
condições favorecem a lixiviação de vitaminas no meio aquoso que a envolve; (2) o pH
é aproximadamente neutro ou maior; (3) ocorre exposição a um agente sulfitante. As
perdas de tiamina também podem ocorrer em alimentos completamente hidratados,
durante o armazenamento em temperaturas moderadas, embora as taxas previstas como
baixas, em comparação as observadas durante o tratamento térmico (Tabela 2)
(DAMADORAN, 2010).
Tabela 2. Perdas típicas de tiamina durante o armazenamento em alimentos enlatados.
Retenção após 12 meses de armazenamento em %
Alimento 38°C 1,5 °C
Damascos 35 72
Feijão Verde 8 76
Feijão de Lima 48 92
Suco de Tomate 60 100
Ervilhas 68 100
Suco de Laranja 78 100
A Tiamina apresenta excelente estabilidade em condições de baixa atividade
de água à temperatura ambiente. Outros componentes alimentares podem influenciar na
28
degradação da tiamina em alimentos. Os taninos podem desativar a tiamina,
aparentemente pela formação de vários adutos biologicamente inativos. Proteínas e
carboidratos podem reduzir a taxa de degradação da tiamina durante o aquecimento ou
na presença de bissulfito, embora a extensão desse efeito seja de difícil previsão em
sistemas alimentares complexos. A tiamina degrada com rapidez na presença de íons
bissulfito, um fato que estimulou a regulamentação federal que proíbe a utilização de
agentes sulfitantes em alimentos que sejam fontes significativas de tiamina na dieta. A
clivagem de tiamina por bissulfito é semelhante à que ocorre em pH ≤ 6, embora o
produto da pirimidina seja sulfonado (Figura 6). Diversos pesquisadores têm observado
correspondências de condições ( p. ex. o pH e a atividade de água) que favorecem a
degradação da tiamina e o progresso da reação de Maillard (DAMADORAN, 2010).
Figura 6. Resumo das principais vias de ionização da degradação da tiamina de acordo com
Damadoran, 2013.
29
3.3.3 BIODISPONIBILIDADE
Apesar da biodisponibilidade da tiamina ainda não ter sido totalmente
avaliada, sua utilização parece ser completa na maioria dos alimentos analisados. A
formação de tiamina dissulfídica e misturas de compostos dissulfídicos durante o
processamento dos alimentos parece exercer pouco efeito sobre a biodisponibilidade da
tiamina. A tiamina dissulfídica apresentou 90% da atividade da tiamina em bioensaios
com animais (DAMADORAN, 2010).
3.4 NIACINA (B3)
Em 1867, cientistas produziram uma substância, na qual designaram por
ácido nicotínico, através da oxidação da nicotina do tabaco. Setenta anos depois, Conrad
Elvehjem demonstrou que o ácido nicotínico curava os cães de uma doença semelhante
à dos Humanos, a pelagra. No início dos anos 1940, a vitamina foi re-baptizada com o
nome de niacina, de modo a não ser confundida com a nicotina (INSEL et. al., 2007).
De acordo com Wikilingue (2010) o termo niacina é um descritor genérico
para designar tanto o ácido nicotínico como a nicotinamida. Esses nomes causam
grande controvérsia, porque intuitivamente podem ser associados à nicotina do tabaco.
De fato, o ácido nicotínico foi identificado pela primeira vez a partir da oxidação da
nicotina.
3.4.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS
Niacina é o termo genérico para piridina carboxílica (ácido nicotínico) e
derivada que exibem atividades vitamínicas semelhantes (Figura 7).
30
Figura 7. Estruturas do ácido nicotínico, da nicotinamida e da nicotinamida adenina
dinucleotídeo (fosfato). Em NAD e NADP ocorre redução pela aceitação de uma unidade de
hidreto para a posição C-4 do anel de piridina (DAMADORAN, 2010).
O ácido nicotínico e sua amida correspondente (nicotinamida; piridina 3
carboxamida) são provavelmente, as vitaminas mais estáveis de todas (DAMADORAN,
2010). Segundo Ball (2004) o ácido nicotínico é moderadamente solúvel em água e
etanol, apresentando insolubilidade em éter e acetona. A nicotinamida é facilmente
solúvel em água e etanol, apresentando também solubilidade em acetona e éter.
A nicotinamida é a componente de duas co-enzimas relacionadas: a NAD+ e
a NADP+, que desempenham um papel chave nas reações de oxidação-redução do
metabolismo (INSEL et al., 2007). Estas co-enzimas atuam como transportadores de
elétrons e hidrogênio em várias reações metabólicas, como a síntese de ácidos gordos e
a síntese final de ATP durante a fosforilação oxidativa mitocondrial (DENU, 2005).
A niacina é amplamente distribuída nos alimentos de origem animal e
vegetal. As principais fontes são carnes, cereais, leguminosas e sementes. Os alimentos
ricos em triptofano também são fontes indiretas de niacina. Nas plantas, particularmente
em cereais, a niacina está associada por ligação covalente a polissacarídeos e proteínas,
sendo chamada niacitina. A niacina conjugada tem biodisponibilidade reduzida, ou seja,
baixo valor nutricional. No caso do milho, o pré-tratamento com hidróxido de cálcio,
31
procedimento usado comumente no México e na América Central para preparar a
tradicional tortilha, um tipo de pão asmo (não fermentado), aumenta a
biodisponibilidade da niacina. (BERDANIER, 1998; JACOB, 2006; NATIONAL
RESEARCH COUNCIL, 1989).
De acordo com Ball (2004) e Kohlmeier (2006) a deficiência desta vitamina
pode resultar no desenvolvimento da pelagra, cujos sintomas incluem fadiga, cefaléia,
depressão, falta de memória, erupção cutânea após exposição ao sol e vômitos. Estudos
recentes demonstram que os benefícios da vitamina B3, para a saúde, vão para além de
prevenir esta doença. Vários relatórios indicam que a niacina ajuda a combater a
diabetes, a aterosclerose e o colesterol, contribuindo, ainda, na recuperação de
queimaduras e na prevenção de cataratas e cancro de pele (DENU, 2005).
3.4.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO
No sentido exato da palavra, a niacina não é uma vitamina (composto
essencial que precisa ser incorporado na dieta), pois a vitamina B3 é uma das poucas
vitaminas que pode ser sintetizada no organismo (BALL, 2004). A sua síntese é
realizada a partir do aminoácido essencial L- triptofano que é absorvido no intestino
após digestão de proteínas. Para se obter 1 mg de niacina são necessárias 60 mg de
triptofano (BALL, 2004).
Segundo Jacob (2006) a niacina é metabolizada por outra via metabólica,
na qual o ácido niacínico se conjuga com a glicina formando o metabólito chamado
ácido niacinúrico, que também é encontrado na urina. A distribuição dos catabólitos na
urina é dependente da quantidade e do tipo de niacina que foi absorvida, bem como do
estado metabólico de niacina no indivíduo.
A cocção pode alterar a concentração relativa de alguns compostos da
niacina pormeio de reações de interconversão. Por exemplo, o aquecimento libera
nicotinamida livre a partir de NAD e NADP durante a fervura do milho. Além disso, a
distribuição de compostos de niacina em um produto varia em função da espécie ( p.
ex., milho doce ou milho do campo) e da fase de maturidade. (DAMADORAN, 2010)
3.4.3 BIODISPONIBILIDADE
A existência de formas de niacina nutricionalmente indisponíveis em muitos
alimentos de origem vegetal é conhecida há muitos anos, embora as identidades
32
químicas dessas formas indisponíveis sejam caracterizadas de maneira insatisfatória.
Além das formas químicamente ligadas discutidas, várias outras formas de niacina
contribuem para que sua disponibilidade seja incompleta em alimentos de origem
vegetal. NADH, a forma reduzida de NAD e, com base nisso, NADPH apresentam
biodisponibilidade muito pequena, devido a sua instabilidade na acidez do ambiente
gástrico. Esse fato pode ser de pouca importância nutricional em decorrência da baixa
concentração das formas reduzidas em muitos alimentos. O principal fator a afetar a
biodisponibilidade de niacina é a proporção de niacina total quimicamente ligada, como
indicado na Tabela 3, muitas vezes há muito mais niacina mensurável após extração
alcalina que em bioensaios com ratos (niacina disponível biologicamente) ou em análise
direta ( niacina livre) ( DAMADORAN, 2010).
33
Tabela 3. Concentração de niacina em alimentos selecionados como determinado por ensaio
químico (métodos de extração alcalina ou ácida) ou por bioensaios em ratos. A análise do
extrato ácido propicia a quantificação de “niacina livre”, os ensaios de extração alcalina
permitem a quantificação de niacina total e os bioensaios em ratos são as quantificações de
niacina biologicamente disponível.
Tipo de análise química
Alimento Niacina livre
(µg/g)a
Niacina total
(extração alcalina)
(µg/g)a
Bioensaios com
ratos (µg/g)a
Milho 0,4 25,7 0,4
Milho cozido 3,8 23,8 6,8
Milho após
aquecimento
alcalino (retenção
de líquidos)
24,6 24,6 22,3
Tortilhas 11,7 12,6 14
Milho doce (cru) - 54,5 40
Milho doce a vapor 45 56,4 48
Grão de sorgo
cozido
1,1 45,5 16
Arroz cozido 17 70,7 29
Trigo cozido - 57,3 18
Batatas assadas 12 51 32
Fígado assado 297 306 321
Feijão assado 19 24 28
aCom base em peso úmido. Fonte: Damadoran, 2010.
3.5 ÁCIDO PANTOTÊNICO (B5)
Segundo Franco (2008) a identificação do ácido pantotênico deve-se a
Williams em 1939, como uma substância essencial ao crescimento de leveduras. O
nome derivado do grego significa “por toda parte”, indicando a extensão dessa vitamina
34
na natureza. O papel da vitamina B5 na nutrição animal foi demonstrado
experimentalmente em pintos, em uma doença de carência em aves, caracterizada por
lesões da pele e que foram conhecidas por serem curadas pelo filtrado de frações
preparadas com extrato de fígado. Em animais a doença foi caracterizada pelo
emagrecimento, perda e embranquecimento de cabelo de animais escuros, úlcera
gastroduodenal e lesões em vários órgãos internos.
3.5.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES GERAIS
De acordo com Damadoran (2010) o ácido pantotênico ou D-N-(2,4-di-
hidroxi-3,3-dimetil-butiril-β-alanina), é uma vitamina hidrossolúvel composta por β-
alanina, com ligação por amido ao ácido 2,4-di-hidroxi-3,3-dimetil-butírico (pantoico)
(Figura 8).
Figura 8. Estrutura de várias formas de ácido pantotênico de acordo com Damadoran, 2010.
A vitamina B5 é facilmente solúvel em acetato de etilo e água, mas pouco solúvel
em éter etílico. A sua estabilidade é altamente dependente do pH. Ao contrário de outras
vitaminas do complexo B, a B5 torna-se mais estável quando o pH da solução aumenta,
apresentando-se estável a pH entre 5 e 7. Abaixo e acima destes valores, as soluções de ácido
pantotênico são termolábeis. Embora apresente boa estabilidade na maioria dos alimentos
durante o processamento, apresenta-se susceptível à lixiviação (BALL, 2004).
35
O ácido pantotênico ocorre, em alimentos, na forma livre e ligada. Cerca de
85% do ácido pantotênico ocorre ligado à coenzima A (CoA) (GROPPER, 2009). A
atividade biológica da vitamina B5 é atribuível à sua incorporação na estrutura
molecular da CoA e na proteína transportadora de acilo. Como componente da CoA, o
ácido pantotênico é essencial para numerosas reações envolvidas na liberação de
energia dos aminoácidos, gordura e açúcares (BALL, 2004).
De acordo com Ball (2004) o homem não consegue sintetizar o ácido
pantotênico, dependendo das fontes alimentares para adquirir esta vitamina. A vitamina
B5 é particularmente abundante nos órgãos animais (fígado, rim, coração) e também na
gema de ovo, amendoins e favas. A carne magra, o leite, a batata e hortaliças verdes
contêm menor quantidade desta vitamina, mas serão importantes fontes se consumidas
em quantidades suficientes.
3.5.2 ESTABILIDADE E MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO
Damadoran (2010) descreveu que em solução, o ácido pantotênico é mais
estável em pH 5-7. Ele exibe estabilidade relativamente boa durante o armazenamento
de alimentos, em especial com atividade de água reduzida. As perdas ocorrem na
cocção e no processamento térmico, em proporção a ostentividade do tratamento e à
extensa da lixiviação. Essas perdas podem variar de 30 a 80%. Embora o mecanismo de
perda térmica da vitamina B5 não tenha sido totalmente determinado, uma hidrólise
catalisada por ácidos ou bases da ligação entre β-alanina e o grupo ácido 1,4-dihidroxi,
3,3-butiril-carboxílico parece provável. A degradação dessa vitamina durante o
processamento térmico apresenta uma cinética de primeira ordem. As taxas de
degradação da vitamina B5 livre em soluções-tampão aumentam com o decréscimo do
pH em níveis entre 6,0 - 4,0, enquanto a energia de ativação diminui ao longo dessa
faixa. As taxas de degradação dessa vitamina relatadas são muito inferiores às de outros
nutrientes lábeis (p. ex. tiamina). Esses resultados sugerem que as perdas desse ácido
em outros estudos de transformação de alimentos podem ser causadas mais pela
lixiviação que pela destruição efetiva. Contudo, o resultado líquido de ambos os
processos é o mesmo.
36
3.5.3 BIODISPONIBILIDADE
A biodisponibilidade média do pantotenato em dietas mistas tem sido
relatada como sendo de aproximadamente de 50%. Há poucas preocupações em relação
a eventuais conseqüências negativas da biodisponibilidade incompleta, pois a ingestão
de ácido pantotênico costuma ser adequada. Nenhuma evidência de problemas
nutricionais significativos, oriundos de biodisponibilidade incompleta, foi relatada,
sendo que as formas de coenzima A complexada são digeridas e absorvidas com
facilidade (DAMADORAN, 2010).
4. ULTRASSOM
Ultrassom é definido como ondas de som com frequência que
excede o limite de audição do ouvido humano (~ 20 kHz). Alguns animais
utilizam a frequência de ondas de som para navegação (golfinhos) ou caça (morcegos).
O ultrassom é classificado como uma tecnologia emergente a qual foi desenvolvida para
minimizar o processamento, maximizar a qualidade e garantir a segurança dos produtos
alimentares. O processamento por ultrassom é aplicado a conferir efeitos positivos no
processamento de alimentos tais como a melhoria na transferência de massa,
conservação de alimentos, auxiliares de processos que envolvam tratamentos térmicos e
análise de textura (KNORR et al., 2011).
4.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE O ULTRASSOM
Segundo Fellows (2006) no processamento de alimentos, é feita uma divisão
entre o ultrassom de baixa intensidade (< 1 W/cm2) utilizado como ferramenta analítica
não destrutiva, e o ultrassom de alta intensidade (10-1000 W/cm2), usado em
frequências mais altas (até 2,5 MHz) para causar o rompimento físico de tecidos, criar
emulsões, limpar equipamentos ou promover reações químicas como, por exemplo, a
oxidação.
Com base na faixa de freqüência, as ondas de aplicações em alimentos,
tanto no processamento e controle de qualidade podem ser divididos em baixo e alto
consumo energia. Baixo consumo de energia (baixa intensidade de potência) ultrassom
37
com frequências superiores a 100 kHz em intensidades a baixo de 1W ·cm2, que pode
ser utilizado para a análise não invasiva e monitoramento de alimentos durante o
processamento e armazenamento para garantir alta qualidade e segurança. Ultrassons de
baixa potência tem sido utilizado de forma não destrutiva a apoiar os programas de
melhoramento genético e para avaliar a composição de produtos de carne crua e
fermentados, peixes e aves. É também utilizado para o controle de qualidade de
produtos hortícolas frescos e frutas, tanto no queijo pré e pós-colheita, durante o
processamento, óleos de cozinha comerciais, pão e produtos cerealíferos, a granel e
emulsionado de gordura à base de produtos alimentares, géis alimentares, alimentos
congelados e gaseificados. Outras aplicações incluem a detecção da falsificação de mel
avaliação do tamanho do estado de agregação, e do tipo de proteína (AWAD et. al
2012).
Segundo Fuente-Blanco (2006) e Tarleton (1998), as ondas ultrassônicas
podem causar uma série rápida de compressões e expansões de uma maneira bem
similar a esponjas quando são espremidas e liberadas repetidamente e as forças
envolvidas por este mecanismo podem ser mais elevadas do que a tensão superficial que
mantém a umidade dentro do material criando os canais microscópicos e podendo
remover a umidade mais fácil.
As oscilações de compressão ou descompressão das ondas ultrassônicas
causam oscilações no arranjo molecular da amostra, que responde com forças de atração
ou repulsão intermoleculares (BUCKIN et al., 2003). As amplitudes de deformação nas
ondas ultrassônicas empregadas na determinação são extremamente pequenas, tornando
a técnica não destrutiva, o que representa uma oportunidade única na caracterização de
produtos alimentícios de base líquida, incluindo amostras opacas como o leite
(BUCKIN et al., 2003; DUKHIN et al., 2003; NELLIGAN, 2003).
As ondas de ultrassom são capazes de gerar cavitação acústica, que pode ser
caracterizada como a formação, crescimento e implosão de bolhas de gás em uma
solução (NASCENTES et al., 2001). Em meios não elásticos, como as soluções
aquosas, compressão e rarefação são responsáveis pela formação de bolhas e colapso
violento. As bolhas de cavitação produzidas por rarefação implodem durante a
compressão resultando na produção de intensas ondas de choque (STANGA, 2010).
38
As bolhas geradas pela cavitação têm uma maior área de superfície durante
o ciclo de expansão, o que aumenta a difusão do gás, fazendo com que surja uma bolha
de expansão. Chega um ponto onde a energia ultrassônica não é suficiente para manter a
fase de vapor na bolha, então o colapso é rápido. As moléculas colidem violentamente
criando ondas de choque. Além do processo mecânico da cavitação a sonificação pode
gerar efeitos químicos através da geração de espécies reativas. O fenômeno envolvido
na cisão homolítica de ligações O-H é denominado de sonólise da água, o qual leva à
produção direta dos radicais livres H• e HO• no meio que ocorrem por meio de cisão
das ligações H-O nas moléculas de água e produção de peróxido de hidrogênio no meio
irradiado (KORN, ANDRADE e BORGES, 2003).
O processo de cavitação e as temperaturas geradas no colapso são
fortemente dependentes da pressão de vapor do solvente. Assim, moléculas de solventes
com altas pressões de vapor (moléculas de água) podem penetrar nas cavidades e, no
momento do colapso, sofrerem sonólise, resultando na formação de novos produtos (H2
e H2O2) (BORGES e KORN, 2002).
Dependendo do processo que está sendo considerado, os efeitos químicos da
cavitação acústica podem ser vantajosos ou desvantajosos. Quando o radical hidroxil
(OH•) é produzido, por exemplo, pode afetar a qualidade de algumas substâncias
alimentares, mas também pode melhorar a funcionalidade de alguns ingredientes.
Ashokkumar et al., (2008) observaram que há influência da frequência do
ultra-som no rendimento da produção de radicais livres. Na frequência de 20 kHz o OH•
gerado é mínimo. Com aumento da frequência para 358 kHz é observada uma maior
geração de OH•. No entanto quando a frequência passa a 1062 kHz há uma diminuição
do rendimento de OH•. A 20 kHz as bolhas de cavitação são transitórias, enquanto
bolhas estáveis são geradas a freqüências mais altas. Com a cavitação estável e aumento
no número de bolhas ativas é esperado que haja maior rendimento de OH• gerado com o
aumento da frequência. Porém a redução de OH• na frequência de 1062 kHz pode ser
devido ao tempo relativamente menos disponível na fase de expansão da bolha. Em
frequencias altas o ciclo acústico é muito curto, o que restringe a formação de vapor de
água que evapora na bolha durante a expansão. A redução da quantidade de vapor
durante o colapso reduz a geração de OH•.
39
4.2 ULTRASSOM EM ALIMENTOS
De acordo com Lopez-Malo, Guerrero e Alzamora (1999) o processamento
ultrassônico, também denominado sonificação, é uma tecnologia não térmica que tem se
mostrado eficaz na inativação de micro-organismos e enzimas (LÓPEZ et al., 1994;
LÓPEZ e BURGOS, 1995; VERCET e LOPEZ, 1997; VILLAMIELe DE JONG, 2000)
, permitindo dessa maneira, o tratamento de alimentos termossensíveis (HUNTER et al.,
2008).
Pingret et al., (2013) relataram que estudos mostraram algumas alterações
nos parâmetros de qualidade de alimentos tratados por ultrassom, o que pode resultar
em deficiências de segurança ou aceitação inferior do produto final pelo aparecimento
de off-flavors, mudança de cor, redução de teor de açúcar, e/ou modificações de alguns
compostos. A Tabela 4 resume os efeitos sobre os produtos alimentícios tratados com
ultrassom.
40
Tabela 4. Efeitos sobre alguns produtos alimentícios tratados com ultrassom.
Matriz Alimentar Parâmetros Observações Referências
Suco de Tomate
Cor e ácido ascórbico
Modificações na cor e
degradação do ácido ascórbico
Adekunte et al, (2010)
Polpa de Tomate Licopeno Redução da bioacessibilidade do
licopeno e mudanças na
viscosidade
Anese et al, (2013)
Sucos de abacaxi,
uva e cranberry
pH e cor Mudanças no pH e Cor Bermúdez Aguirre e Barbosa-
Cánovas (2012)
Suco de maçã e
Cranberry
Cor e Antocianinas Escurecimento das amostras
sonificadas, detecção de sabores
e diminuição do teor de
antocianinas.
Caminiti et al, (2011)
Agrião (Nasturtium
officinale)
Cor Aumento da cor verde Cruz et al, (2007)
Cascas de
Caranguejo e Amido
de Milho
Quitosana e Amido Degradação de quitosana e
amido
Czechowska et al, (2005)
Suco de laranja Cor e Ácido ascórbico Mudança de cor e degradação de
ácido ascórbico
Gómez-López et al, (2010)
Amido de milho Amido Destruição da estrutura granular Jambrak et al, (2010)
Suco de Laranja Ácido ascórbico Escurecimento e redução do teor
de ácido ascórbico
Lee et al, (2005)
Tomates Licopeno Isomerização de licopeno, com
aumento de 14% dos isomêros
cis e76% de redução de
isômeros trans.
Eh e Teoh (2012)
Mousse de
Chocolate
Cor e Lipídios Após sonificação cor escura e
aparecimento de off-flavors e
redução viscosidade.
Pingret et al, (2011)
Suco de Melancia Ácido ascórbico,
Fenólicos e Licopeno
Degradação de ácido ascórbico,
fenólicos e licopeno
Rawson et al, (2011)
Mirtilos Antocianinas e fenóis
totais
Diminuição de compostos
fenólicos econteúdo de
antocianinas.
Stojanovic e Silva (2007)
Suco de Morango Antocianinas e ácido
ascórbico
Redução do teor de antocianinas
e ácido ascórbico
Tiwari et al, (2008)
Suco de laranja Ácido ascórbico Formação de radicais hidroxila,
interação entre radicais livre e
ácido ascórbico.
Valdramidis et al, (2010)
41
Além das alterações nas características organolépticas dos produtos
alimentares, alguns componentes são afetados pelo tratamento ultrassônico e pode
resultar em uma menor aceitação por parte dos consumidores ou a deterioração em
qualidade. Alguns estudos mostram a degradação de antioxidantes presentes nos
produtos alimentares após sonificação. A degradação do licopeno em tomate assistida
por ultrassom também tem sido observada.
42
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51
- Capítulo II -
Influência do emprego do ultrassom sobre licopeno puro e no tomate
(Lycopersicum esculentum Mill)
52
Capítulo II
Influência do emprego do ultrassom sobre licopeno puro e no tomate
(Lycopersicum esculentum Mill)
OLIVEIRA, V.S.1, FERNANDES, F.A.N.
1, RODRIGUES, S.
1
1Departamento de Engenharia Química,Universidade Federal do Ceará ,Fortaleza,
Ceará, Brasil.
RESUMO
A conservação de nutrientes envolvendo novas tecnologias alimentícias emergentes tem
sido uma busca incansável de muitos pesquisadores. A sonificação tem se mostrado
bastante eficaz nas várias aplicações da tecnologia de alimentos já que se caracteriza
como um processo não térmico capaz de manter muitas propriedades nutricionais dos
alimentos. Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento do carotenoide
licopeno puro como também na matriz orgânica do fruto de tomate quando estes são
submetidosa ação de um sonificador de ponteira e banho em temperaturas controladas
de 23, 40 e 60°C com potências variando de 100 a 500 W por um período de 30
minutos. Observou-se que quando o licopeno encontrou-se puro não houve variação
alguma de perda desse nutriente em todas as potências estudadas, já quando o mesmo é
analisado na matriz orgânica do tomate é notado em potências menores de 100 a 300 W
uma decomposição brusca em alguns tempos estudados.
Palavras-chave: Conservação; Licopeno; Sonificação;
ABSTRACT
The conservation of nutrients involving new and emerging food technologies has been a
tireless quest for many researchers. The sonication has proven to be quite effective in
various applications in food technology, as it is characterized as a non-thermal process.
This work aims to study the behavior of pure carotenoid lycopene as well as in the
organic matrix of the tomato fruit when they are subjected to the action of a probe
sonicator and a bath sonicator, at controlled temperatures of 23, 40 and 60 °C and with
power ranging from 100 at 500 W for a period of 30 minutes. It was observed that when
lycopene was pure, there was some variation of this nutrient loss in all the powers
studied. In turn, when the organic matrix of tomatoes are analyzed, it is noticed, at
powers lowers than 100 to 300 W, an abrupt decomposition some of studied times.
Keywords: Conservation; Lycopene; Sonification;
53
1. INTRODUÇÃO
O licopeno é classificado como um carotenoide vermelho encontrado
predominantemente em tomates e em algumas frutas, tais como goiaba, melancia,
mamão e pitanga, sendo o tomate e seus derivados as maiores fontes desse carotenoide
(DJURICE POWELL, 2001). Além da segurança alimentar, aspectos de qualidade são
de extrema importância para os produtos de tomate como cor, sabor e consistência
(HAYES et al., 1998). Em produtos derivados desse fruto, uma importante reação que
ocorre durante o processamento térmico é a degradação do pigmento vermelho
licopeno, inicialmente sob a forma trans, devido a isomerização cis para a forma que
resulta em alterações de cor (RODRIGO et al., 2007). De acordo com Servili et al.,
(2000) isso pode ser resultado também de um fator não enzimático, ou seja, o
escurecimento em alguns casos não está associado as enzimas presentes no meio.
O licopeno é importante não só pela cor que transmite aos seus produtos,
mas também pelos benefícios decorrentes para a saúde associados com a sua presença
(BRAMLEY, 2000; SOUTHON, 2000). Acredita-se que o consumo de alimentos ricos
em licopeno, possa ser benéfico em algumas patologias, já que age como agente
quimio-preventivo antioxidante. Tomando-se por base que o licopeno quando ingerido
encontra-se no plasma e nos tecidos do corpo humano, uma maior concentração deste
no sangue, estaria associado a um menor risco de cânceres. (AHUJA et al., 2006)
Segundo Pingrent et. al, (2013), apesar da técnica ultrassônica ser capaz de
produzir modificações benéficas nos parâmetros de qualidade alimentar (por exemplo, a
viscosidade e homogeneização), os efeitos físico-químicos do tratamento ultrassônico
também pode resultar em deficiências de qualidade dos produtos alimentares pelo
aparecimento de sabores, modificações nos parâmetros físicos e degradação de
compostos. Devido às condições de temperatura e de pressão, associado à formação de
radicais durante a sonocavitação algumas alterações nos componentes de alguns
alimentos foram relatados durante o tratamento com ultrassom.
Shi e Le Maguer (2000) afirmam que devido ao processamento industrial de
vários produtos derivados do tomate ocorrem, em muitos casos, oxidação dos mesmos,
gerando perdas de licopeno durante o processamento e armazenamento, principalmente
em presença de metais (Cu2+
, Fe2+
, etc.). Diante disso, diversos estudos têm revelado
54
que a técnica ultrassônica se mostra bastante eficaz em várias aplicações na tecnologia
de alimentos, como na extração de componentes bioativos (RIERA et. al., 2004); na
homogeneização de sucos (TIWARI et. al., 2009); na desidratação de frutas
(FERNANDES et. al., 2008); em processos de esterificação (WEN et. al., 2007) e
emulsificação (CUCHEVAL e CHOW, 2008).
No processamento de polpa de tomate, o ultrassom pode ser utilizado para
homogeneização, redução de micro-organismos, modificação da viscosidade, entre
outros. Este estudo tem por objetivo analisar a influência do efeito do ultrassom de
banho a temperatura ambiente e o ultrassom de ponteira com potências variando de 100
a 500 Watts com temperaturas controladas de 23, 40 e 60°C sob o carotenoide licopeno
puro como também no fruto de tomate (Lycopersicum esculentum Mill).
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Preparo das amostras
2.1.1 Licopeno Puro
Este estudo utilizou cápsulas de licopeno de 410 mg da marca Baldacci
Laboratórios®. Para a realização do experimento utilizou-se 410 mg de licopeno
dissolvido em 50 mL de álcool etílico por um período de 10 minutos em um agitador da
marca Fisatom® . Após o período de agitação a solução de licopeno em álcool com
concentração de 8,2 mg/mL foi filtrada em papel de filtro 125 mm para a retirada de
alguns subprodutos insolúveis.
2.1.2 Frutos de Tomate
No preparo das amostras foram utilizados frutos de tomate (Lycopersicum
esculentum Mill) maduros adquiridos do comércio local varejista de Fortaleza-Ceará.
Os frutos foram lavados em água corrente e cortados em quatro partes e
foram retiradas as sementes. As amostras foram processadas em um liquidificador
Arno® por três minutos, peneiradas em uma peneira de malha 1 mm de abertura e a
polpa foi usado para o experimento.
55
2.2 Aplicação do ultrassom de ponteira
Foram utilizados 50 mL do filtrado de licopeno puro como também 100 mL
de amostra da polpa de tomate. Os mesmos foram submetidos ao processo em um
sonificador de ponteira da marca (Unique® modelo DES500) e em potências variando
de 100 a 500 watts com temperatura controlada de 23, 40 e 60°C. As temperaturas
foram controladas por um banho termostatizado da marca (Tecnal® TE2005) acoplado
ao ultrassom por um período de 30 min. A cada 5 minutos foram feitas as leituras de
absorbância das amostras de licopeno puro e para as amostras da polpa de tomate foram
necessárias extrações químicas de licopeno da matriz celular para realizar a leitura da
absorbância.
2.3 Uso do ultrassom de banho
Foram utilizados 50 mL do filtrado de licopeno puro e 100 mL de amostra
da polpa de tomate, foram colocados em dois banhos de ultrassom um de 25 kHz, 150
watts de potência e volume útil de 2,7 L (Unique modelo USC1450) e outro de 19 kHz,
170 watts de potência e volume útil de 2,5 L (modelo Cristófoli) por um período de 30
min, a cada 5 minutos as amostras foram coletadas e realizadas as leituras no
espectrofotômetro. No caso das amostras da polpa de tomate foram necessárias
extrações de licopeno a cada 5 minutos.
2.4 Método analítico do licopeno puro e em frutos de tomate
Durante o experimento para licopeno puro, a cada cinco minutos de
sonificação foram realizadas medidas de absorbância em um espectrofotômetro da
marca (Spectrum® modelo SP200UV) em cubetas plásticas com 3 mL de solução
sonificada em um comprimento de onda de 470 nm de acordo com Rodriguez-Awaya,
2001.
Foram utilizadas amostras controle nas mesmas condições de temperatura
estudadas, porém estas não foram submetidas ao ultrassom para diferenciar entre o
efeito do ultrassom e o efeito térmico no licopeno.
56
2.5 Extração do licopeno nas amostras sonificadas
A extração de licopeno das amostras sonificadas se procedeu adicionando 8
mL de Hexano P.A em uma alíquota 4 mL de amostra sonificada. As amostras com
reagente foram colocadas em tubo de centrífuga sendo agitado em Vortex Mix da marca
Vision® por 20 segundos. Em seguida os tubos foram colocados em uma centrífuga de
marca Quimis® a temperatura ambiente por um período de 5 minutos sob rotação de
2900 rpm, após isso o sobrenadante constituiu-se a fonte de extração de licopeno e o
mesmo foi medido em um espectrofotômetro da marca (Spectrum® modelo SP200UV)
em cubetas plásticas com 3 mL de sobrenadante em um comprimento de onda de 470
nm baseado em Rodriguez-Awaya (2001). O solvente (hexano) foi usado como branco
para a leitura.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Observa-se que o licopeno puro estudado em sonificador de ponteira em
temperatura de 23, 40 e 60°C e em potências variando de 100 a 500 watts, como
também o licopeno controle estudado não apresentaram diferenças importantes em
perdas desse nutriente, ou seja, o uso do ultrassom nesses tipos de tratamentos
estudados com licopeno puro, não afeta o mesmo como é mostrado nas Figuras 1, 2 e 3.
Figura 1. Licopeno em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a 500 W
a 23°C.
0 5 10 15 20 25 30
6
7
8
9
10
Lic
op
en
o (
mg
/mL
)
Tempo (min)
SEM US a 23°C
100 W
200 W
300 W
400 W
500 W
57
Figura 2. Licopeno em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a 500
watts a 40°C.
Figura 3. Licopeno em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a 500
watts a 60°C.
O uso do ultrassom em diversos estudos aponta a preservação de nutrientes.
Mason (1998) confirma a vantagem da utilização deste equipamento quando o mesmo é
realizado em temperatura ambiente não sendo necessário assim aquecimento e
consequentemente tornando o processo mais barato e reduzindo a probabilidade da
degradação nos alimentos.
0 5 10 15 20 25 30
6
7
8
9
10
Lic
op
en
o (
mg
/mL
)
Tempo (min)
SEM US a 40°C
100 W
200 W
300 W
400 W
500 W
0 5 10 15 20 25 30
6
7
8
9
10
Lic
op
en
o (
mg
/mL
)
Tempo (min)
SEM US a 60°C
100 W
200 W
300 W
400 W
500 W
58
Neste estudo comparamos alguma modificação que pudesse ocorrer no
licopeno quando este foi submetido ao uso do ultrassom nas temperaturas e potências
estudadas, porém concluimos que não houve modificação desse carotenoide nas
condições analisadas.
Alves e Silveira (2002) analisaram a retenção do licopeno na desidratação
osmótica e secagem, concluíram que no primeiro processo empregado houve uma maior
retenção do nutriente estando associado ao emprego de baixas temperaturas do que no
segundo processo o qual chegava até 65°C.
Licopeno em suco de tomate é relativamente resistente à degradação térmica
quando associado a altas pressões e baixas temperaturas, enquanto outros antioxidantes
como o ácido ascórbico, tocoferol e β-caroteno degradam-se mais rapidamente durante
o processamento térmico nas mesmas condições de pressão e temperatura (HSU, 2008).
Neste estudo, podemos observar que, a princípio, os processos com
aplicação de ultrassom envolvendo licopeno em alimentos, não ocasionaram sua
degradação. Terefe et al., (2009) pesquisaram sobre o tratamento ultrassônico de suco
de tomate e comprovaram que esta técnica é capaz de melhorar as características
reológicas do produto, através da redução do tamanho das partículas e inativação da
enzima pectinametilesterase. A aplicação da tecnologia de sonificação na indústria de
produtos a base de tomates (molhos, purês, extratos, catchup, etc.), sucos e polpas de
frutas seria uma solução viável para o problema da degradação, pois o processamento
industrial destes produtos representa uma fase crítica, podendo ocorrer perda do valor
nutricional destes alimentos, devido à exposição a temperaturas elevadas, oxigênio e luz
(SHI e LE MAGUER, 2000).
Partindo para o estudo do licopeno na matriz orgânica, verificou-se que
tanto no uso do ultrassom de banho de 150 e 170 watts a temperatura ambiente (Figura
4) como no de ponteira a 23°C em potências variadas de 100 a 500 watts (Figura 5) não
apresentou mudanças importantes na quantidade de licopeno do fruto de tomate, de
acordo com a Figura 5 apresentada apenas observamos uma tendência média de
decomposição (2%) de licopeno a partir dos 20 minutos de processamento no qual não
podemos afirmar que apenas a sonificação direta foi responsável pela degradação, pois
numa matriz orgânica de frutas temos vários compostos envolvidos como, por exemplo,
lipases que são ativadas com o uso do ultrassom (URBÁNYI e HORTI , 1989). Em
59
algumas pesquisas tem se comprovado que a atividade de enzimas livres pode ser
aumentada sob irradiação ultrassônica moderada (SAKAKIBARA et al., 1996). A
ativação da lipase pode ser atribuída ao rompimento das células causado pelas ondas
ultrassônicas que proporcionam maior contato da enzima com o substrato. Cheng et al.,
(2007) relataram um aumento na atividade de algumas enzimas e a incapacidade do
tratamento ultrassônico de inativar algumas enzimas em sucos sonificados de goiaba.
As lipases ativadas, principalmente em amostras que possuem certo teor de lipídios,
parecem comprometer a estrutura dos lipídios. Como o licopeno é um composto
lipossolúvel este pode ser afetado indiretamente pelo uso do ultrassom.
Figura 4. Extrato da polpa de tomate em sonicador de banho com 150 e 170 W a 23°C.
0 5 10 15 20 25 30
90
95
100
105
110
% A
BS
Tempo (min)
150W
170W
0 5 10 15 20 25 30
90
95
100
105
110
% A
BS
Tempo (min)
SEMUS
100W
200W
300W
400W
500W
60
Figura 5. Extrato da polpa de tomate em sonicador de ponteira com potências variando
de 100 a 500 watts a 23°C.
Outro fator importante que pode contribuir para a degradação do licopeno
no tomate é a inativação de algumas enzimas como polifenoloxidase e peroxidase,
provocada pelo ultrassom o qual tem sido provado ser mais eficaz na inativação de
enzimas, do que o tratamento com calor (SALA et al ., 1994), o que pode reduzir o
efeito de proteção de algumas enzimas para com o licopeno. O ultrassom é conhecido
por inativar proteases, peroxidases e parede celular de enzimas relacionadas
(O'DONNELL et al., 2010). A inibição da atividade da peroxidase foi correlacionada
com a perda de licopeno no tomate (PRESTAMO e MANZANO, 1993). Além disso, o
ultrassom pode ativar as lipases, que têm um efeito negativo sobre a estabilidade do
licopeno e pode aumentar a degradação do mesmo (URBÁNYI e HORTI , 1989).
Com o uso do ultrassom de ponteira a uma temperatura de 40°C variando de
potências entre 100 a 500 W foi verificado que o resultado é bem similar ao encontrado
para temperaturas de 23°C, ou seja, o licopeno da matriz orgânica contida no tomate
sofre uma decomposição média (3%) como é demonstrado na Figura 6.
Figura 6. Extrato da polpa de tomate em sonicador de ponteira com potências
variando de 100 e 500 W a 40°C.
De acordo com a Figura 7, no uso do ultrassom a uma temperatura de 60°
em potências de 100 a 300 watts foi verificado que o processo ultrassônico não degrada
0 5 10 15 20 25 30
90
95
100
105
110
% A
BS
Tempo (min)
SEM US a 40°C
100W
200W
300W
400W
500W
61
o licopeno quando este se apresenta puro, mas quando o mesmo se encontra numa
matriz orgânica o resultado da degradação é fortemente observado, nos vinte cinco
minutos passados do experimento registramos uma brusca queda do composto nesse
ponto analisado. Resultado compatível aos observados por Davies e Hobson (1981),
onde estudaram teores de vitaminas (A, B1, B2, B3, B5, B6, C e E) e minerais em frutos
maduros de tomate.
Para um efeito comparativo uma amostra controle sem uso do ultrassom a
temperatura de 60°C também foi analisada (Figura 8) no qual foi observado que não há
efeito algum na decomposição do licopeno na matriz orgânica do tomate nesta
temperatura.
Figura 7. Extrato da polpa de tomate em sonicador de ponteira com potências
variando de 100 a 500 watts a 60°C.
Acredita-se que alimentos com composição elevada de substâncias
antioxidantes tendem a se degradar com ação do oxigênio, calor e mecanismos de
agitação. Os tomates têm várias vitaminas com propriedades antioxidantes que podem
ser afetados por radicais livres produzidos durante a termo-sonificação ou pelo
oxigênio, dado o alto grau de mistura criada durante a aplicação de ultrassons. O
produto de degradação destas vitaminas pode ser responsável pela degradação de
licopeno na matriz da fruta. De acordo com Ferreira et al., (2004), os tomates possuem
outros nutrientes como baixa caloria e gordura, possuem basicamente água, açúcar
0 5 10 15 20 25 30
40
50
60
70
80
90
100
110
% A
BS
Tempo (min)
SEM US a 60°C
100W
200W
300W
400W
500W
62
(glicose e frutose), ácidos (ácido acético, ácido lático e ácido málico), vitamina C e pró-
vitamina A (β-caroteno) e, também, traços de potássio, fósforo e ferro.
Bou et al., (2011) estudou o efeito da vitamina C na degradação do licopeno
e constatou que a adição de ácido ascórbico ( 1 ou 10 µM ) levou a uma diminuição na
estabilidade do licopeno. O ácido ascórbico por ser um antioxidante solúvel em água
tem os seus mecanismos antioxidantes estão relacionados com a sua capacidade de
eliminar o oxigênio, atuar como um redutor e como um quelante de metais. Tomates
apresentam 15.000-23.000 mg/100 g de vitamina C (Davies e Hobson, 1981), que é uma
concentração considerável de vitamina C. Assim, o efeito indireto de termo- sonificação
sobre a estabilidade licopeno pode ser relacionada com a vitamina C.
Ainda na Figura 8 é observado que a sonificação em temperaturas mais
elevadas como 60°C e também o uso de potências maiores como de 400 e 500 Watts,
não há tanta diferença expressiva em relação às perdas apresentadas em potências
menores. Esse fato pode ser explicado pelo fato de amplitudes de oscilações maiores
aumentarem a biodisponibilidade que faz com que a quantidade total disponível de
licopeno não seja influenciada. Assim esse efeito, ligado à temperatura elevada
compensa assim o efeito combinado do uso do ultrassom unido ao tomate.
Descreve-se também que a biodisponibilidade do licopeno para o organismo
humano é maior nos produtos a base de tomate processados do que em tomates frescos
não processados, isto devido ao rompimento das membranas celulares, liberando o
licopeno (WERTZ, et al., 2004). A matriz em que o licopeno é encontrado parece ser
um fator importante para determinar sua biodisponibilidade (CASTENMILLER et al.,
1999), pois o primeiro passo no processo de absorção é a liberação do licopeno desta
matriz (WILLIAMS et al., 1998). Estudos têm mostrado que a atividade antioxidante do
tomate ocorre em função da presença de várias biomoléculas, como o próprio licopeno,
ácido ascórbico, flavonóides, compostos fenólicos e vitamina E. Quando o fruto é
submetido a tratamento térmico, através de fervura, cozimento ou fritura, não há uma
diminuição significativa da atividade antioxidante do licopeno (SAHLIN et al., 2004).
Podsedeket et. al., (2003) confirmaram que os produtos a base de tomate
processados, são melhores fontes de antioxidantes do que os produtos a base detomate
in natura devido ao aumento da atividade antioxidante total e quantidadede licopeno
63
biodisponível no tomate processado e/ou da não significante mudança no total da
quantidade de polifenóis durante o processamento térmico.
4. CONCLUSÃO
Diante do exposto, concluímos que a aplicação ultrassônica envolvendo o
carotenoide licopeno puro nas condições estudadas, não apresenta diferenças
expressivas em perdas desse nutriente, ou seja, o uso do ultrassom nesses tipos de
tratamentos estudados com licopeno não é influenciado pelo mesmo. Concluímos
também que no uso do ultrassom de banho de 150 e 170 watts a temperatura ambiente
como no de ponteira a 23 e 40°C em potências variadas de 100 a 500 W não apresentou
mudanças expressivas na quantidade de licopeno do fruto de tomate, apenas uma leve
decomposição que se atribuiu a este está na matriz orgânica do tomate (efeito indireto).
Na temperatura de 60°C foi observado apenas em potências maiores de 400 e 500 W
uma leve decomposição, diferente do tratamento nessa mesma temperatura e em
potências menores como de 100 a 300 W, uma decomposição brusca em alguns tempos
estudados. A degradação do licopeno através de efeitos indiretos podem ser atribuídos,
tais como o ataque de vitamina C ou a perda do efeito de enzimas de proteção de fruta,
que podem ser inativados pela aplicação de ultra-som. Aplicação de um tratamento de
ultrassom em purê de tomate (extrato) deve ser realizada a 40°C ou abaixo, pois não
influencia a estabilidade licopeno.
64
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67
- Capítulo III -
Influência do emprego do ultrassom sobre vitamina E pura e no abacate
(Persea americana)
68
Capítulo III
Influência do emprego do ultrassom sobre vitamina E pura e no abacate (Persea
americana)
OLIVEIRA, V.S.1, RODRIGUES, S.
1, FERNANDES, F.A.N.
1,
1Departamento de Engenharia Química,Universidade Federal do Ceará ,Fortaleza,
Ceará, Brasil.
RESUMO
A tecnologia ultrassônica tem sido bastante apreciada nos últimos anos por se tratar de
um método seguro na preservação de nutrientes. Desta forma esse trabalho tem como
objetivo, avaliar o comportamento da vitamina E pura como também na matriz orgânica
do fruto de abacate quando este é submetido à ação de um sonificador de ponteira em
temperaturas controladas de 23, 40 e 60°C e em potências variando de 100 a 500 W por
um período de 30 minutos. Observou-se que quando a vitamina E encontrou-se pura,
não houve variação alguma de perda desse nutriente em todas as potências estudadas, já
quando o mesmo foi analisado na matriz orgânica do abacate foi notado que nos
primeiros minutos houve degradação na vitamina E dispersa no meio, como também
após 30 minutos houve uma liberação deste nutriente (aquela ainda ligada à estrutura do
abacate) maior do que a taxa de degradação inicial. Quando se aumentou a temperatura
do sistema verificou-se a liberação do componente estudado ainda mais rápido,
tornando esta vitamina disponível, porém concluiu-se que a tecnologia ultrassônica em
si não possuiu influência na degradação da vitamina estudada.
Palavras-chave: Tecnologia Ultrassônica, Vitamina E, Abacate.
ABSTRACT
Ultrasonic technology has been widely appreciated in recent years because it is a safe
method for preserving nutrients. Thus, this study aims to evaluate the behavior of
vitamin E in pure form as well as in the organic matrix of avocado fruit, when subjected
to the action of a probe sonicatorat controlled temperatures of 23 , 40 and 60 ° C and
powers varying from 100 to 500 W, for a period of 30 minutes. It was observed that
when vitamin E was pure, there was some loss of this nutrient in all the studied power
variations. However, when it was determined in the organic matrix of avocado, it was
noted, in the first minutes, some degradation in the vitamin E dispersed in the medium,
as well as after 30 minutes there is a release of this nutrient (which is still connected to
the avocado structure).When the system temperature increased, there was an even faster
release of the studied component, making this vitamin available. However, it was found
that ultrasonic technology it self not possess any influences on the degradation of
vitamin studied.
Keywords : Ultrasonic Technology , Vitamin E , Avocado.
69
1. INTRODUÇÃO
O abacate (Persea americana Mill.) é uma das frutas tropicais
comercialmente importantes e é cultivada em quase todas as regiões tropicais e
subtropicais, particularmente no México, América Central, países da América do Sul,
Índia, África do Sul, Israel e Havaí (OLIVEIRA et al., 2000). De acordo com
FAOSTAT (2013) em 2010 a produção mundial do Brasil se encontrava dentro do
ranking dos dez maiores produtores mundiais com 63,90 milhões de abacate por ano,
em primeiro lugar vem a Argentina com 325 milhões por ano.
Segundo USDA (2007), o abacate possui considerável qualidade nutritiva,
com alto conteúdo de fibras, proteínas, sais minerais, destacando-se o potássio e
vitaminas lipossolúveis A, D, E e B. Especialmente a vitamina E, possui também
significativa quantidade de ácidos graxos insaturados com efeitos benéficos na
prevenção de doenças cardiovasculares (TANGO et al., 2004). O teor de lipídeos é
muito elevado podendo atingir até 25 % da porção alimentícia do fruto (HIERRO et al.,
1992). Por conter uma alta concentração de lipídios, variando entre 15 a 20%, o abacate
vem sendo classificado como uma das frutas mais ricas em óleo e com pouca
quantidade de carboidratos apresentando menos que 5% o que o torna diferente de
outras frutas (KADAN e SALUNKE, 1995). Estudos também têm demonstrado que o
fruto possui compostos lipofílicos anticancerígenos como carotenóides (DING et al.,
2007).
Segundo Francisco e Baptistella (2005), o óleo de abacate tem sido muito
utilizado na indústria farmacêutica e de cosméticos, também na obtenção de óleos
comestíveis, em substituição ao óleo de oliva. Este fruto é importante como fonte de
moléculas bioativas que protegem as células humanas contra o efeito prejudicial dos
radicais livres. Os principais antioxidantes presentes na polpa de abacate são os
carotenóides (xantofilas, principalmente luteína) (HEINONEN et al., 1989; LU et al,
2005), bem como as vitaminas C e E (BERGH, 1992). Além disso, o abacate também
contém vitaminas A e B, que são moléculas bioativas que protegem contra inflamações
e cânceres. (KIM et al., 2000).
Os antioxidantes são compostos que atuam inibindo e/ou diminuindo os
efeitos desencadeados pelos radicais livres (SOARES et al., 2005), podendo ser
definidos como compostos que protegem as células contra os efeitos danosos dos
70
radicais livres oxigenados e nitrogenados, formados nos processos oxidativos. Os
radicais livres em excesso geram um desbalanço a nível celular, dando início ao estresse
oxidativo, processo metabólico responsável pelo desencadeamento de diversos tipos de
doenças crônico-degenerativas. Os antioxidantes podem ser obtidos por meio da
ingestão de alimentos, destacando-se as vitaminas E e C, carotenoides, compostos
fenólicos, entre outros. (ALI et al., 2008).
Em países como México, Estados Unidos e Europa o abacate é consumido
em saladas, patês, sopas e pastas. Também existe a comercialização na forma de
guacamole, pastas, polpas refrigeradas e congeladas (OLEATA, 2003). Já no Brasil, a
fruta é mais apreciada na forma de sobremesa, batida com leite, açúcar e limão.
Além de alta perecibilidade, outro desafio para o abacate é na sua forma
processada (polpa) e se deve à presença de enzimas, principalmente a polifenoloxidase,
que promovem escurecimento na polpa e conseqüentemente alterações de sabor durante
armazenamento. Outra alteração que ocorre no fruto processado é a rancidez oxidativa-
hidrolítica (DAIUTO et al., 2010a).
Vários pesquisadores no mundo tentam a obtenção de uma polpa estável de
abacate e também que apresente uma vida útil prolongada, utilizando diversos métodos
de preservação, como pasteurização, secagem, extração de óleo, congelamento,
liofilização, tratamento térmico, microondas, ultra pressão, além de aditivos (SOLIVA-
FORTUNY et al., 2004; DAIUTO et al., 2007. RAMTAHAL, 2007).
A técnica ultrassônica vem como uma alternativa para os processos
tecnológicos na área de processamento de alimentos. Para o mercado que procura
constantemente tecnologias emergentes de processamento capazes de preservar as
propriedades químicas e físico-químicas, juntamente com características sensoriais e
nutricionais e a integridade da bioatividade de certos constituintes, a sonificação surge
como uma opção para atender a essas necessidades.
Diante do exposto, este estudo tem por objetivo analisar a influência do
efeito do ultrassom em potências variando de 100 a 500 Watts com temperaturas
controladas de 23, 40 e 60°C sobre a vitamina E pura como também no fruto de abacate
(Persea americana Mill).
71
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Preparo das amostras
2.1.1 Vitamina E Pura
Este estudo utilizou cápsulas de Vitamina E (acetato de racealfatocoferol)
de 400mg da marca Teuto Laboratórios®.
Para a realização do experimento utilizou-se 1200 mg de vitamina E
dissolvidas em 50 mL de álcool etílico absoluto.
2.1.2 Frutos de Abacate
No preparo das amostras foram utilizados frutos de abacate (Persea
americana Mill) maduros adquiridos do comércio local varejista de Fortaleza-Ceará.
Os frutos foram lavados em água corrente e cortados em duas partes onde
foram retiradas as sementes. Os abacates foram despolpados com auxílio de uma colher
e pesados aproximadamente 100g dos mesmos em uma balança analítica da marca
Tecnal®. Após a pesagem da polpa, 100 mL de álcool etílico absoluto foram
adicionados e a amostra foi homogeneizada. A amostra foi peneirada em uma peneira de
malha 1 mm de abertura e o extrato da polpa foi usado para o experimento.
2.2 Aplicação do ultrassom
Foram utilizados 50 mL de solução de Vitamina E em álcool etílico
absoluto como também 100 mL de amostra do extrato da polpa de abacate. Os mesmos
foram submetidos ao processo em um sonificador de ponteira da marca (Unique®
modelo DES500) e em potências variando de 100 a 500 Watts com temperatura
controlada de 23, 40 e 60°C. As temperaturas foram controladas por um banho
termostatizado da marca (Tecnal® TE2005) acoplado ao ultrassom por um período de
30 min. A cada 5 minutos foram feitas as leituras de absorbância das amostras de
vitamina E pura e para as amostras do extrato da polpa de abacate foi necessário fazer a
72
extração química de vitamina E da matriz celular para posterior leitura no
espectrofotômetro.
2.3 Análise de acetato de recealfatocoferol e em frutos de abacate
Durante o experimento para vitamina E pura, a cada cinco minutos de
sonificação foram realizadas medidas de absorbância em um espectrofotômetro da
marca (Spectrum® modelo SP200UV) em cubetas de quartzo com 3 mL de solução
sonificada em um comprimento de onda de 295 nm baseado em Yılmaz et al., (2004).
As amostras controle foram utilizadas para diferenciar entre o efeito do
ultrassom e o efeito térmico na vitamina E, porém estas não foram submetidas ao
ultrassom.
2.4 Análise de vitamina E nas amostras sonificadas
A extração de vitamina E das amostras sonificadas se procedeu adicionando
1 mL de álcool etílico absoluto em uma alíquota 6 mL de amostra sonificada.
As amostras com o reagente foram colocadas em tubo de centrífuga sendo
agitado em Vortex Mix da marca Vision® por 30 segundos. Em seguida os tubos foram
colocados em uma centrífuga de marca Quimis® centrifugados a 2900 rpm por 5
minutos a temperatura ambiente por um período de 5 minutos. O sobrenadante
constituiu-se a fonte de extração de vitamina E e o mesmo foi medido em um
espectrofotômetro da marca (Spectrum® modelo SP200UV) em cubetas de quartzo com
cerca de 3mL de sobrenadante em um comprimento de onda de 295 nm baseado em
Yılmaz et. al., (2004) com adaptações.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Observa-se que a vitamina E estudada em sonificador de ponteira em
temperatura de 23 e 40°C e em potências variando de 100 a 500 Watts, como também a
vitamina E controle estudado não apresentaram diferenças importantes em perdas desse
nutriente, ou seja, o uso do ultrassom nesses tipos de tratamentos estudados com
vitamina E, não afeta o mesmo como é mostrado nas Figuras 1 e 2.
73
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BS
Tempo (min)
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ABS300W
ABS400W
ABS500W
Figura 1. Vitamina E em sonificador de ponteira com potências variando de 100
a 500 Watts a 23 °C.
Figura 2. Vitamina E em sonificador de ponteira com potências variando de 100
a 500 Watts a 40 °C.
Já na Figura 3, apenas a potência de 100 Watts foi aplicada ao processo,
pois como se trabalhou com solução de álcool etílico absoluto a 60°C o mesmo
evaporava rapidamente trazendo inviabilidade para conclusão do experimento em todas
as potências propostas a esta temperatura. Quando se trabalha com esta técnica, uma
parte da energia acústica pode ser absorvida como calor, no entanto, dependendo das
condições de operação e condições de substrato, as temperaturas ideais são geralmente
inferiores a 70° C (VILLAMIEL e DE JONG, 2000). Para a condição estudada
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% A
BS
Tempo (min)
SEM US VIT E a 40°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
74
observamos um leve aumento na absorbância, porém concluímos que essa elevação está
associada apenas a ação do aumento de temperatura no processo, pois nas condições de
23 e 40°C com o uso do ultrassom não foram observados aumentos significativos.
Figura 3. Vitamina E em sonificador de ponteira com potência de 100 Watts a
60 °C.
A tecnologia ultrassônica tem sido utilizada como alternativa às operações
de processamento de alimentos convencionais para controlar a microestrutura e
modificar as características de textura em produtos que contenham elevado teor de
gordura, emulsificação, anti-espumantes, modificando as propriedades funcionais de
diferentes proteínas alimentares, inativação ou aceleração da atividade enzimática para
melhorar a vida de prateleira e qualidade dos produtos alimentares, a inativação
microbiana, congelamento, descongelamento, liofilização e concentração, secagem e
também facilitar a extração de vários componentes alimentares. (AWAD et. al, 2012).
Segundo Gallego et al., (2010) as vantagens dessa tecnologia é que a mesma se
apresenta versátil e rentável para a indústria de alimentos, mesmo que ainda sejam
necessários mais esforços de pesquisa para projetar e desenvolver eficientes sistemas de
ultra-som de potência que suportem operações em grande escala e que possam ser
adaptados para vários processos.
Partindo para o estudo da vitamina E na matriz orgânica de abacate,
observamos um declínio constante nos primeiros 10 a 15 minutos do experimento, um
declínio em todas as potências estudadas (Figura 4), quanto maior a potência aplicada
no processo maior foi a degradação. Observando em potências menores como na de
100 Watts percebemos que o valor de perda de absorbância é de apenas 30% e já na
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% A
BS
Tempo (min)
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ABS100W
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potência de 500 Watts percebemos que o valor de perda chega até 80% nos primeiros 10
minutos de cada experimento na temperatura de 23°C.
Figura 4. Extrato da polpa de abacate em sonificador de ponteira nas potências
variando de 100 a 500 Watts a 23°C
Este fato primeiramente pode ser explicado partindo que o processamento
em ultrassom está degradando indiretamente a vitamina E contida no abacate. Já que
quando se obteve o purê de abacate se quebrou a estrutura desse fruto a ponto da
vitamina E se apresentar de duas formas: Vitamina E livre em suspensão diluída na
solução de álcool etílico absoluto e a Vitamina E ligada nas células. O que se observou
é que quando o ultrassom é acionado no experimento, este, diretamente pode degradar a
vitamina E livre no meio ou pode ser explicado também pelo ultrassom ativar algum
componente na solução e este ativado, degradar a vitamina E (neste caso, o ultrassom
agindo indiretamente). De acordo com Soria e Villamiel (2010) embora os efeitos
físicos da cavitação acústica tenham sido extensivamente estudados, mais atenção tem
sido dada aos seus efeitos químicos sobre os alimentos, observa-se que durante a
cavitação, os radicais hidroxil podem ser produzidos e estes radicais gerados podem
reagir facilmente com o substrato oxidando compostos alimentares alí presentes.
Dependendo do processo e da matriz, os efeitos químicos de cavitação acústico pode ser
tanto benéfico ou prejudicial. Sabe-se que a atividade dos antioxidantes nos alimentos e
sistemas biológicos é dependente do grau de hidroxilação (WANASUNDARA et al.,
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AB
S
Tempo (min)
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ABS300W
ABS400W
ABS500W
76
1997). A formação de radicais gerados na sonificação é considerado como uma
desvantagem para a preservação da bioatividade dos componentes de alguns alimentos,
tais como fenóis (WAN et al., 2005).
Por volta dos 10 minutos de experimento (Figura 4), se nota que há uma
elevação considerável na curva estudada de cada potência no gráfico. Isso pode ser
explicado pela presença de vitamina E ligada nas células dessa estrutura. Na condição
que a vitamina E se encontra, a mesma demorará certo tempo para se expor no meio e
após os 10 minutos, ocorre sua liberação pela aplicação da sonificação. Com 30 minutos
observamos que a taxa de liberação se torna maior que a de degradação.
De acordo com Dolatowski et. al. (2007), o ultrassom pode ser usado como
uma alternativa para a extração de componentes bioativos. O efeito mecânico da
sonificação proporciona uma maior penetração de solvente nos materiais celulares e
resulta no rompimento da parede das células biológicas a fim de facilitar a liberação do
conteúdo. As vantagens dessa tecnologia no processamento de alimentos são: aumentar
tanto o rendimento como também a taxa de extração, resultando em redução no tempo
dessa etapa de processamento quando a mesma existir na indústria. (Rodrigues et al
2008), assim a aplicação do ultrassom seria uma boa alternativa para extração de
vitamina E, pois é observado que após aplicação de ultrassom (cerca de 30 minutos) a
taxa de liberação deste nutriente se torna maior que o de degradação do início do
processo.
O mesmo efeito de degradação e liberação ocorre também na temperatura de
40°C (Figura 5), porém em um intervalo de tempo menor. Para a degradação, no tempo
entre 2,5 e 5 minutos se observa o comportamento de declínio e logo após esse tempo
observamos o início de liberação desse componente em uma taxa bem maior do que na
temperatura de 23°C estudada. Isso pode ser explicado pelo aumento de temperatura
fornecida a esse sistema, pois assim, quanto maior for a temperatura aplicada mais fácil
será a disponibilidade da vitamina E para ser liberada, inclusive para a amostra controle
sem aplicação de ultrassom.
77
Figura 5. Extrato da polpa de abacate em sonificador de ponteira nas potências
variando de 100 a 500 Watts a 40°C
Na temperatura de 60°C (Figura 6) tanto na amostra controle como na que
foi aplicado a potência de 100 Watts (como se comentou essa restrição anteriormente),
observamos que a liberação é ainda mais rápida do que na temperatura de 40°C
estudada dessa vitamina E ligada à matriz orgânica. O processamento térmico ajuda na
liberação da vitamina E ligada nas células do extrato do abacate. Por outro lado
sabemos que em temperaturas elevadas a eficiência do ultrassom é atingida, pois a
energia de cavitação e a propagação não são favorecidas e a produção de radicais livres
é bem diminuída. O ultrassom não tem influência nesta temperatura estudada, pois há
apenas ação do calor como é possível observar na amostra controle.
0 5 10 15 20 25 30
0
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SEMUS
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ABS300W
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ABS500W
78
Figura 6. Extrato da polpa de abacate em sonificador de ponteira na potência de
100 Watts a 60°C
4 CONCLUSÃO
Concluímos, portanto que o processo de sonificação não compromete a
vitamina E pura estudada bem como a amostra controle não apresentou perdas desse
nutriente de maneira expressiva em todas as potências e temperaturas estudadas. Já
quando se aplica o processo tecnológico à matriz orgânica, neste caso, o abacate,
observou-se que nos primeiros minutos o ultrassom degrada a vitamina E disponível no
meio, ou seja, aquela dispersa em solução. Outra observação foi que quando o ultrassom
foi acionado no experimento, este, diretamente pôde degradar a vitamina E livre no
meio ou pode ser explicado também pelo ultrassom ter ativado algum componente na
solução e este ativado, ter degradado a vitamina E (neste caso, o ultrassom agindo
indiretamente). Depois da degradação inicial, verificou-se a liberação do restante da
vitamina E no meio (aquela ainda ligada nas estruturas do abacate). Quando se
aumentou a temperatura, verificou-se que a liberação do componente estudado foi bem
mais rápida, porém concluiu-se que o ultrassom em si não possuiu influência alguma na
degradação da vitamina E.
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79
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83
Capítulo IV
Influência do emprego do ultrassom sobre vitaminas do Complexo B
OLIVEIRA, V.S.1, FERNANDES, F.A.N.
1, RODRIGUES, S.
1
1Departamento de Engenharia Química,Universidade Federal do Ceará, Fortaleza,
Ceará, Brasil.
RESUMO
Ao longo dos últimos anos, observou-se a preocupação da população em consumir
alimentos seguros e saudáveis. É sabido que o processamento industrial de alimentos
promove impactos positivos como destruição de inibidores, biodisponibilidade,
prolongamento de vida útil, entretanto também induz impactos negativos como
principal a perda de nutrientes, especialmente vitaminas do complexo B, assim a
tecnologia alimentícia dia após dia procura meios que possam garantir a retenção de
nutrientes nos alimentos, o uso da tecnologia ultrassônica tem demonstrado ser uma
alternativa para isso já que não comprometeu as vitaminas estudadas em perdas
superiores a 30%.
Palavras-chave: Alimentos; Vitaminas; Tecnologia ultrassônica;
ABSTRACT
Over the past few years, there was an increasing on the concern of the population for
eating safe and healthy food. It is known that industrial food processing promotes
positive impacts such as destruction of inhibitors, bioavailability and prolongation of
shelf life, but also induces negative impacts as a major loss of nutrients, especially B
vitamins. Hence, food technology, day after day, looks for ways in that retention of
nutrients in foodscan be ensured. The use of ultrasound technology has shown to be an
alternative to this, as it has not compromised the vitamins studied with losses in more
than 30%.
Keywords: Food; Vitamins; Ultrasonic technology;
84
1. INTRODUÇÃO
Vitaminas são compostos orgânicos, presentes em alguns alimentos,
essenciais à vida de modo a proporcionarem um funcionamento normal do organismo e
aproveitamento de energia por parte dos alimentos.
De acordo com BIANCHINI e PENTEADO (1999), as vitaminas são
substâncias essenciais ao metabolismo normal dos seres vivos, contribuindo para o
crescimento, funcionamento do corpo e manutenção da saúde, sendo requeridas em
quantidades diminutas.
Os principais fatores que influenciam a perda de vitaminas durante o
processamento de alimentos são: oxidação (exposição ao oxigênio do ar atmosférico),
calor (temperatura e tempo), efeito catalítico de metais, pH, ação de enzimas, umidade,
irradiação (luz ou radiação ionizante), e várias combinações destes fatores (BALL,
2006; LESKOVA et al., 2006; GREGORY, 1996). Algumas vitaminas são sensíveis ao
processamento e estocagem, enquanto outras são mais ou menos estáveis.
A vitamina B1, também conhecida como Tiamina é muito importante para o
bom funcionamento do organismo principalmente nos sistemas cardíaco ou nervoso.
A Tiamina é uma vitamina hidrossolúvel e pode ser encontrados nos
alimentos tais como carne (especialmente de porco), peixes, legumes e batatas, levedura
seca de cerveja, casca do arroz, cereais não refinados, trigo integral, farinha de aveia,
amendoim, farelo e leite (ROY, 2011).
Outra vitamina de interesse estudada é o ácido pantotênico que é uma
substância relativamente instável uma vez que pode ser destruída pelo calor, em
condições ácidas e alcalinas. Congelar, enlatar ou cozinhar estes alimentos leva a perdas
desta vitamina. Sendo assim, a forma mais estável desta vitamina é pantotenato de
cálcio geralmente encontrado em suplementos dietéticos (KELLY, 2011).
Independentemente da forma em que se encontra, está também indicado no
tratamento de vários problemas tais como acne, alopecia, doença celíaca (intolerância
ao glúten), lúpus eritematoso, hepatite A, doença inflamatória do intestino,
hiperlipidemia, obesidade, osteoartrite e artrite reumatóide (KELLY, 2011).
85
Segundo Roy (2011), apesar do ácido pantotênico estar presente na maioria
dos alimentos as principais fontes desta vitamina são: carne, peixe, leite, leguminosas,
cereais integrais, coração, frango, vegetais de folha verde (MINDELL, 1996), manteiga
de amendoim, fígado, rim, amendoim, amêndoas, farelo de trigo, queijo, lagosta
(KELLY, 2011).
A niacina, também conhecida como B3 (terceira vitamina do complexo B a
ser identificada), é uma vitamina hidrossolúvel pertencente ao grupo das vitaminas do
complexo B. (WIKILINGUE, 2003). Sua síntese em humanos é insuficiente para suprir
as necessidades metabólicas e, portanto, sua ingestão diária é fundamental. Além disso,
a niacina, dependendo da dosagem, apresenta efeito farmacológico. Desta forma, a
niacina tem dupla identidade: a primeira como vitamina e a segunda como fármaco
(MARIA e MOREIRA, 2011)
Segundo um estudo a niacina é uma vitamina importante para o nosso
organismoe é capaz de aumentar o colesterol HDL (ALRASADI et al., 2008).
De acordo com Pitche (2005) e Mindell (1996), a niacina pode ser
encontrada nos alimentos tais como: ovos, farelo de trigo, amendoim, carnes, aves,
peixes, carnes vermelhas, legumes, sementes, fígado, rim, levedura de cerveja,
amendoins assados, abacates, tâmaras, figos e ameixas secas.
A influência do emprego da tecnologia ultrassônica tem crescido
expansivamente na área alimentícia já que tem demonstrado vários efeitos positivos,
pois, a indústria de alimentos está constantemente à procura de tecnologias de
processamento capazes de preservar as características químicas e físico-químicas,
juntamente com qualidade sensorial e nutricional, como também a bioatividade de
certos constituintes. Embora o ultrassom seja capaz de produzir modificações benéficas
no parâmetros de qualidade de alimentos (por exemplo, viscosidade e homogeneização),
os efeitos fisico-químico do tratamento com ultrassons podem também resultar em
deficiências de qualidade de produtos alimentares pelo aparecimento de sabores
estranhos, modificações em parâmetros físicos e degradação de vários compostos.
Devido as críticas condições de temperatura e de pressão, associado à formação de
radicais durante a cavitação , algumas alterações em componentes dos alimentos foram
relatados durante o tratamento de ultrassom. (PINGRET et. al., 2012).
86
Diante do que foi apresentado, este trabalho tem como objetivo o estudo da
influência do efeito do uso do ultrassom em potências variando de 100 a 500 Watts com
temperaturas controladas de 23, 40 e 60°C nas vitaminas do complexo B ( Tiamina,
Niacina e Ácido Pantotênico).
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Preparo das amostras
Neste estudo utilizou-se comprimidos de Tiamina (Cloridrato de Tiamina)
300 mg, Niacina (B3) 16 mg; Ácido Pantotênico (B5) 5 mg; Complexo B 32 mg das
marcas Teuto® Laboratórios, Vital Natus® e EMS®respectivamente.
Para a realização do experimento utilizou-se 300 mg de Tiamina, 16 mg de
Niacina, 15 mg de Ácido Pantotênico e 32 mg de Complexo B triturados em um
almofariz e dissolvidos em 100 mL de água destilada por um período de 10 minutos em
um agitador da marca Fisatom®.
Após o período de agitação, a solução de Tiamina, Niacina, Ácido
Pantotênico e Complexo B com concentrações respectivas de 3 mg/mL, 0,16 mg/mL, e
0,1 mg/mL e 0,32 mg/mL foram filtradas em papel de filtro 125 mm para a retirada do
agente encapsulante (insolúvel).
2.2 Uso do ultrassom
Foram utilizados 100 mL de solução de Tiamina, Niacina, Complexo B e
Ácido Pantotênico onde foram submetidos ao processo em um sonificador de ponteira
(Unique® modelo DES500) e em potências variando de 100 a 500 watts com
temperatura controlada de 23, 40 e 60°C. As temperaturas foram controladas por um
banho termostatizado (Tecnal® TE2005) acoplado ao ultrassom por um período de 30
min. A cada 5 minutos foram feitas as leituras de absorbância das amostras de Tiamina,
Niacina, Ácido Pantotênico e Complexo B.
2.3 Método analítico de Tiamina, Niacina, Ácido Pantotênico e Complexo B.
Durante o experimento para Tiamina, Niacina, Ácido pantotênico e
Complexo B, a cada cinco minutos de sonificação foram realizadas medidas de
87
absorbância em um espectrofotômetro da marca (Spectrum® modelo SP200UV) em
cubetas de quartzo, com 3 ml de solução sonificada em comprimentos de onda de 294
nm, 294 nm, 250nm e 215 nm respectivamente de acordo com Aslan e colaboradores
(2011).
Foram utilizadas amostras controle nas mesmas condições de temperatura
estudadas, porém estas não foram submetidas ao ultrassom.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tiamina (B1), Niacina (B3), Ácido Pantotênico (B5) e Complexo B
Observa-se que as vitaminas Tiamina, Niacina, Ácido pantotênico e
Complexo B processadas em sonificador de ponteira em temperatura de 23, 40 e 60°C e
em potências variando de 100 a 500 Watts, como também as vitaminas controle
respectivas de cada uma estudada não apresentaram perdas significativas, ou seja, o uso
do ultrassom nesses tipos de tratamentos estudados com as vitaminas em questão não as
afeta como é mostrado nas Figuras 1 a 14. O que é verificado é apenas um leve aumento
de absorbância quando se aumenta a temperatura nos tratamentos, com isso concluí-se
que o aumento da absorbância está associado apenas ao aumento da temperatura no
meio e não pelo uso do tratamento ultrassônico.
Em particular, a condição de preservação da Tiamina estudada onde foi
observada uma maior retenção desse nutriente foi na temperatura de 23°C em todas as
potências estudadas, de acordo com Al-Khalifa e Dawood (1993) a tiamina possui
propriedades como de solubilidade em água e também são termo sensíveis, onde foram
observadas perdas freqüentes em estudos onde ocorrem etapas de cozimento de carnes.
88
Figura 1. Tiamina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a
500 Watts a 23°C
Segundo Spitzer, (2007) a tiamina é instável quando exposta ao calor,
álcalis, oxigênio e radiação sendo a mais termolábil das vitaminas do complexo B
(BALL, 2006). As perdas de cozimento da vitamina tendem a variar amplamente,
dependendo do tempo de cozimento, pH, temperatura, quantidade de água utilizada e
descartada, além do fato da água ser ou não clorada (MAHAN e SCOOT-STUMP,
2005), como observado na figuras 2 e 3, foi verificado um aumento de absorbância que
neste caso atribuiu-se a formação de compostos de degradação no meio onde este
acontecimento implica na degradação do nutriente, já que o produto da degradação é
maior que o valor da vitamina. Assim verificou-se que na figura 2 em potências
maiores de (200 a 500W) uma degradação de até 10%, já no teste controle e na
potência de 100 W a amostra permanece constante concluindo que não houve
degradação nestas condições.
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89
Figura 2. Tiamina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a
500 Watts a 40°C
De acordo com o gráfico 3 observamos as mesmas condições do gráfico 2
porém um aumento maior de degradação a medida do tempo de sonificação, em
potências maiores (400 e 500W) esta pode chegar até 20%, já o teste controle tende
também a ficar constante e este é o que menos gera produtos de degradação.
Segundo Davídek et. al., (1990) outro alimento observado foi o leite, no
qual foi comprovado que durante o aquecimento do mesmo, o conteúdo de tiamina
decresce dependendo da temperatura e do tempo de aquecimento, sendo que a
esterilização UHT resulta em uma perda dessa vitamina da ordem de 10 a 20%. Esta
vitamina é utilizada como índice de retenção de fatores de qualidade resultantes do
tratamento térmico (FELICIOTTI; ESSEELEN, 1957).
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Figura 3. Tiamina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a
500 Watts a 60°C
Tiamina em solução de 5 e 10% de sacarose a 60°C
Alguns estudos como o de Damadoran (2010), mostram que a tiamina é
mais estável quando em solução de sacarose, pois esta vitamina possui a capacidade de
reagir com os açúcares aumentando sua estabilidade, então se estudou a aplicação do
ultrassom neste tipo de solução a fim de observar a diminuição da sua degradação. O
sub teste foi realizado a partir de duas soluções de tiamina em sacarose utilizando-se
300mg dissolvidas em uma solução de sacarose a 5 e 10% ( 5 e 10g de sacarose em 95
e 90 mL de água destilada dissolvidos e aferidos em um balão de 100mL) nas
condições propostas anteriormente de temperaturas e potências.
Após o experimento, concluiu-se que há uma influência (Média de 26% e
11%) no uso da sacarose confirmando a teoria que os açúcares aumentam de certa forma
a estabilidade desta vitamina em condições adversas como é mostrado nas figuras 4 e 5.
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% A
BS
Tempo (min)
91
Figura 4. Tiamina em 5% de solução de sacarose em sonificador de ponteira
com potências variando de 100 a 500 Watts a 60°C.
Figura 5. Tiamina em 10% de solução de sacarose em sonificador de ponteira
com potências variando de 100 a 500 Watts a 60°C.
Observando o comportamento da Niacina na temperatura de 23°C (Figura 6)
em todas as potências estudadas, concluímos a melhor condição para a preservação da
mesma, pois não são vistas oscilações durante o tempo de processamento e sim todas as
potências no decorrer do tempo tendem a permanecer constante. De acordo com
Damodaran (2010) a Niacina não é afetada pela luz, não ocorrendo perdas térmicas em
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Tempo (min)
SEMUS
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92
condições relevantes do processamento de alimentos. Assim como acontece com outros
nutrientes hidrossolúveis, as perdas podem ocorrer por lixiviação na lavagem, no
branqueamento e no processamento/ elaboração, bem como pela exsudação de líquido
dos tecidos (i.e., gotejamento). Dietas de alto valor protéico reduzem as exigências de
niacina, em decorrência da conversão metabólica de triptofano em nicotinamida.
Figura 6. Niacina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a
500 Watts a 23°C
No estudo do gráfico 7, é notado que a partir de 10 minutos de processamento as
potências (300 e 500W) tendem a um pequeno aumento de degradação a medida do
tempo de processamento, já a amostra controle tende a permanecer constante. No estudo
de revisão feito por Davídek et al. (1990) verificou-se que o teor de niacina
normalmente apresenta pequenas perdas durante a pasteurização (75-85 °C/16-18s) do
leite, sendo que na produção de queijo, o processo causou perdas de 7-18% dessa
vitamina.
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93
Figura 7. Niacina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a
500 Watts a 40°C
Na temperatura de 60°C (Figura 8) é analisado que a partir dos primeiros 5
minutos de experimento em geral todas as potências tendem a uma “subida” quase que
linear a medida do tempo de processamento, chegando em média a quase 30% de
degradação, com exceção da amostra controle que mais uma vez tende a permanecer
constante. Watanabe e Ciacco (1990) estudaram o efeito de diferentes condições de
secagem na produção de espaguete (1ª condição: 45 °C/27h; 2° condição: 75 °C/2h; 3°
condição: 40 °C/30min). Os autores observaram perdas das seguintes vitaminas: tiamina
(18 a 20%), riboflavina (4 a 23%) e niacina (1 a 28%), sendo verificadas menores
perdas quando a 1° condição foi empregada e assim não foram observadas diferenças
significativas nas perdas dessas vitaminas entre as condições 2 e 3 estudadas , ou seja,
menores temperaturas em um tempo maior de processamento aplicado é notado uma
maior retenção dessas vitaminas. No nosso caso, a maior retenção de niacina é
observado quando temos temperaturas menores, e neste caso os processos de secagem,
quando aumentamos a temperatura tenderíamos a aumentar a taxa de degradação do
nutriente.
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SEM US NIACINA a 40°C
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ABS300W
ABS400W
ABS500W
94
Figura 8. Niacina em sonificador de ponteira com potências variando de 100 a
500 Watts a 60°C.
Desconsiderando as perdas por lixiviação, a niacina é estável durante o
processamento, estocagem e cozimento de alimentos (BALL, 2006). Tanto o ácido
nicotínico como a nicotinamida são estáveis quando expostos ao calor, luz, oxigênio e
álcali, sendo que pequenas perdas ocorrem no cozimento e estocagem de alimentos
(SPITZER, 2007). Ao inverso do que ocorreu no experimento envolvendo a aplicação
do ultrassom, foi observado que a niacina tende a ser degradada com o aumento de
temperatura e tempo de processamento (60°C/5min).
De acordo com o que observamos no experimento na temperatura de 23, 40
e 60°C o ácido pantotênico é estável ao aquecimento (com apenas 10% de perda para a
maior temperatura estudada) e pH 5,5 -7,0, porém é sensível ao cozimento prolongado
em água (LESKOVA et al., 2006). É prontamente destruído pelo aquecimento em
soluções alcalinas ou fortemente ácidas (SPITZER, 2007) e também é lábil ao calor
seco (HARRIS, 1988). É suscetível a lixiviação durante o branqueamento de vegetais e
o cozimento caseiro (BALL, 2006) e essas perdas podem variar de 30 a 80% segundo
Damodaran (2010), porém apresenta razoável estabilidade em muitos alimentos durante
o cozimento comum. Como está localizada nas camadas externas dos grãos, cerca de
metade dessa vitamina é perdida durante sua moagem (MAHAN e SCOOT-STUMP,
2005).
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120
140
% A
BS
Tempo (min)
SEM US NIACINA a 40°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
95
Na temperatura de 23°C estudada (Figura 9), como similar as vitaminas
tiamina e niacina, em todas as potências estudadas é observada a tendência a
permanecer constante (com exceção de 500 W que pode-se atribuir a algum erro
experimental), ou seja, não ocorrem perdas desta vitamina.
Figura 9. Ácido Pantotênico em sonificador de ponteira com potências variando
de 100 a 500 Watts a 23°C.
Já no estudo do ácido pantotênico na temperatura de 40°C observa-se que
nas potências de 100 e 200 W ocorre levemente uma degradação (10%).
De acordo com Damadoran (2010) a vitamina B5 exibe estabilidade
relativamente boa durante o armazenamento de alimentos, em especial em atividade de
água reduzida. Embora o mecanismo de perda térmica desta vitamina não tenha sido
totalmente determinado, uma hidrólise catalisada por ácidos ou bases da ligação entre β-
alanina e o grupo ácido 1,4-di-hidroxi, 3, 3-butiril-carboxílico parece provável. A
molécula de ácido pantotênico, por outro lado, é bastante inerte, interagindo pouco com
outros componentes alimentares.
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120%
AB
S
Tempo (min)
SEM US AC. PANT a 23°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
96
Figura 10. Ácido Pantotênico em sonificador de ponteira com potências
variando de 100 a 500 Watts a 40°C.
Na temperatura de 60°C deste estudo, observou-se uma degradação de até
15% para as potências estudadas, como também a amostra controle de acordo com o
tempo de processamento. As taxas de degradação do ácido pantotênico durante o
processamento térmico relatadas são muito inferiores as de outros nutrientes lábeis
(p.ex. tiamina). Esses resultados sugerem que as perdas desse ácido em outros estudos
de transformação de alimentos podem ser causadas mais pela lixiviação que pela
destruição efetiva (Damadoran, 2010).
Figura 11. Ácido Pantotênico em sonificador de ponteira com potências
variando de 100 a 500 Watts a 60°C.
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120
% A
BS
Tempo (min)
SEM US AC. PANT. a 40°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120
% A
BS
Tempo (min)
SEM US AC. PANT a 60°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
97
Outra situação estudada foi o experimento envolvendo o conjunto de
vitaminas do complexo B em uma única amostra, em todas as condições estudadas de
temperatura e potências. Foi o observado um comportamento muito similar ao
encontrado quando estudamos as vitaminas separadamente. Na temperatura de 23 e
40°C (Figuras 12 e 13) as amostras tendem a permanecer constante onde se observa um
leve aumento de degradação na temperatura de 40°C a partir de 15 minutos de
experimento e na temperatura de 60°C (Figura 14) é bem semelhante o que acontece
nos estudos anteriores no qual o complexo B tende a uma degradação constante em
torno de 10% em todas as potências estudadas, confirmando o estudo do conjunto do
complexo B para as demais vitaminas estudadas individualmente que elas se comportam
analogamente.
Figura 12. Complexo B em sonificador de ponteira com potências variando de
100 a 500 Watts a 23°C
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120
140
% A
BS
Tempo (min)
SEM US COMP B a 23°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
98
Figura 13. Complexo B em sonificador de ponteira com potências variando de
100 a 500 Watts a 40°C
Figura 14. Complexo B em sonificador de ponteira com potências variando de
100 a 500 Watts a 60°C.
De acordo com a Tabela 1.0 é mostrada a porcentagem máxima da taxa de
degradação para as vitaminas estudadas nas condições diversas de estudo (23, 40 e 60°C
por 30 minutos de experimento). Observando a tabela, na condição de 23°C não é
detectada nenhuma perda por degradação em todas as vitaminas estudadas, já na
condição de 40°C observamos uma perda de 10% para todos os nutrientes estudados e
na temperatura de 60°C as maiores perdas observadas foram para Tiamina (20%) e
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120
140
% A
BS
Tempo (min)
SEM US Comp B a 40°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
0 5 10 15 20 25 30
0
20
40
60
80
100
120
140
% A
BS
Tempo (min)
SEM US COMP. B a 60°C
ABS100W
ABS200W
ABS300W
ABS400W
ABS500W
99
Niacina (30%), já para o Ácido pantotênico e o conjunto do complexo B foram
observadas perdas abaixo de 30%.
Concluímos, portanto, que a melhor condição para as menores perdas das
vitaminas estudadas são para as menores temperaturas (23 e 40°C), pois, não
ultrapassam 10% de degradação.
Tabela 1. Taxa máxima de degradação das vitaminas estudadas.
4. CONCLUSÃO
Diante do exposto, o processo de sonificação não compromete as vitaminas
estudadas em perdas superiores a 30%, bem como as amostras controle de cada
vitamina não apresentaram perdas desses nutrientes em todas as condições estudadas,
porém o que observamos no conjunto das vitaminas analisadas é que a degradação que
ocorre veio por conta do aumento de temperatura introduzido no meio e pouco pela
influência ultrassônica. Concluímos também que o uso do ultrassom para o
processamento de alimentos ricos em vitaminas hidrossolúveis como estas que foram
estudadas, é de grande interesse para a tecnologia alimentícia já que o uso deste
equipamento afetou pouco as vitaminas estudadas.
Vitaminas 23°C 40°C 60°C
Tiamina (B1) - 10% 20%
Niacina (B3) - 10% 30%
Ácido Pantotênico (B5) - 10% 15%
Complexo B - 10% 30%
100
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
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