UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA FACULDADE DE FARMÁCIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E FÍSICO-QUÍMICA DAS FARINHAS DE MANDIOCA DO VALE DO COPIOBA: UMA CONTRIBUIÇÃO AO REGISTRO DE INDICAÇÃO GEOGRÁFICA Diego Roberto da Cunha Pascoal Salvador 2014 DIEGO ROBERTO DA CUNHA PASCOAL CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E FÍSICO-QUÍMICA DAS FARINHAS DE MANDIOCA DO VALE DO COPIOBA: UMA CONTRIBUIÇÃO AO REGISTRO DE INDICAÇÃO GEOGRÁFICA Orientadora: Profª. Dra. Janice Izabel Druzian Co-orientadora: Profª. Dra. Lucia Regina Fernandes Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências de Alimentos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal da Bahia, como parte das exigências do programa de Pós-graduação em Ciência de Alimentos para obtenção do título de Mestre. Salvador - BA 2014 SISTEMA DE BIBLIOTECAS - UFBA Pascoal, Diego Roberto da Cunha. Caracterização física e físico-química das farinhas de Mandioca do Vale do Copioba : uma contribuição ao registro de indicação geográfica / Diego Roberto da Cunha Pascoal. - 2015. 86 f.: il. Orientadora: Profª. Drª. Janice Izabel Druzian. Co-orientadora: Profª. Drª. Lucia Regina Fernandes. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal da Bahia, Faculdade de Farmácia, Salvador, 2014. 1. Alimentos - Avaliação sensorial. 2. Farinha de mandioca - Recôncavo (BA). 3. Manihot esculenta Crantz. 4. Identidade social - Recôncavo (BA). I. Druzian, Janice Izabel. II. Fernandes, Lucia Regina. III. Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Farmácia. IV. Título. CDD - 664.07 CDU - 664 Dedico “Esta obra a todos os trabalhadores do Vale do Copioba do Recôncavo Baiano, e aos meus PAIS” iv AGRADECIMENTOS Gratidão ao Criador, que por Amor nos permite, permite que continuemos a amar, e nessa parte dos agradecimentos fica explicito um pouco desse amor, pois sem emoção a razão não teria utilidade. Agradeço a Mãe Gaya que me nutri em seu bendito ventre. Agradeço aos meus pais genitores (Cristina e José), que sem eles eu não conseguiria enxergar o caminho, que por muitas vezes pareceu estreito sem saída, e que ao meu lado ou independente do plano que ele se encontra ELES estão dentro de mim, dentro de minhas veias, dentro do meu sangue, dentro do meu coração, dentro de minha alma e são a força que me co-move. Agradeço muito a minha filha, muito mesmo, que foi por ela que investi todas as noites em que eu não dormi, pois estava estudando, não foi por acaso que a batizei como SOFIA, a princesa do papai. Agradeço a todos os meus familiares, minha irmã Dani, minha queridas avós Terezinha e Aparecida, meus tios Mendes e Flávio, e minha lindas tias Cecília e Márcia, e tantos mais que não vou citar, pois não teria espaço para os resultados na dissertação que me dão amor, me apoiam e me dão incentivos para continuar a caminhada. Agradeço a minha companheira, namorada, amante, amada, amiga, a minha sereia linda Nanda que compartilha comigo dos momentos de alegria e de tristeza me incentivando na luta. Agradeço aos meus amigos que conquistei na vida e aos que conquistei na turma do programa (em especial Adriana e Margareth), essa amizade é a força que mantém a rede unida e nos da coragem e suporte para continuar, pois se fosse passar por tudo que passei sozinho eu não queria. Agradeço a todos os integrantes do projeto de IG do Vale do Copioba, (Márcia, Candice, Ícaro, Nina, Rose) pelo compartilhamento de informações, momentos e conhecimentos. Agradeço a todos os integrantes do Laboratório LAPESCA em especial, Lú, Jaff, Everton, Augusto, Carol, Jânia, Ingrid, Lídia, enriquecendo meu conhecimento e fazendo realmente do laboratório uma escola. Agradeço a professora Denise Viola que me orientou na analise estatística do projeto. Agradeço aos funcionários da limpeza que zelam pelo ambiente da pesquisa. Agradeço a FAPESB (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia) e CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) pelo apoio financeiro. Um agradecimento especial à colaboração dos produtores de farinha de mandioca, também a Associação de Produtores Rural de Nazaré na pessoa de Sr. Reinaldo, a EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) na pessoa do Sr. Joselito, EBDA (Empresa Baiana de Desenvolvimento Agrário) pela colaboração e excelente assistência. Agradeço a principal responsável pela obra, a querida Dra. Janice Druzian, que possui uma capacidade intelectual admirável, e que suportou e tolerou minhas falhas, me corrigindo e me mostrando o caminho correto da pesquisa, é graças ao empenho dessa educadora que hoje me sinto inicializado no caminho da pesquisa, realmente estou muito grato a Ela por aperfeiçoar a minha capacidade profissional, muito obrigado. v SUMÁRIO LISTA DE TABELAS ......................................................................................................... VIII LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. IX LISTA DE QUADRO ............................................................................................................... X 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 13 2. OBJETIVOS...................................................................................................................... 15 2.1 Geral ............................................................................................................................................ 15 2.2 Específicos ................................................................................................................................... 15 CAPITULO 1: REVISÃO BIBLIOGRAFICA .................................................................... 16 1. PROPRIEDADE INTELECTUAL E PROTEÇÕES COLETIVAS ............................. 16 2. INDICAÇÃO GEOGRÁFICA (IG) .................................................................................. 17 3. FARINHA DE MANDIOCA DE COPIOBA .................................................................. 21 4. PADRÃO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE FARINHA DE MANDIOCA ..... 22 5. SECAGEM POR CONDUÇÃO ........................................................................................ 26 6. OXIDAÇÃO LIPÍDICA E COMPOSTOS VOLÁTEIS ................................................. 33 REFERENCIAS ..................................................................................................................... 41 CAPÍTULO 2 - INFLUÊNCIAS DA ORIGEM GEOGRÁFICA E DO PROCESSAMENTO DE FARINHAS DE MANDIOCA TRADICIONAIS DO RECÔNCAVO BAIANO/ BRASIL, NOS PARÂMETROS DE IDENTIDADE E QUALIDADE, ASSOCIADOS ÀS COMPOSIÇÕES DE ÁCIDOS GRAXOS E DE VOLÁTEIS ............................................................................................................................. 45 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 47 2. MATERIAL E MÉTODOS.............................................................................................. 49 2.1. Localização e amostragem .......................................................................................................... 49 2.2. Composição centesimal .............................................................................................................. 51 vi 2. 3 Padrões de identidade e qualidade ............................................................................................. 52 2.4. Preparação de ésteres metílicos de ácidos graxos (EMAG) de fração de lipídios totais ............... 52 2.5. Determinação da composição de ácidos graxos por cromatografia gasosa com detecção de ionização de chama (CG-DIC) ............................................................................................................. 53 2.6. Determinação de compostos voláteis por Head Space por Cromatografia Gasosa com detecção por espectrometria de massas (HS-CG-EM) ........................................................................ 53 2.7. Análise estatística ....................................................................................................................... 54 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................... 54 4. CONCLUSÃO .................................................................................................................... 80 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................................ 81 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 82 vii LISTA DE TABELAS CAPITULO I Tabela 1. Relação de Indicações Geográficas concedidas no Brasil até julho de 2012 e região de abrangência produto protegido e data de concessão---------------------------------19 Tabela 2. Hidroperóxidos formados pela Autoxidação dos metis Oleato, linoleato, e linolenato de metil a 25°C.---------------------------------------------------------------------------------35 Tabela 3. Principais compostos voláteis formados pela decomposição de hidroperóxidos dos Metis Oleato, Linoleato e linolenato a 25°C.-----------------------------------------------------37 CAPITULO II Tabela 1. Classificação popular, origem e data de coleta das farinhas de mandioca do Recôncavo baiano, região nordeste do Brasil.-------------------------------------------------------50 Tabela 2 - Composição centesimal e os padrões de identidade e qualidade das farinhas de mandioca amostras do Vale Copioba (Copioba e Comum) e farinha de Copioba produzida fora do Vale Copioba.-------------------------------------------------------------------------57 Tabela 3. Percentual de retenção de partículas a partir de amostras de farinhas Copioba do Vale do Copioba em peneira de diferentes aberturas.-----------------------------------------61 Tabela 4. Percentual de retenção de partículas de farinhas Vale Comum e Copioba fora do Vale em peneira de diferentes aberturas.---------------------------------------------------------61 Tabela 5. Composição de ácidos graxos (%) das amostras de farinha tradicional de Copioba produzidas dentro do Vale Copioba do Recôncavo Baiano. -----------------------63 Tabela6. Composição de ácidos graxos (%) das amostras de farinha comum tradicional produzida dentro do Vale do Copioba, e da farinha de Copioba tradicional de fora do Vale do Copioba, ambos do Recôncavo baiano. ----------------------------------------------------------63 Tabela7. Distribuição média (106) das áreas dos picos dos principais voláteis identificados em Headspace das amostras de farinha de Copioba tradicional produzida dentro Vale do Copioba do Recôncavo baiano. ND - Não detectado-------------------------68 6 Tabela8. Distribuição média (10 ) das áreas dos picos dos principais voláteis identificados em Headspace das amostras de farinha comum tradicional produzida dentro do Vale do Copioba e a farinha de Copioba de fora do Vale Copioba, ambas do Recôncavo baiano.ND – Não detectado.--------------------------------------------------------------68 Tabela 9. Coeficiente de correlação de Spearman entre os compostos voláteis das amostras de farinhas tradicionais do Recôncavo baiano.-----------------------------------------72 viii LISTA DE FIGURAS CAPITULO I Figura 1. Comportamento da atividade de água em função de umidade de processos de secagens).---------------------------------------------------------------------------------------------------27 Figura 2. Típica curva de secagem evidenciando o comportamento da temperatura do produto, da umidade e a velocidade se secagem.--------------------------------------------------28 Figura 3. Velocidade relativa de reações em função da atividade de água.-----------------31 Figura 4. Mecanismo da reação da autoxidação lipídica.-----------------------------------------33 Figura 5. Formação de hidroperóxido a partir do metil linoleato -------------------------------34 Figura 6. Reações de formação de compostos voláteis a partir do dieno 9-hidroperoxido do acil linoleico do triacilglicerol.-------------------------------------------------------------------------35 Figura 7. Reações de formação de compostos voláteis a partir do dieno 13-hidroperoxido do acil linoleico do triacilglicerol.-------------------------------------------------------------------------36 Figura 8. Esquema das principais substâncias formadas durante o processo de oxidação lipídica e as metodologias disponíveis para sua avaliação.---------------------------------------38 CAPITULO II Figura 1. Ilustração da origem geográfica das quatorze amostras de farinha de mandioca produzida no Vale do Copioba delimitado pelo Rio Copioba que envolve os municípios de Nazaré, Maragogipe e São Felipe, e das seis amostras de farinha produzidas nas regiões geográficas vizinhas (Aratuipe e Muniz Ferreira), ambas do Recôncavo baiano, região nordeste (NE) do Brasil.------------------------------------------------------------------------------------49 Figura 2. Etapas de trituração (moinho martelo) e secagem (forno manual e forno elétrico) do processamento da farinha de Copioba tradicional do Vale do Copioba.------------------54 Figura 3. Distribuição granulométrica das amostras de farinhas em relação ao percentual de retenção de partículas em peneiras de diferentes aberturas (mesh).----------------------62 Figura 4. Cromatograma GC-DIC da separação dos ésteres metílicos de ácidos graxos de farinha de mandioca (amostra 4).--------------------------------------------------------------------62 Figura 5. Teores de lipídios totais x 10, de saturados, de insaturados individuais e totais dos diferentes processamentos de farinha de mandioca.-----------------------------------------64 Figura 6. Cromatogramas (CG-MS) dos voláteis das amostras de farinhas. Picos: 1) 2-octenal; 2) 3,5-octadien-2-one; 3) nonanal; 4) 2-nonenal; 5) decanal; 6) 2-decenal; 7) 2-undodecanona; 8) undecanona; 9) 2-undecenal; e 10) tetradecano.----------------------66 ix Figura 7. Espectro de massa (m/z) dos respectivos picos (HS-CG-EM): 1) 2-octenal; 2) 3,5-octadien-2-one; 3) nonanal; 4) 2-nonenal; 5) decanal; 6) 2-decenal; 7) 2-undodecanona; 8) undecanona; 9) 2-undecenal; e 10) tetradecano.---------------------67 Figura 8. Distribuição comparativa dos voláteis individuais por tipo de farinha de mandioca de acordo com a região de processamento. Ocl=2-Octenal; Oce=3,5-Octadien2-ona; Nal=nonanal (área/10 no primeiro gráfico); Nel=2-Nonenal; Dal=Decanal; Del=2Decenal; Uoe=2-Undodecanona; Uee=Undecanona; Uel=2-Undecenal; Tde=Tetradecano.--------------------------------------------------------------------------------------------70 Figura 9. Correlação polinomial entre Aw e área dos picos x 106 pA dos compostos voláteis da farinha de mandioca separados por HS-CG-EM.-------------------------------------73 Figura 10. Comportamento dos teores de lipídios totais, do somatório de saturados, dos percentuais de C 18:1n9, C 18:2n6, C 18:3n3 e do somatório das áreas total dos picos (ATP x 106pA) dos voláteis das 20 amostras de farinhas em função da atividade de água.------------------------------------------------------------------------------------------------------------74 Figura 11. Distribuição de voláteis de acordo com o mês de processamento das amostras de farinhas. Ocl=2-Octenal; Oce=3,5-Octadien-2-ona; Nal=nonanal; Nel=2Nonenal; Dal=Decanal; Del=2-Decenal; Uoe=2-Undodecanona; Uee=Undecanona; Uel=2-Undecenal; Tde=Tetradecano. -----------------------------------------------------------------71 LISTA DE QUADRO CAPITULO I Quadro 1. Referencial teórico da composição centesimal de diversos trabalhos realizados com farinhas de mandioca de diferentes regiões do Brasil. ---------------------26 x RESUMO Este estudo representa uma caracterização preliminar da identidade e qualidade das farinhas de mandioca Copioba e comuns, tradicionalmente produzidas numa pequena área localizada no Vale do Copioba e em regiões vizinhas pertencentes ao Recôncavo Baiano (Bahia-BR). Foram caracterizadas vinte amostras resultantes de processos e origens diferentes. As farinhas de mandioca Copioba referência do Vale foram obtidas por um processo tradicional, caracterizado por uma etapa de secagem suave em três fornos à lenha com controle manual seguidas por três peneirações consecutivas e alternadas. As demais farinhas de Copioba de dentro e fora do Vale realizam a etapa de secagem em fornos elétricos e apenas uma peneiração. O processamento das farinhas de Copioba emprega temperaturas mais brandas por um maior tempo, quando comparadas as farinhas Comuns. De acordo com a legislação (BRASIL, 2011) contatou-se 100% de conformidade das farinhas em relação à umidade (< 13%) e cinzas ( 1,4%), e 100 % de conformidade das farinhas de Copioba e Comum do Vale e 83% das farinhas de Copioba de fora do Vale, em relação ao teor de amido (> 80%).Todas são da Classe Seca, Fina (100% das partículas < 2 mm) e a maioria do Tipo 1 (75% com amido 86%). A composição química, com ênfase nos perfis de ácidos graxos e de voláteis (CG-DIC e CG-EM, respectivamente), foi realizada. As amostras apresentaram baixa atividade de água (0,10-0,61), umidade (1,40-8,42%), cinzas (0,94-1,11%), lipídios totais (0,18-0,62%), proteína bruta (0,85-0,97%), e alto teor de carboidratos (89,31 a 96,84%) especialmente amido (70,53-90,89%), além de elevada acidez (2,13-12,50 meqNaOH 0,1N/100g). A fração volátil apresentou 10 compostos, principalmente aldeídos e cetonas, produtos de degradação da peroxidação lipídica. Entre os aldeídos, o nonanal foi majoritário (40-50% dos voláteis). As farinhas de mandioca Comum possuem um nível de voláteis individuais e totais substancialmente mais altos do que as farinhas de mandioca Copioba produzidas dentro e fora do Vale. Na tentativa de compreender melhor a origem das diferenças de compostos voláteis, os dados obtidos foram comparados e correlacionados entre si, e ao tipo de processamento e origem geográfica das farinhas. As amostras de farinhas foram quimicamente classificadas com base nos estudos de correlação entre a atividade da água, ácidos graxos e os produtos voláteis. A atividade de água é, portanto, importante fator de controle do processamento, manipulação das propriedades e estabilidade das farinhas de mandioca, especialmente das farinhas de Copioba. Estes resultados podem ser explorados, não só para a classificação comercial, mas também para promover o registro de um processo de indicação geográfica (IG) das farinhas de Copioba. Palavras chave: Identidade, Indicação geográfica (IG), VALE DO COPIOBA, CG-DIC, Headspace, CG-EM, Manihot esculenta Crantz. xi ABSTRACT This study represents a preliminary characterization of the identity and quality of cassava flours and Copioba Commons, traditionally produced in a small area located within and outside Vale do Copioba in Recôncavo baiano (Bahia-BR). Twenty samples derived from different sources and processes were characterized. The cassava flour Copioba reference Vale were obtained by a traditional process, characterized by a gentle drying step in three-fired furnaces with manual control followed by three consecutive and alternating screening. The other flours Copioba inside and outside the Valley, despite having only one electric drying ovens and a sifting, this step also employs milder temperatures for a longer time compared to Common flours. According to the legislation (BRAZIL, 2011) is contacted 100% compliance of flour in relation to humidity (< 13%) and ash ( 1.4% ) , and 100% compliance of flour Copioba and the Common valley and 83% of the flour Copioba outside the valley , compared to starch content (> 80%). All are Class Dry Thin (100% of the particles < 2 mm) and most type 1 (75% with starch ≥ 86%). The chemical composition, with emphasis on fatty acids and volatile (GC-FID and GC-MS, respectively) profiles was performed. The samples showed low water activity (0.10 to 0.61), moisture (from 1.40 to 8.42%), ash (0.94 to 1.11%), total lipids (0.18 to 0,62%), crude protein (0.850.97%), and high carbohydrate content (89.31 to 96.84%), especially starch (70.53 to 90.89%) , and high acidity (2.13 to 12.50 meqNaOH 0.1 N/100g). The volatile fraction showed 10 compounds, mainly aldehydes and ketones, degradation products of lipid peroxidation. Among the aldehydes, nonanal was the majority (40-50% volatile). Common cassava flours have a level substantially higher than Copioba cassava flour produced inside and outside the Valley Individual and total volatile. In an attempt to better understand the origin of the differences in volatile compounds, the data were compared and correlated, and the type of processing and geographic origin of flour. The flour samples were chemically classified based on the studies of correlation between the activity of water, fatty acids and volatiles. Water activity is therefore important factor in controlling the processing, handling and stability properties of cassava flours, especially of flour Copioba. These results can be exploited, not only to the commercial classification, but also to promote a process of registration of geographical indication (GI) of flour of Copioba. Keywords: Identity, Geographical Indication (GI), Valley Copioba, GC-FID, GC-MS, Headspace, Manihot esculenta Crantz. . xii 1. INTRODUÇÃO O ser humano possui uma inter-relação com o ambiente, que caracteriza a cultura através dos valores adotados, e o alimento é um dos principais pilares da identidade cultural e histórica de um povo. A cultura brasileira, e especialmente a Nordestina, possui uma relação histórica intrínseca com o cultivo e processamento da mandioca (Manihot esculenta Crantz), que representa um símbolo na expressão popular. De origem Sul Americana a cultura da mandioca foi herdada pela miscigenação brasileira (SCHNEIDER, 2006). Em 2010 a produção mundial de mandioca totalizou 235,35 milhões de ton., sendo a Nigéria o maior produtor com 45,7 milhões de ton.(19,4%), e o Brasil com 24,8 milhões de ton. ocupa o segundo lugar (10%), seguidos pela Indonésia com 22,5 milhões de ton. (9,6%) e a Tailândia com 22 milhões de ton. (9,3%), (FAO, 2011). A região Nordeste é a maior produtora de mandioca do país, detendo 32,2% da produção, seguida pelas Regiões Norte (28,9%), Sul (24,1%), Sudeste (9,8%) e Centro-Oeste (5,0%) (IBGE, 2011). A produção de mandioca no Brasil é uma atividade realizada predominantemente por agricultores familiares e camponeses, com 74,5% do plantio efetuados em áreas inferiores a 10 hectares (IBGE, 2011), por ser uma cultura resistente às intempéries de clima, pela rusticidade e boa adaptabilidade. No Nordeste, além do uso constante para consumo humano (in natura, farinha e goma/polvilho), a raiz é largamente utilizada na alimentação animal (50%) (FAO, 2002). Em 2006, o Estado da Bahia produziu 4,4 milhões de ton. de farinha de mandioca, ficando em segundo lugar a nível nacional, atrás dos estados do Pará com 5,1 milhões de ton. (IBGE, 2011). A Bahia tem um consumo per capita de 25, 449 kg/hab./ano é o quarto estado de maior renda de consumo por pessoa, ficando atrás somente do Pará (43, 988 kg/hab./ano), Amazonas (43, 778 kg/ hab./ ano) e Amapá (32,376 kg/ hab./ ano) (IBGE, 2010). Mesmo assim, o estado da Bahia consome 24% da produção, o maior estado brasileiro consumidor do produto (EMBRAPA, 2012). O município de Nazaré inserido no Recôncavo Baiano no estado da Bahia possui a agricultura como principal atividade econômica, com destaque significativo para o plantio de mandioca. Porém, é na produção da farinha de mandioca que está à principal fonte de renda de grande parte da população (MATOS et. al., 2012). A localização do Vale do Copioba esta entre três municípios do recôncavo baiano: Maragogipe, Nazaré e São Felipe, destacandose pela produção de farinha de mandioca de Copioba, porque tem uma localização geográfica privilegiada, com os fatores ambientais (clima, solo, rios entre outros) favoráveis ao cultivo de mandioca (RIBEIRO et. al., 1990). A região possui a tradição de casas de 13 farinha com produção artesanal, e ganharam notoriedade devido à qualidade organoléptica com grande aceitação gastronômica. Os consumidores são atraídos pela crocância da farinha de grãos finos e tom amarelado, sendo denominada “farinha do Copioba”, que depois passaria a ser conhecida como farinha de Copioba. O prestigio do nome levou a exploração do mesmo, associado a uma forma de obter maiores lucros na comercialização (MATOS et al., 2012). Apesar da notoriedade da farinha de mandioca produzida no VALE DO COPIOBA, a região enfrenta problemas na cadeia produtiva, como os atendimentos as normas de boas praticas de fabricação (BRASIL, 2011) e fraudes, demonstrando a necessidade de controlar e monitorar a produção e qualidade do produto. A Instrução Normativa nº 52 de 07 de novembro de 2011do Ministério de Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) determinam os padrões de identificação e qualidade (PIQ), para a classificação, armazenamento e rotulagem de farinha de mandioca. Levantamentos dos parâmetros de qualidade exigidos pela legislação (BRASIL, 2011) são indispensáveis para garantir a padronização e a qualidade da produção de farinha de mandioca, agregando valor ao produto e permitindo sua penetração em novos mercados consumidores. Associado a esta necessidade, existe uma tendência no mercado liberal em legitimar a notoriedade de uma região produtora de um produto ou serviço, devido o desenvolvimento e comercialização de um padrão particular de qualidade ligado a localização geográfica, seja por motivos ambientais ou históricos. O registro coletivo de Indicação Geográfica (IG), regulamentado pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) através da Lei de Propriedade Industrial (nº. 9279/96), delimita espaços geográficos aos produtores, no intuito de relacionar a origem geográfica ao produto ou serviço. Tal possibilidade protege e gera sustentabilidade operacional às produções, uma vez que valoriza as peculiaridades regionais diferenciando os produtos dos demais, contribuindo com o reconhecimento de características particulares do produto decorrentes da região em que é produzido. Neste contexto, um registro beneficiaria os produtores da farinha de Copioba da região do Recôncavo Baiano, agregando valor com o seu nome de origem, o Vale do Copioba, protegendo-o de adulterações através da indicação da IG na rotulagem. Isto contribuiria para alavancar a cadeia produtiva da região, pois é uma das grandes fontes de renda dos produtores rurais, atraindo recursos financeiros para a região e reforçando o valor histórico/cultural que tem a produção de farinha de mandioca, sendo instrumento de construção social, uma ferramenta importante no desenvolvimento da economia local. 14 Portanto, o presente trabalho tem como objetivo levantar os parâmetros de qualidade da farinha de mandioca produzida no Vale do Copioba através de caracterizações físico e fisico-quimica, buscando dados que lhe confere identidade frente às farinhas produzidas em outras localidades, contribuindo para um pedido de IG do produto. 2. OBJETIVOS 2.1 Geral Caracterizar a farinha de mandioca produzida no Vale do Copioba, buscando identificar a qualidade e identidade que proporcionam a notoriedade do produto, como contribuição para um registro de Indicação Geográfica do produto. 2.2 Específicos Avaliar a conformidade dos parâmetros físicos e físico-químicos das farinhas de mandioca produzida no Vale do Copioba com os estabelecidos pela legislação vigente classificando-as (BRASIL, 2011). Estabelecer parâmetros da farinha de mandioca de Copioba e Comum, que possam ser utilizados como critério de qualidade e identidade da notoriedade do produto. Contribuir com parâmetros analíticos para o processo de registro de Indicação Geográfica da farinha de mandioca produzida no Vale do Copioba ou do Recôncavo baiano, protegendo o produto de adulterações. Fazer associações entre os parâmetros obtidos com as etapas do processo, contribuindo no desenvolvimento tecnológico do processo contribuindo para o fortalecimento da cultura e comercialização local da farinha de mandioca no Vale do Copioba. 15 CAPITULO 1: REVISÃO BIBLIOGRAFICA 1. PROPRIEDADE INTELECTUAL E PROTEÇÕES COLETIVAS Os direitos a propriedade intelectual são instrumentos que permitem uma posição jurídica de titularidade e uma exclusividade econômica, buscando garantir aos autores e inventores a recuperação dos investimentos financeiro, intelectual e humano na pesquisa e desenvolvimento tecnológico, que podem ser públicos ou privados, diretos ou indiretos. De conceito amplo a propriedade intelectual versa sobre a proteção dos objetos resultantes das atividades intelectuais humanas que impulsionam o desenvolvimento social que se faz pelos avanços tecnológicos (TAVARES et. al., 2012). A cultura de inovação e, mais precisamente, o sistema de propriedade intelectual adquirem crescente relevância no cotidiano das instituições publicas e privadas no Brasil, deixando explicito a necessidade das transferências tecnológicas, das pesquisas cientifica desenvolvidos nos centros públicos ou privados do país para solução de problemas sociais, pois somente 38 a 40% das tecnologias desenvolvidas nos centros de pesquisa chegam à sociedade, revelando uma carência no investimento de mão de obra especializada capaz de realizar a transferência tecnológica (WINTER, 2012). O registro de propriedade intelectual industrial no Brasil possui algumas modalidades como registro de Patentes, Marcas e Indicação Geográfica (IG). Essa legitimação judicial visa uma forma de proteção de mercado as invenções e inovações tecnológicas, que é respaldado pelo Acordo da Organização Mundial do Comércio (OMC) sobre os Aspectos dos Direitos de Propriedade Intelectual (TRIPS). A Indicação Geográfica é uma proteção coletiva importante para a sustentabilidade, a manutenção e o desenvolvimento local, de pequenos produtores regionais, que possuem um produto ou serviço que ganhou notoriedade ao longo da história, proporcionando a garantia de um mercado de consumidores, que são cada vez mais exigentes com a qualidade e origem dos produtos e serviços (DRUZIAN e NUNES, 2012). A concessão jurídica do registro de IG é realizada pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), em que sua sede fica localizada na cidade do Rio de Janeiro-RJ. No pedido é necessário apresentar a Guia de Recolhimento da União (GRU) paga para este serviço e preencher um formulário de pedido de registro de indicação 16 geográfica disponível no site do INPI. O formulário vem solicitando informações como a identificação dos depositantes, se a apresentação é nominal, mista ou figurativa, se é uma IG de um produto ou serviço, falando qual é o produto ou serviço e descrevendo qual o nome da área geográfica e a delimitação da região, sinalizando ainda se o pedido de IG é brasileiro ou estrangeiro. O pedido de IG pode ser de duas espécies, Indicação de Procedência (IP) ou Denominação de Origem (DO), pois para cada espécie são necessários requisitos diferentes. Na IP são imprescindíveis documentos que comprovem ter a área geográfica se tornado conhecida como indicação de procedência do produto ou da prestação de serviço, demonstre que os produtores ou prestadores de serviço estiverem estabelecidos na área geográfica, além de elementos que evidenciem que os mesmos exercem efetivamente atividades de produção ou de prestação de serviços na área geográfica. Na DO os documentos para os produtores ou servidores e comprovação de atividade são os mesmos, além disso, são necessários documentos que comprovem a características e qualidades físicas do produto ou serviço, além da descrição do processo ou método de obtenção do produto ou serviço, tornando a DO uma espécie de IG mais especifica aos elementos geográficos da região (INPI, 2000). O desenvolvimento de associações e atitudes corporativista entre os produtores é fundamental, pois junto ao pedido de IG são necessários anexos como o estatuto da associação, mostrando seus regimentos internos e configurações executivas e gestoras de modo legislativo. O regulamento técnico do produto ou serviço tem que ter registros da historia do produto ou serviço, e descrever a delimitação de área geográfica, e estabelecer quais são os produtos autorizados para comercialização dos produtores ou prestadores de serviço deixando claro o requisito dos métodos de processamento. Essas atitudes personificando as identidades dos produtos ou serviços através de parâmetros específicos, desde o tratamento da matéria prima até os acabamentos como rotulagem e/ou compostos químicos aceitos na produção de acordo com as legislações vigentes (INPI, 2000). 2. INDICAÇÃO GEOGRÁFICA (IG) A primeira convenção internacional sobre IG foi a Convenção de Paris para a Proteção da Propriedade Industrial em 1883, seguida pelo Acordo de Madrid para a Repressão de Indicações falsas ou enganosas das fontes de mercadorias em 1891, e pelo Acordo de Lisboa para a Proteção das Denominações de Origem (DO) em 1958 (LILLYWHITE et. al., 2005). 17 O Brasil é membro da Organização Mundial do Comércio (OMC), e harmonizou as suas legislações sobre Propriedade Intelectual (PI) e direitos de propriedade incluindo a IG sob responsabilidade do INPI (Instituto Nacional de Propriedade Intelectual), que através de regulamentações específicas estabelece as normas para a tramitação de uma IG, incluindo o pedido, exame, e a concessão (INPI, 2000). O primeiro pedido de registro de IG no Brasil foi realizado em 1997 no INPI para um produto estrangeiro, o presunto de Parma, região localizada na Itália. O pedido foi realizado pelo Consorzio Del Prosciutto di Parma, e até no ano de 2012 estava em estado de reconsideração (INPI, 2013), no ano seguinte (1998), realizou se o primeiro pedido de registro de uma IG para um produto brasileiro do café do cerrado, elaborado em apresentação mista pelo Conselho das Associações dos Cafeicultores do Cerrado (CACCER). As Indicações Geográficas (IG) no Brasil apresenta um cenário com 40 registros concedidos até fevereiro de 2013 (Tabela 1), dos quais 82,5% são registros de IGs de produtos ou serviços brasileiros, sendo que 7 são de produtos de Regiões do Rio Grande do Sul (21,21%), 6 são de Minas Gerais (18,18%) e 5 do Rio de Janeiro (15,15%), representando 55% do total das concessões nacionais, e 45% do total das IGs concedidas no Brasil. Uma única IG abrange dois Estados, a IG200701 do Vale do Submédio São Francisco (BR/NE), para Uvas de Mesa e Manga oriundas da região sertaneja entre o oeste do Estado de Pernambuco e norte do Estado da Bahia (INPI, 2013). No ultimo ano o Brasil teve um crescimento de 15% no número de registros concedidos, dos quais 87,5% foram de registros brasileiros. O INPI possui 46 registros de IG concedidos até janeiro de 2014, dos quais 82,6% são registros de IG brasileiras, distribuído nas áreas de alimentos (63,16%), produtos artesanais/ pedras (34,4%) e prestação de serviço (2,63%). No território brasileiro as regiões Sul e Sudeste possuem destaque com o maior numero de IG, só os estados do Rio Grande do Sul (21,05%), Minas Gerais (18,42%) e Rio de Janeiro (13,16%), representam 43,49% do total das IG concedidas no Brasil (INPI, 2014). Localizações geográficas diferentes podem conferir características aos atributos dos produtos ou serviços, sendo o ambiente também um fator determinante para a notoriedade, identidade e qualidade. Por outro lado uma determinada condição geográfica (vale, colina, entre outros) pode pertencer a vários municípios (DRUZIAN e NUNES, 2012) como acontece com o VALE DO COPIOBA, que fica localizado entre três municípios do recôncavo baiano. 18 Das 40 IGs concedidas até março de 2013 (Tabela 1) a maioria (67,5%) é de produtos agrícolas e/ou agroindustriais, e o restante é de outros tipos de produtos, principalmente (artesanato em capim dourado, panelas de barro, pedras, peças e jóias artesanais), e produtos relacionados ao setor de couros acabados e processamento como calçados. As ações nacionais de promoção e disseminação da cultura de IG começam a se tornar mais efetivas, uma vez que foram concedidas 28 IGs (70% do total) em 2011 e 2012 (Tabela 1). Apesar da ampla territorialidade e do potencial brasileiro com relação a produtos agroindustriais e artesanais, das 27 unidades federativas do Brasil somente 16 Estados (59,3%) tem IGs concedidas (INPI, 2013). Este cenário deve mudar em função das políticas de incentivo que o governo vem adotando, e que vem desempenhado um papel importante na disseminação da cultura de proteção de propriedade intelectual no Brasil. O aumento das IGs é exponencial também a nível mundial (PROFETA et al., 2009 e 2010). Vários países da União Européia possuíam em 2003 cerca de 620 IGs, majoritariamente de produtos agroindustriais, sendo 55% oriundas da França, Itália e Portugal (RANGNEKAR, 2004). Em 2011 as concessões dos vários países da União Européia passaram para aproximadamente 1000, sendo 284, 184, e 116 (58%) das IGs da Itália, França e Portugal, respectivamente (ANTONELLI e ILBERT, 2012). Uma IG envolve um plano global e gradual de inovação baseado em iniciativas destinadas a aumentar a qualidade do produto, o que Niederle e Vitrolles, (2010) relatam como “sistema de Indicação Geográfica”, onde a qualificação do produto da IG é apenas um dos objetivos. Um levantamento de potenciais IGs identificou mais de 150 produtos a maioria alimentícia, entre eles, destaca-se a farinha de mandioca tipo copioba (INPI, 2013). 19 Tabela 1- Relação de Indicações Geográficas concedidas no Brasil até julho 2012 e Região de abrangência, produto protegido e data da concessão. Item Número 1 IG970002 2 IG980001 3 IG200002 4 IG200101 5 IG990001 6 IG200501 7 IG200602 8 IG980003 9 IG200702 10 IG200701 11 IG200803 12 IG200801 13 IG200704 14 IG200907 15 IG200902 16 IG200901 17 IG201003 18 IG201001 19 IG201010 20 IG201012 21 IG201009 22 IG201002 23 IG201014 24 IG201013 25 IG201006 26 IG201004 27 IG201005 28 IG201007 29 IG201101 30 IG200909 31 IG200904 32 IG200908 33 IG201008 34 IG201106 35 IG200903 36 IG201103 37 IG201102 38 B R-4020120002-0 38 IG201107 40 IG201104 Região de abrangência Região do s Vinho s Verdes (P T) Co gnac (FR) Vale do s Vinhedo s (B R/RS) Franciaco rta (IT) Região do Cerrado M ineiro (B R/M G) P ampa Gaúcho da Campanha M eridio nal (B R/RS) P araty (B R/RJ) San Daniele (IT) Vale do Sino s (B R/RS) Vale do Submédio São Francisco (B R/NE) P into B andeira (B R/RS) Lito ral No rte Gaúcho (B R/RS) Região da Serra da M antiqueira (B R/M G) Co sta Negra (B R/CE) Região do Jalapão do Estado do To cantins (B R/TO) P elo tas (B R/RS) Go iabeiras (B R/ES) Serro (B R/M G) São Jo ão del Rei (B R/M G) Franca (B R/SP ) Vales da Uva Go ethe (B R/SC) Canastra (B R/M G) P edro II (B R/P I) P o rto (P T) Região P edra Cinza Rio de Janeiro (B R/RJ) Região P edra Carijó Rio de Janeiro (B R/RJ) Região P edra M adeira Rio de Janeiro (B R/RJ) Cacho eiro de Itapemirim (B R/RJ) M anguezais de A lago as (B R/A L) Linhares (B R/ES) P araiba (B R/P B ) Região de Salinas (B R/M G) Vale do s vinhedo s (B R/RS) Napa Valley (US) No rte P io neiro do P araná (B R/P R) P o rto Digital (B R/P E) Champagne (FR) A lto s M o ntes Divina P asto ra (B R/SE) São Tiago (B R/M G) P ro duto Tipo Co ncessão Vinho s Verdes DO 10/08/1999 Destilado vínico o u aguardente de vinho DO 11/04/2000 Vinho s tinto , branco e espumante IP 19/11/2002 Vinho s, vinho s espumantes e bebidas alco ó licas DO 21/10/2003 Café IP 14/04/2005 Carne B o vina e seus derivado s IP 12/12/2006 A guardentes, tipo cachaça e aguardente co mpo sta A zulada IP 10/07/2007 Co xas de suíno s frescas, presunto defumado cru DO 07/04/2009 Co uro A cabado IP 19/05/2009 Uvas de M esa e M anga IP 07/07/2009 Vinho s tinto , branco s e espumantes IP 13/07/2010 A rro z DO 24/08/2010 Café IP 31/05/2011 Camarão DO 16/08/2011 A rtesanato em capim Do urado IP 30/08/2011 Do ces fino s tradicio nais e de co nfeitaria IP 30/08/2011 P anelas de barro IP 04/10/2011 Queijo IP 13/12/2011 P eças artesanais em estanho IP 07/02/2012 Calçado s IP 07/02/2012 Vinho de Uva Go ethe IP 14/02/2012 Queijo IP 13/03/2012 Opalas precio sas de P edro II e jó ias artesanais de o palas de P edro II IP 03/04/2012 Vinho genero so (vinho lico ro so ) DO 17/04/2012 Gnaisse fitado mino lítico de co lo ração cinza po ssuindo 3 variedades: "Olho de po mbo ", "P inta Ro sa" e "Granito DO Fino " 22/05/2012 Gnaisse fitado mino lítico de co lo ração branca co m po nto s vermelho s de diâmetro geral inferio r a 1cm DO 22/05/2012 Gnaisse fitado mino lítico de co lo ração clara co m quatro variedades de co r: branca, ro sa, verde e amarela DO 22/05/2012 M ármo re IP 29/05/2012 P ró po lis vermelha e extrato de pró po lis vermelha DO 17/07/2012 Cacau em amêndo as IP 31/07/2012 Têxteis de algo dão naturalmente co lo rido IP 16/10/2012 A guardente de cana tipo Cachaça IP 16/10/2012 Vinho DO 25/09/2012 Vinho DO 11/09/2012 Café verde em grão e industrializado em grão o u mo ido IP 25/09/2012 Serviço de tecno lo gia de info rmação IP 11/12/2012 Vinho espumante DO 11/12/2012 Vinho o s IP 11/12/2012 Renda de agulha em Iacê IP 26/12/2012 B isco ito IP 05/02/2013 Fonte: INPI, (2013). 20 3. FARINHA DE MANDIOCA DE COPIOBA A mandioca é o produto mais popular da alimentação brasileira desde o início da colonização. Preparada de diferentes formas, a farinha, seu principal produto, é usada por todas as camadas da população. Os múltiplos e variados aspectos que envolvem o seu cultivo e transformação em alimento conferem-lhe considerável importância histórica, econômica e social (CRISTÉ e COHEN, 2010). A tecnologia de fabricação da farinha é simples, mas exige alguns cuidados no seu desenvolvimento. A seleção da matéria-prima adequada, a higiene e os cuidados durante todo o processo de fabricação, são fatores fundamentais para garantir um produto de qualidade. A farinha de mandioca é oriunda dos povos originários da América do Sul, aonde o cultivo de sua matéria prima encontra condições favoráveis para seu desenvolvimento em todos os climas tropicais e subtropicais, que tenham condições ambientais tais como temperatura entre 20 ºC e 27 ºC, baixa altitude, uma precipitação pluvial total anual de 1.000 mm a 1.500 mm. O solo deve apresentar textura variando de franco arenoso a argilo arenoso, possibilitando fácil crescimento das raízes, boa drenagem e facilidade de colheita, pois o cultivo não possui irrigação (EMBRAPA, 2003). Atualmente, se mantém a denominação farinha de Copioba para designar farinha de boa qualidade, isto é, de granulação fina, cor branca e bem torrada, e os municípios do Vale do Copioba e do Recôncavo Baiano, região que contorna a Baía de Todos os Santos, ainda mantêm o destaque por produzi-la. O Vale do Copioba esta localizado no Recôncavo Baiano a onde o material original dos solos vérticos, formou-se sobre rochas sedimentares argilosas, o clima é tropical úmido, possuindo uma pluviometria média anual ao redor de 1.800 mm, aonde a temperatura média anual é de 25 ºC (RIBEIRO et al., 1990). Esses parâmetros geográficos são as condições ideais do cultivo de mandioca (EMBRAPA, 2003). A farinha de Copioba é conhecida e comercializada até hoje com essa denominação em vários locais do país, com destaque sempre para a qualidade diferenciada, que pode se notar tanto pelas condições geográficas e climáticas do Vale do Copioba, quanto pelo processo diferenciado. A qualidade dos produtos de IG é reconhecida e possuem documentos que comprovam os atributos dos produtos ou serviços, podendo incluir dados de jornais, artigos ou outros tipo de registros. É necessário que os produtos de IGs, comprovem através de dados objetivos, que os produtos são diferenciados dos de outras regiões, como exemplo a composição do produto (DRUZIAN e NUNES, 2012). 21 Em linhas gerais, nas casas de farinha o processamento das raízes de mandioca para a elaboração da farinha compreende nove etapas: recebimento das raízes, lavagem, descascamento, trituração, prensagem, desintegração, torrefação, peneiração, acondicionamento e armazenagem, sendo todas as etapas realizadas sem interrupções (SANTANNA e MIRANDA, 2004; CHISTÉ et al. 2006; MATOS et al., 2012). No entanto, o que se observa nas casas de farinha de Nazaré, segundo Branco et al. (2012), é um processo descontínuo, no qual a massa de mandioca triturada fica exposta por um longo período à temperatura ambiente, principalmente na etapa relativa à prensagem, resultando em fermentação espontânea e, conseqüente, aumento da acidez do produto. Tendo em vista a simplicidade ou a natureza mais ou menos artesanal dos procedimentos de obtenção da farinha, alguns estudos têm levantado preocupações quanto à qualidade higiênica das farinhas de mandioca da Bahia, pois apesar da baixa atividade de água limitar o crescimento de contaminantes biológicos, elevadas contagens de Bacillus cereus foram encontradas em farinhas produzidas em duas unidades de processamento da zona rural do Recôncavo Baiano, indicando que o tempo e a temperatura da torrefação não foram suficientes para destruí-los (SANTANNA e MIRANDA, 2004). Além disso, um diagnóstico higiênico-sanitário direcionado às unidades de processamento da farinha de mandioca na região Sudoeste da Bahia mostrou 100% de inconformidade das unidades em todos os requisitos avaliados, comprovando a necessidade de medidas corretivas, visando garantir a inocuidade e a saúde do consumidor (OLIVEIRA e REBOUÇAS, 2008). Portanto, o processo de obtenção de farinha de mandioca deve estar sujeito às normas gerais de processamento de alimentos, que são ferramentas e procedimentos que devem ser aplicados desde as etapas de implantação até a operacionalização de unidades artesanais ou industriais. Tais medidas visam assegurar a qualidade, expandir a vida útil e, principalmente, minimizar problemas de segurança que possam colocar em risco a saúde do consumidor. 4. PADRÃO DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE FARINHA DE MANDIOCA Para uma IG é necessário esclarecer não só o modo tradicional como uma farinha é produzida, mas também as condições de inocuidade do processo de produção. Entende-se que é inaceitável a presença de contaminantes químicos, físicos ou biológicos na matéria-prima ou em produtos semi-acabados ou acabados, e a não 22 conformidade com o padrão de identidade e qualidade, ou com o regulamento técnico estabelecido para cada produto, além das demais legislações vigentes. O Ministério do Estado da Agricultura, Pecuária e Abastecimento estabeleceu o Regulamento Técnico da Farinha de Mandioca na forma de Instrução Normativa nº 52 em 07 de novembro de 2011, que define os parâmetros de identificação e qualidade da farinha de mandioca normatizando a produção e comercialização do produto no Brasil (BRASIL, 2011), que contempla a produção industrial e em casas de farinha, mostrando avanços quando comparado com a Portaria nº 554, de 30 de agosto de 1995. O presente Regulamento Técnico tem por objetivo, definir o padrão oficial de classificação da farinha de mandioca, considerando seus requisitos de identidade e qualidade, a amostragem, o modo de apresentação e a marcação ou rotulagem, nos aspectos referentes à classificação do produto e suas necessidades de fabricação que é o conjunto de operações por que passa a matéria-prima (mandioca) até a sua transformação na condição de produto elaborado ou pronto para consumo, envolvendo todas as fases de seu preparo, processamento, armazenamento, transporte e exposição à venda. As exigências de fabricação da legislação devem ser atendidas pelos produtores da farinha de mandioca do Vale do Copioba para o registro de Indicação Geográfica, necessitando realizar o levantamento da composição centesimal e os parâmetros de qualidade exigidos, para garantir a uniformidade e a qualidade da produção de farinha de mandioca (BRASIL, 2011). Farinha de mandioca é o produto obtido de raízes de mandioca, do gênero Manihot, submetidas ao processo tecnológico adequado de fabricação e beneficiamento, possuem características físicas e físico-químicas que definem parâmetros de qualidade e as que apresentarem aspecto generalizado de mofo ou fermentação, ou mau estado de conservação, ou odor estranho impróprio ao produto que inviabiliza a sua utilização para o uso proposto, ou ainda presença de insetos vivos ou mortos, são desclassificadas e consideradas imprópria para o consumo humano, com a comercialização proibida (BRASIL, 2011). A classificação da farinha de mandioca é estabelecida em função dos seus requisitos de identidade e qualidade. Os requisitos de identidade da farinha de mandioca são definidos pelo seu processo tecnológico de fabricação. Os requisitos de qualidade da farinha de mandioca são definidos em função da granulometria e dos parâmetros estabelecidos na legislação umidade, cinzas total, fibras total, amido e acidez (BRASIL, 2011). 23 A farinha de mandioca é classificada em grupos (Seca, D’Água, Bejusada), em classes (Fina, Média e Grossa) e em tipos (tipo I, tipo II e tipo III). A farinha do VALE DO COPIOBA se classifica como grupo Seca, que é definido como o produto obtido das raízes de mandioca sadias, devidamente limpas, descascadas, trituradas, raladas, moídas, prensadas, desmembradas, peneiradas, secas à temperatura adequada, podendo novamente ser peneirada e ainda beneficiada (BRASIL, 2011). A granulometria está relacionada à distribuição das partículas e grânulos que constituem o produto, segundo os seus tamanhos. Na determinação da Classe utiliza se peneiras com abertura de malha nominal igual a 1 mm (um milímetro) ou 2 mm (dois milímetros), diâmetro do aro externo de 20,5 cm (vinte vírgula cinco centímetros) e malha com diâmetro de 18,5 cm (dezoito vírgula cinco centímetros), compreendendo as seguintes etapas: Primeiro a farinha de mandioca seca, 100g de amostras é peneirada, através do conjunto de peneiras com aberturas de malha nominal igual a 1mm (um milímetro) e 2mm (dois milímetros), com agitação manual ou mecânica, em movimentos intermitentes, durante o tempo de um minuto, é pesado e anotado as quantidades de farinha retida na peneira com abertura de malha nominal igual a 1mm (um milímetro) e o que ficar retido na peneira com abertura de malha nominal igual a 2mm (dois milímetros), identificando a Classe correspondente (BRASIL, 2011). A farinha de mandioca do Vale do Copioba é do Grupo Seca devidas suas etapas de processamento, e pertencente à classe fina de acordo com a sua granulometria (MATOS, 2012). A umidade é o teor de água livre encontrada no produto, sendo a sua medida expressa em gramas por 100 gramas do produto. A farinha de mandioca deve ser comercializada com umidade inferior a 13 g/ 100g, devendo ser rebeneficiada para valores acima deste limite (BRASIL, 2011). O teor de cinzas ou resíduo mineral fixo é o total de material mineral presente no produto, sendo a sua medida expressa em gramas de cinzas por 100 gramas do produto (%) que não pode ultrapassar o valor de 1,4% (BRASIL, 2011). A acidez são as mudanças químicas provocadas no produto por microrganismos, tendo como efeito a formação de compostos mais simples, como a formação de ácidos orgânicos e conseqüente elevação na acidez, uma propriedade o que confere característica sensorial ao produto. A acidez aquossolúvel é o teor dos ácidos orgânicos solúveis em água encontrados no produto, sendo expresso em mili-equivalentes de solução de NaOH (0,1N) por cem gramas de produto (meq NaOH 0,1N/ 100 g). Esse valor irá definir se a farinha tem baixa ou alta acidez. Para os grupos seca e bijusada será 24 considerada pouco ácida a farinha de mandioca que apresentar valores até 3,0 meq NaOH 0,1N/ 100 g, ou muito ácida para valores acima de 3,0 mili-equivalente NaOH (0,1 N)/ 100 g. (BRASIL, 2011). Uma propriedade física química da farinha de mandioca importante é a fibra bruta, que pode ser quantificada pelo resíduo composto principalmente de celulose e lignina, obtido por meio de metodologia adequada, sendo a sua medida expressa em gramas de fibra bruta por 100 gramas de produto (%), e o valor em gramas/100gramas de farinha não pode ser superior a 2,3% (Brasil, 2011) para o grupo de farinhas seca, a qual se classifica a farinha do VALE DO COPIOBA (MATOS, 2012). O teor de amido é soma dos carboidratos amilose e amilopectina presentes no produto. No grupo de farinhas secas o teor de amido esta relacionado ao tipo da farinha I, II e III. Através de metodologia adequada, os resultados tem que ser superiores a 80%, sendo a sua medida expressa em gramas de amido por 100 gramas do produto (%), sendo que entre 80 e menores que 82%, é considerada farinha do tipo III, entre 82 e 86% é considerada do tipo II, e farinha com valor de amido superior a 86% é considerada do tipo I (BRASIL, 2011). A norma também determina que na embalagem do produto conste tipo: denominação de venda do produto (a expressão "farinha de mandioca" seguida da marca comercial do produto, quando houver); Identificação do lote e data de acondicionamento, que serão de responsabilidade do embalador; Nome empresarial, registro no Cadastro Nacional de Pessoa Jurídica (CNPJ) ou no Cadastro Nacional de Pessoa Física (CPF), o endereço da empresa embaladora ou do responsável pelo produto e acidez do produto (BRASIL, 2011). No caso da farinha de mandioca a granel, destinada diretamente à alimentação humana, o produto deverá ser identificado e as expressões colocadas em lugar de destaque e de fácil visualização, contendo no mínimo, as informações relativas ao grupo e ao tipo do produto. O não atendimento aos padrões exigidos por legislação ou a problemas de qualidade pela Indústria Rural no Brasil é resultado da pouca atenção à qualidade, às embalagens e à apresentação. Estas características vão contribuir, quase sempre, para dificuldades de acesso aos canais modernos de comercialização e uma taxa muito alta de informalidade (MATOS et. al., 2012). A falta de um padrão geral de qualidade, em termos de qualidade intrínseca, das embalagens e da apresentação, aliada à baixa escala de produção, a uma produção quase sempre dispersa, ao desconhecimento de técnicas mínimas de gestão da produção, faz com que essas atividades se apresentem 25 muito frágeis e divergentes do cenário ideal de produção de farinha de mandioca (FERNANDES FILHOS e CAMPOS, 2003). Uma forma da ferramenta das IGs contribuírem para a qualificação do produto. A composição centesimal é entendida como a expressão básica do valor nutritivo de um alimento através da proporção dos componentes básicos (cinzas, umidade, lipídeos, proteínas e carboidratos). Para a farinha de mandioca é fundamental a caracterização do produto, através da composição centesimal, análises físico-químicas e granulométricas, devendo, portanto, fazer parte do requerimento de indicação geográfica no requisito de características do produto (BRASIL, 2011). No Quadro 1 pode-se verificar a variação nos parâmetros físico-químicos das farinhas produzidas em diferentes localidades do Brasil. Esta variabilidade sugere que as características do clima e geográficos locais produzem influências nas características do produto obtido. 5. SECAGEM POR CONDUÇÃO A fabricação de farinha é basicamente um processo de desidratação das raízes maceradas. Como indicado por Lima (1982), apesar das raízes serem raladas á seco, a massa é excessivamente úmida. O excesso de água deve ser eliminado antes da torração. A prensagem escoa o excesso de água, facilitando a operação de secagem e evitando a formação de goma (gelificação). Quando sai da prensa, a massa encontra-se sob a forma de blocos compactos, em razão da pressão exercida. Antes de seguir para a torração ou secagem provoca-se o esfarelamento desses blocos. A massa esfarelada apresenta de 45 a 50 % de umidade, devida á água de constituição e deve ser retirada pela secagem até no mínimo 13% (BRASIL, 2011). Como a massa esfarelada a ser seco é muito fina e muito úmida, a secagem por condução é o método mais apropriado. O calor é fornecido ao material úmido por condução (contato) de superfícies aquecidas, que suportam ou confinam o material, tais como: bandejas, placas, cilindros ou paredes de secadores. A temperatura do material é maior do que na secagem por convecção e os coeficientes de transferência de calor do material para a superfície aquecida e da superfície aquecida para o ar aquecido governam o total de calor transferido para o material. 26 Quadro 1. Referencial teórico da composição centesimal de diversos trabalhos realizados com farinhas de mandioca de diferentes regiões do Brasil. Parâmetros físico-químicos REFERÊNCIAS Barbosa et al (2011) Farinha produzida com subprodutos da indústria de mandioca/ Paraná Ferreira Neto et al. (2003) farinha de mandioca seca/ Paraíba Dias e Leonel (2006) Farinha de mandioca seca e fina/ Segipe Souza et al. (2008) Farinha de mandioca/Acre Chisté et al (2006) farinha de mandioca do grupo seca, subgrupo fina, tipo 1/ Pará ÁLVARES et al. (2013) farinha de mandioca do grupo seca, subgrupo fina, tipo 1/ Acre Umidade (%) Aw Cinzas (%) Lipídios Totais (%) Proteínas (%) Amido (%) Fibra Bruta (%) Acidez (meq NaOH (0,1N)/100g) Carboidrato (%) 5,48±0,42 - 1,20±0,09 7,42±0,93 1,16±0,33 - 6,30±0,65 - 78,44* 7,669±0,138 - - 0,914±0,098 1,250±0,093 - - - 89,009+0,081 7,73 - 1,12 - 1,06 83,08 2,26 2,08 - 11,33 - 0,84 0,21 0,85 - 2,71 1,46 84,06* 6,85 ± 0,13 0,55 ± 0,01 0,54 ± 0,03 0,18 ± 0,01 0,93 ± 0,05 72,05 ± 0,27 - 5,18 ± 0,06 - 9,85 0,51 1,31 - 0,98 95,99 1,78 1,82 - 27 A desidratação é uma operação unitária comum à maioria dos processamentos de alimentos. Como método de preservação a secagem assume importância fundamental por proporcionar baixos custos de embalagem, de armazenamento e de transporte pela redução do volume e peso do produto final (GAVA, 2008), e aumento da vida de prateleira, fornecendo propriedades sensoriais únicas do produto final (BEAUDRY et al., 2004). Isto se dá pela redução do conteúdo de água do alimento a ponto de minimizar o crescimento microbiano e as reações químicas indesejáveis (RUIZ-LÓPEZ et al., 2008). O movimento de água do interior do material até à superfície é analisado pelos mecanismos de transferência de massa, que indicará a dificuldade de secagem dos materiais. Durante a secagem, para que haja a evaporação de água da superfície do material ao ambiente, a água deve ser transportada do interior do sólido até a superfície. Portanto é necessário o fornecimento de calor para evaporar a umidade do material, também deve haver um sorvedor de umidade para remover o vapor de água formado a partir da superfície do material a ser seco. Do ponto de vista de fornecimento de calor, os mecanismos básicos de transferência de calor empregados indicam os possíveis equipamentos necessários ao processo. A retirada do vapor de água formado na superfície do material é analisada do ponto de vista de movimento do fluido (mecânica dos fluidos), indicando também os possíveis equipamentos para esta finalidade (BEAUDRY et al., 2004; GAVA, 2008). A diferença do conteúdo de umidade inicial do material e do conteúdo de umidade de equilíbrio (atividade de água) representa a força motriz para a secagem. A Figura 1 mostra o comportamento da atividade de água em função da umidade durante a secagem. Figura 1. Comportamento da atividade de água em função de umidade de processos de secagens, segundo PARK e NOGUEIRA (1992). 28 Os produtos são muito diferentes entre si, devido a sua composição, estrutura, e suas dimensões. As condições de secagem são muito diversas, de acordo com as propriedades do ar de secagem e a forma como se faz o contato ar-produto: por exemplo, secagem com ar quente na superfície de um leito de partículas é um caso (a água estando situada dentro das partículas), ou outro caso é a suspensão de uma partícula em um fluxo de ar. Uma vez que o produto é colocado em contato com ar quente, ocorre uma transferência do calor do ar ao produto sob o efeito da diferença de temperatura existente entre eles. Simultaneamente, a diferença de pressão parcial de vapor d'água existente entre o ar e a superfície do produto determina uma transferência de matéria (massa) para o ar. Esta última se faz na forma de vapor de água. Uma parte do calor que chega ao produto é utilizada para vaporizar a água. A evolução destas transferências simultâneas de calor e de massa no decorrer da operação de secagem faz com que esta seja dividida esquematicamente em três períodos. A Figura 2, mostra as curvas de evolução do teor de água do produto (X), da temperatura (T) e da velocidade de secagem (dX/dt), também chamada de taxa de secagem, ao longo do tempo, para um experimento utilizando ar de propriedades constantes. Figura 2. Típica curva de secagem evidenciando o comportamento da temperatura do produto, da umidade e a velocidade se secagem. A curva (a) representa a diminuição do teor de água do produto durante a secagem (conteúdo de umidade do produto, em relação à evolução do tempo de secagem t), isto é, é a curva obtida pesando o produto durante a secagem numa determinada condição de secagem. A curva (b) representa a velocidade (taxa) de 29 secagem do produto (variação do conteúdo de umidade do produto por tempo, dX/dt em relação à evolução do tempo t), isto é, é a curva obtida diferenciando a curva (a). A curva (c) representa a variação da temperatura do produto durante a secagem (variação da temperatura do produto, T em relação à evolução do tempo (t), isto é, é a curva obtida medindo a temperatura do produto durante a secagem (Figura 2). No entanto não existe consenso no estabelecimento uma única relação teórica que possibilite generalizações para tratamentos na secagem. Estas transferências internas de massa são influenciadas por dois fenômenos particularmente importantes para os produtos biológicos: a migração dos solutos e a deformação do produto. Os métodos de cálculo da cinética de secagem são aplicados de modo diferente dependendo do período de secagem considerado. No período de taxa de secagem constante, as transferências de calor e de massa na interface ar-produto governam a secagem e fixam a velocidade de secagem, enquanto que no segundo período (período de taxa de secagem decrescente) as transferências internas que são limitantes. Portanto, a eficiência do processo de secagem depende das propriedades do alimento, das propriedades do ar de secagem, da umidade relativa, da velocidade do ar de secagem e da temperatura (PARK e NOGUEIRA, 1992). A secagem tem a finalidade de eliminar um líquido volátil contido num corpo não volátil, através de evaporação, portanto, é a operação na qual a atividade de água de um alimento é diminuída pela remoção da água, através de sua vaporização. O tipo de secagem a ser utilizado depende, dentre outros fatores, do produto a ser desidratado, da sua constituição química e das características físicas do produto final desejado. De acordo com Aguilera e Stanley (1990), define-se como microestrutura de alimentos a organização dos componentes de um alimento e suas interações. Ao sofrer processamento, em especial a secagem, a microestrutura do alimento é destruída e reconstituída, o que poderia ser entendido como uma série de operações de reestruturação e reorganização. As considerações sobre como água é transportada do interior do sólido à superfície fundamentam as teorias existentes na secagem. Todas estas considerações, tais como, conteúdo inicial de umidade do material, conteúdo final de umidade que o material pode chegar (umidade de equilíbrio), como a água está relacionada com a estrutura do sólido e como o transporte da água é feito do interior à superfície do sólido durante a secagem servem para fundamentar o fenômeno de secagem. A água residual depois de um processo de secagem está presente em praticamente todos os alimentos e tem importância em um grande número de reações. A determinação do teor de água é uma das mais freqüentes análises realizadas nos 30 alimentos. A água ocorre em alimentos em diferentes formas de ligação química, sendo as ligações de hidrogênio ou pontes de hidrogênio as mais importantes. Pelo menos dois tipos de água são encontrados nos alimentos: um tipo denominado água livre que está fracamente ligada ao substrato e que funciona como solvente, permitindo o crescimento de microrganismos, de reações químicas e que é eliminada com facilidade; e outra denominada água combinada que está fortemente ligada ao substrato, é mais difícil de ser eliminada e que não é usada como solvente, não permitindo o crescimento de microrganismos (MORGANO, 2008). O teor de umidade em farinhas é um importante índice de qualidade, pois este pode afetar as características da amostra, a preservação do produto e principalmente a crocância. Um alto teor de umidade pode permitir a atividade de microrganismos e enzimas e alterar as características sensoriais do produto. Água não ligada (água livre) envolve a energia para sua evaporação ao nível de calor latente de vaporização, ao passo que as águas ligadas necessitam maior nível de energia para a sua evaporação. Consequentemente, os materiais hidrofóbicos apresentam águas livres. As propriedades dos alimentos “in natura” afetam tanto a transferência de calor como de massa e ambas podem ter efeitos importantes nas características dos alimentos secos. Um dos importantes parâmetros do material que será seco é o conteúdo de umidade do produto. O conteúdo de umidade de um produto é a proporção direta entre a massa de água presente no material e a massa de material que não contém água, ou massa seca. A água é um dos mais importantes componentes dos alimentos, afetando todas as suas propriedades físicas. A forma como a água afeta a natureza física e as propriedades dos alimentos é complexa devido à interação entre a água e o meio, o que envolve a estrutura física e a composição química dos diversos solutos incluindo polímeros e colóides ou partículas dispersas. É possível estabelecer uma relação estreita entre o teor de água livre no alimento e sua conservação. O teor de água livre é expresso pela atividade de água (Aw) que é dada pela relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio sobre o alimento e a pressão de vapor de água pura, à mesma temperatura, ou seja, a umidade relativa em equilíbrio com o produto na temperatura considerada (ANTONIO, 2006; PARK, 2006). O valor máximo de Aw é 1, para a água pura. Nos alimentos ricos em água, com Aw acima de 0,90 formam soluções diluídas com os alimentos servindo de substrato para reações químicas e o desenvolvimento microbiano. Entre 0,40 e 0,80 há uma aceleração das reações químicas pelo aumento da concentração dos substratos. Próximo a 0,60, cessa a atividade microbiana e para Aw inferior a 0,30 atinge-se a zona de adsorção primária (Figura 3). 31 As isotermas de sorção são as curvas de equilíbrio, compostas pelas umidades de equilíbrio do material correspondentes às umidades relativas (ou atividade de água) para uma dada temperatura. Pela isoterma de sorção sabe-se se será possível atingir uma umidade de equilíbrio boa para conservação do produto, a uma dada temperatura e umidade relativa ou Aw. O conhecimento destas curvas de sorção é indispensável para determinar o teor de água final necessário para estabilizar o produto (ALONSO & PARK, 2005). A textura é um dos atributos sensoriais de maior importância em alimentos e está diretamente relacionada com o seu estado físico. Figura 3. Velocidade relativa de reações em função da atividade de água (LABUZA,1968). Durante o processamento e a armazenagem, os alimentos estão sujeitos a uma série de variações na sua composição e nas condições de temperatura e pressão do ambiente, as quais levam a alterações no seu estado físico e, conseqüentemente na sua textura. Os diversos tipos de farinhas de mandioca são decorrentes de vários fatores que incluem matéria-prima e processo, como umidade da massa ralada, temperatura do forno, velocidade e forma de agitação, entre outros. Em razão disto existem no Brasil, inúmeros tipos e subtipos que não são regulamentados pela Legislação (BRASIL, 2011). Os critérios de qualidade destas farinhas são discutíveis e muitas vezes dependem apenas da avaliação subjetiva do consumidor. As informações sobre a eficiência dos fornos de secagem são limitadas. Segundo Lima (1982), a torração é uma operação delicada, talvez a que mais influa na qualidade do produto final. Dela dependem o sabor, a cor e a conservação durante o transporte e armazenamento, além dos cuidados inerentes ao acondicionamento e armazenamento. 32 Existem quatro tipos de fornos mecanizados no mercado. Temperaturas elevadas com fornos quentes provocam a granulação característica das farinhas d’água da Região Norte. Fornos giratórios e baixa carga espalhada sobre a superfície promovem a floculação típica da farinha beiju paulista. Segundo Lima (1982), durante a torração e esfriamento, há sempre a formação de aglomerados, devido à gelificação da fécula. Após a trituração a farinha é passada por peneiras, com a finalidade de separar as partes não trituradas e promover uma classificação. Essa classificação pode ser obtida pela passagem em uma série de peneiras de crivos diferentes e padronizados, obtendo, em uma única operação, farinhas de diferentes granulometrias. O processo de secagem define grande parte das características da farinha. Um forno mais frio proporciona uma farinha mais fina e branca, enquanto que um forno quente proporciona farinha mais granulada, de cor mais amarela e aparência cristalina, portanto mais crocante. Além da qualidade, a eficiência de secagem interfere sobre o custo de produção. Essa diversidade de técnicas conduz a uma grande variabilidade do produto e à dificuldade em estabelecer padrões. Para avaliar essa diversidade, Balthaet et al. (2005) analisaram 31 amostras de farinhas de mandioca coletadas em Campo Grande-MS, encontrando grande diversidade de tipos e cores, nem sempre coincidentes com a rotulagem. Além de heterogeneidade dentre e entre fabricantes de uma mesma região, existem muitos tipos de farinha nos diversos Estados brasileiros. 6. OXIDAÇÃO LIPÍDICA E COMPOSTOS VOLÁTEIS A oxidação é a principal forma de deterioração da qualidade de óleos e gorduras. Os níveis de oxidação dependem principalmente das condições de armazenamento, assim como temperatura, presença de luz e da disponibilidade de oxigênio. Sob condições favoráveis, a autoxidação, que se constitui em um processo químico via radical livre, origina hidroperóxidos em sua fase inicial, estes podem se decompor ou polimerizar, resultando em uma complexa mistura de compostos que possibilitam descrever parcialmente os níveis oxidativos (KANAVOURAS, 2005). Basicamente, a autoxidação lipídica consiste na incorporação de oxigênio molecular a um ácido graxo poliinsaturado para produzir um hidroperóxido lipídico (LOOH) como produto primário inicial. O início da oxidação dos ácidos graxos poliinsaturados requer um oxigênio na forma ativada (LIMA e ABDALLA, 2001). O processo da autoxidação lipídica pode ser dividido em três etapas: iniciação, propagação e terminação (Figura 1). A fase de iniciação representa o início da peroxidação, em que o ácido graxo insaturado sofre ataque de uma espécie reativa capaz de remover um átomo de hidrogênio a partir de um grupo metileno (-CH2-), 33 formando um radical de carbono. Este radical é estabilizado para formar um dieno conjugado, ou seja, duas ligações intercaladas por uma ligação simples (LIMA e ABDALLA, 2001). Em meio aeróbio, o radical alquila inicialmente formado se combina com o oxigênio, formando o radical peroxila, o qual pode remover um hidrogênio alélico de outro ácido graxo, gerando outro radical de carbono e promovendo a etapa de propagação (LIMA e ABDALLA, 2001). A reação do radical peroxila com o átomo de hidrogênio removido gera um hidroperóxido lipídico (ROOH). Peróxidos cíclicos também podem ser formados, quando o radical peroxila reage com uma dupla ligação na mesma cadeia de ácido graxo, o que também pode propagar a autoxidação. A dissociação consiste na decomposição dos hidroperóxido que ocorre primeiro monomolecular e depois bimolecular, contribuindo também para o aumento na concentração de radicais livres. A terceira etapa da reação é a fase da terminação, que se dá pela aniquilação dos radicais formados originando produtos não radicalares. Os radicais peroxila e alcoxila também podem: sofrer dismutação ou clivagem b formando aldeídos; formar uma ligação covalente com resíduos de aminoácidos ou sofrer um rearranjo formando produtos secundários (derivados hidroxi-, ceto-, ceto-hidroxi- e epoxi-hidroxi-ácido graxo). Todas as etapas da autoxidação ocorrem simultaneamente em uma complexa reação em cadeia (LIMA e ABDALLA, 2001). Figura 4. Mecanismo da reação da autoxidação lipídica (LIMA e ABDALLA, 2001). 34 Figura 5. Formação de hidroperóxido a partir do metil linoleato (LIMA e ABDALLA, 2001). Na etapa de propagação, o radical alquil (ROO•) resultante da remoção do hidrogênio é estabilizado por ressonância. Como resultado o oxigênio ataca espécie final alilico. Em ácidos graxos poliinsaturados com duas ou mais duplas ligações separadas por um grupamento metileno a remoção do hidrogênio é favorecida porque há grupos metileno duplamente ativados por duas duplas ligações adjacentes. Como mostra a Figura 2, no ácido linoléico a remoção do hidrogênio acontece no carbono 11, dando origem ao radical hibrido pentadienil também estabilizado por ressonância, que reage com oxigênio nos carbonos 9 e 11 produzindo uma mistura de dois dienos conjugados, 9e 13-hidroperoxido. A Tabela 2 mostra os hidroperóxidos formados a partir dos metis oleato, linoleato e linolenato. Observa-se que com o aumento do número de duplas ligações mais complexa é a mistura de hidroperóxidos formados, no entanto apresentam menor estabilidade. 35 Tabela 2. Hidroperóxidos formados pela Autoxidação dos metis Oleato, linoleato, e linolenato de metil a 25°C. Ácido graxo Me-oleato (% de Hidroperóxidos totais) 8-OOH 9-OOH 10-OOH 11-OOH 26,4 24,2 22,8 26,6 Me-linoleato 48,9 Me-linolenato 30,6 12-OOH 13-OOH 16-OOH 51,2 10,1 10,8 48,6 Fonte: LIMA e ABDALLA,2001 A decomposição dos hidroperóxidos (produtos primários da oxidação) dá origem a uma mistura de compostos denominados de produtos secundários da oxidação. Dentre estes cita-se os compostos voláteis com baixo peso molecular gerados pela quebra do radical alcoxila. Na oxidação lipídica, o flavor de deterioração é causado por pequenas concentrações de aldeídos, cetonas, alcanos, alcenos, etc. As Figuras 3 e 4 esquematizam a formação de voláteis a partir dos dienos conjugados 9- e 13-hidroperóxidos no acil linoleico do triacilglicerol. A partir do 9hidroperóxido são formados o 3-nonenal e 2,4-decadienal e a partir do 13-hidroperóxido são formados o hexanal e o pentano. Figura 6. Reações de formação de compostos voláteis a partir do dieno 9-hidroperoxido do acil linoleico do triacilglicerol (LIMA e ABDALLA, 2001). 36 Figura 7. Reações de formação de compostos voláteis a partir do dieno 13-hidroperoxido do acil linoleico do triacilglicerol (LIMA e ABDALLA, 2001). Os principais compostos voláteis formados a partir dos metis oleato, linoleato e linolenato são mostrados na Tabela 3. A perda dos aldeídos está relacionada à volatilização e a reações de oxidação ocorridas durante a etapa de torra e estocagem, respectivamente. O átomo de hidrogênio ligado à carbonila faz com que os aldeídos sejam mais susceptíveis a oxidação e mais reativos em relação a adições nucleofílicas. O hexanal, (Z)-2-nonenal, (E)-2-nonenal, (E,Z)-2nonadienal, (E,E)-2,4-nonadienal e os isômeros do 2,4-decadienal são alguns dos aldeídos provenientes da quebra de hidroperóxidos de lipídios mais conhecidos. Sabe-se que quando os lipídios são submetidos ao aquecimento em atmosfera de oxigênio, estes se decompõem em produtos secundários, dentre os quais se destacam os aldeídos, que ao reagirem com compostos amínicos, como aminoácidos, produzem compostos voláteis (DART e NURSTEN, 1985; ULLRICH, 1988). 37 Tabela 3. Principais compostos voláteis formados pela decomposição de hidroperóxidos dos Metis Oleato, Linoleato e linolenato a 25°C. Compostos Voláteis Aldeídos Oleato Linileato Linolenato 8:0 6:0 3:0 9:0 7:1 (2t) 4:1 (2t) 10:0 9:1 (3c) 6:1 (3c) 10:1 (2t) 10:2 (2t 4c) 7:2 (2t 4c) 11:1 (2t) 9:2 (3c 6t) 10:3 (2t 4c 7c) Hidrocarbonos 7:0 5:0 2:0 8:0 8:1 (2) 5:1 (2) 8:2 (2,5) Álcoois 7:0 5:0 2:0 8:0 8:1 (2) 5:1 (2) 8:2 (2,5) Esteres 7:0 8:0 8:0 8:0 11:1 (9) 11:1 (9) 14:2 (9,12) ω-Oxo-esteres 8:0 8:0 8:0 9:0 10:1 (8) 10:1 (8) 10:0 12:1 (9) 12:1 (9) 10:1 (8) 13:2 (9,11) 13:2 (9,11) 11:1 (9) 15:2 (9,12) 16:3 (9,12,14) Fonte: Lima e Abdalla, 2001. A auto-oxidação de lipídios, particularmente dos ácidos graxos insaturados, também está relacionada à produção de cetonas como, por exemplo, a 2,3-butanodiona e a hidroxiacetona (DART e NURSTEN, 1985). A figura 5 abaixo mostra as principais substâncias formadas no processo de oxidação lipídica e as respectivas metodologias mais utilizadas para detectá-las. Segundo estudo realizado por Lopes da Silva et al. (2001) verificou que a liberação dos compostos voláteis é menor na presença de amido, sendo a retenção mais pronunciada no caso das dispersões não-gelatinizada. 38 Figura 8. Esquema das principais substâncias formadas durante o processo de oxidação lipídica e as metodologias disponíveis para sua avaliação (LIMA e ABDALLA, 2001). Cecchi e Alfei (2013) aplicaram pela primeira vez a técnica de Headspace em fase sólida micro-extração (HS-SPME) para a amostragem de compostos voláteis de onze típicos óleos de oliva extra virgem (EVOO) monocultivar italianos. Quarenta e oito compostos foram caracterizados por GC-MS, algumas das quais foram apenas ocasionalmente encontradas em outros EVOOs e alguns outros nunca foram detectadas antes de qualquer EVOO. Os compostos pertencentes principalmente às classes químicas alcoóis, ésteres, aldeídos, cetonas e hidrocarbonetos caracterizaram os perfis voláteis. Os principais compostos voláteis detectadas nas EVOOs foram os compostos C6 derivados de ácidos graxos poli-insaturados, por meio da via da lipoxigenase, em proporção diferente, de acordo com o cultivo específico. Os resultados sugerem que fatores genéticos influenciam fortemente a formação de voláteis e hidrocarbonetos terpénicos são reivindicados ser marcadores adequados da origem geográfica e do fenótipo do EVOO. 39 Enquanto que o estudo realizado por Olivares et al. (2012) objetivou avaliar o uso de uma técnica de análise direta (SIFT-MS) para medir o processo de oxidação lipídica em carne embalada sob atmosfera de oxigênio elevado e compará-lo com técnicas convencionais. Os compostos voláteis foram extraídos por meio de fase sólida em microextração (SPME-GC-MS), detectando um aumento significativo para a maior parte dos compostos voláteis analisados durante o armazenamento, em especial, em compostos aldeídicos. Fossem obtidos e elevados esses coeficientes de correlação entre os valores de aldeídos lineares (C3-C7), medida pelas duas técnicas e isto indica que SIFT-MS pode ser utilizada para monitorizar alterações de oxidações lipídicas. A formação dos compostos voláteis é influenciada por fatores como a temperatura, fato demonstrado no estudo de Domínguez et al. (2014) que observou a influência de quatro diferentes métodos de cozimento ( assar, grelhar , microondas e fritura ) sobre a perda por cozimento, oxidação lipídica e perfil aromático da carne potro. Como esperado, todos os métodos de cozimento aumento do conteúdo de compostos aldeídicos sugerindo que a temperatura elevada durante o cozimento causa o aumento da oxidação em bifes potro, este aumento foi significativamente (P<0,001) maior quando bifes potro foram ao microondas ou assado. Os quatro métodos de cozimento diferentes levaram ao aumento de compostos voláteis totais (entre 366,7 e 633,1 AU × 106/g de matéria seca) em comparação com bifes crus (216,4 AU × 106/g de matéria seca). As carnes assadas mostraram teores de componentes voláteis maiores, indicando que o aumento da temperatura de cozimento aumenta a formação de compostos voláteis. Os aldeídos foram os compostos mais abundantes em amostras cozidas, com quantidades de 217,2, 364,5, 283,5 e 409,1 AU × 106/g de matéria seca em grelhados, microondas, fritos e assados amostras, respectivamente, enquanto que os ésteres foram os compostos mais abundantes em amostras brutas, com valores médios de 98,8 AU × 106/g de matéria seca. 40 REFERENCIAS ALONSO, L.F.T., PARK, K. J. Método de seleção de secadores. Ciência e tecnologia de Alimentos, v. 25, n. 2, p. 208-216, 2005. ÁLVARES, V. S.; COSTA, D. A.; FELISBERTO, F. A. V.; DA SILVA, S. F.; MADRUGA, A. L. S. Atributos físico-químicos da farinha de mandioca artesanal em Rio Branco, Acre. Revista Caatinga, Mossoró, v. 26, n. 2, p. 50-58, 2013. ANTONELLI, A.; ILBERT, H. Legal protection of Mediterranean products. Medi Terra, Chapter 16, p.327-344, 2012. ANTONIO, G. C. Avaliação do efeito dos pré-tratamentos de desidratação osmótica e secagem HTST na obtenção de snacks de batata doce (Ipomoea batatas Lam). 2006. 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I Workshop de Inovação Tecnológica e Empreendedorismo sobre Aplicação das Ferramentas da Propriedade Industrial na Biotecnologia; UFBA; 2012. 44 CAPÍTULO 2 - INFLUÊNCIAS DA ORIGEM GEOGRÁFICA E DO PROCESSAMENTO DE FARINHAS DE MANDIOCA TRADICIONAIS DO RECÔNCAVO BAIANO/ BRASIL, NOS PARÂMETROS DE IDENTIDADE E QUALIDADE, ASSOCIADOS ÀS COMPOSIÇÕES DE ÁCIDOS GRAXOS E DE VOLÁTEIS Resumo Esse estudo analisou a composição química de vinte amostras de farinhas de mandioca, tradicionalmente produzidas no Vale do Copioba e no Recôncavo Baiano (Brasil), com ênfase nos perfis de ácidos graxos e de voláteis por técnicas de CG-DIC e CG-EM, respectivamente. Na tentativa de compreender melhor a origem das diferenças de compostos voláteis, e obter uma impressão digital dos produtos através destes, os dados obtidos foram comparados e correlacionados entre si, e ao tipo de processamento e origem geográfica das farinhas. As amostras produzidas no Vale do Copioba e nas regiões geográficas vizinhas apresentaram baixa atividade de água (0,10-0,61), umidade (1,40-8,42%), cinzas (0,94-1,11%), lipídios totais (0,18-0,62%), proteína bruta (0,850,97%), e alto teor de carboidratos (89,31 a 96,84%) especialmente de amido (70,5390,89%) além de elevada acidez (2,13-12,50 meqNaOH 0,1N/100g), e granulometria fina. A fração volátil foi composta por dez compostos principais, principalmente aldeídos e cetonas, produtos de degradação da peroxidação lipídica. Entre os aldeídos, o nonanal foi o componente mais abundante. As farinhas de mandioca comum liberaram um nível de voláteis individuais e totais substancialmente mais altos do que as farinhas de mandioca Copioba produzidas no Vale do Copioba e nas regiões geográficas vizinhas. As amostras de farinhas foram quimicamente classificadas com base nos estudos de correlação entre a atividade da água, ácidos graxos e os produtos voláteis. A atividade de água é, portanto, importante fator de controle do processamento, manipulação de propriedades e estabilidade das farinhas de mandioca, especialmente das farinhas de Copioba. Palavras chave: Identidade, Indicação geográfica (IG), Vale do Copioba, CG-DIC, Headspace CG-EM, Manihot esculenta Crantz. 45 Abstract Its study analyzed the chemical composition of the of twenty samples cassava flours, traditionally produced in Recôncavo baiano (Brazil), with emphasis in volatiles and fatty acids profiles by GC–MS and GC-FID techniques, respectively. In order to better understand the origin of the different volatile compounds during the drying in different processes, the data obtained were compared in order to get a fingerprinting of the volatile with cassava flours origins. Samples produced inside and outside Copioba Vale presented low water activity (0.10-0.61), moisture (1.40-8.42%), ash (0.94-1.11%), total lipids (0.180.62%), crude protein (0.85-0.97%), with high carbohydrates content (89.31 a 96.84%) specialty starch (70,53-90,89%) and high acidity (2.13-12.50 meq NaOH 0,1N/100g) and fine granulometry (< 2 mm). The volatile fraction was composed of ten main compounds belonging to different classes, especially aldehydes and ketones, appear to be degradation products of lipid peroxidation. Aldehydes, in particular nonanal, were the most abundant component. Common cassava flour released a substantially higher level of total volatiles than other Copioba cassava flours. The samples of the flours were chemically classified on the basis by correlation between water activity, fatty acids and volatiles. The water activity is, therefore an, important factor controlling processability, handling properties and stability of Copioba cassava flours. Keywords: Fingerprinting, Geographical Indication (GI), CG-FID, Headspace-CG-MS, Manihot esculenta Crantz. 46 1. INTRODUÇÃO Mandioca (Manihot esculenta Crantz) é uma raiz amilácea pertencente à família Euphorbiaceae, e uma das fontes de energia mais importante de áreas tropicais do mundo. Embora a mandioca se desenvolva em solo fértil, sua vantagem, comparativa a outras culturas mais rentáveis, é a sua capacidade de crescer em solos ácidos de baixa fertilidade, com chuvas esporádicas ou com longos períodos de seca. A cultura é amplamente adaptada, uma vez que é cultivada a partir do nível do mar até 1800 metros, a temperaturas entre 20 e 30 ºC com um ótimo de 24 ºC, umidade relativa entre 50 e 90% com um ótimo de 72%, e uma precipitação anual entre 600 e 3 000 mm e ideal de 1 500 mm (EMBRAPA, 2003). Em 2010, a produção mundial de mandioca totalizou 235,35 milhões de toneladas, sendo a Nigéria o maior produtor com 45,7 milhões de toneladas (19,4% do total), seguidos pelo Brasil com 24,8 milhões de toneladas (10%), e pela Indonésia com 22,5 milhões de toneladas (9,6%) (FAO, 2011). O Brasil tem uma grande variedade de sistemas de produção da raiz de mandioca e concomitantemente da farinha de mandioca, que vai desde o cultivo familiar da agricultura tradicional realizada por pequenos agricultores em áreas semi-áridas do Nordeste ou da Amazônia, até o cultivo em grande escala no sul do Brasil, (CHUZEL, 2001; VIEIRA et al., 2011). Neste sentido, a produção de farinha de mandioca é altamente representativa da grande diversidade tecnológica que pode ser encontrada no Brasil, associada às tradições profundamente enraizadas. A região Nordeste do Brasil detém 32,2% da produção do país (IBGE, 2011). O Recôncavo baiano tem uma geografia peculiar, originado de solos vérticos formados de rochas sedimentares argilosas, clima tropical úmido, temperatura média anual de 25 ºC, e média anual de chuvas de 1 800 milímetros (RIBEIRO et al., 1990). Portanto a região se destaca pelas condições favoráveis para o cultivo de mandioca (EMBRAPA, 2003). O Vale do Copioba, localizado na região do Recôncavo Baiano, apresenta condições ainda mais favoráveis para o cultivo da mandioca, e tem vasta notoriedade na produção de farinha de mandioca (DRUZIAN e NUNES, 2012). Nesta região existem farinhas de mandioca que são produzidas artesanalmente ou em pequenas escala, em moinhos de farinha denominados de “casas de farinhas” com grande, peculiar e ampla aceitação do mercado consumidor devido às suas características organolépticas únicas. Historicamente as farinhas produzidas no Vale do Copioba, e que se disseminou por todo o Recôncavo Baiano, são chamadas de "farinha 47 de Copioba" e ganharam notoriedade assumindo o papel de referência de qualidade (DRUZIAN et al., 2013). A determinação de origem geográfica dos bens e produtos alimentares está se tornando uma área de pesquisa cada vez mais ativa (ANDERSON e SMITH, 2005). As origens de alimentos com Indicação Geográfica Protegida (IGP) permitem aos produtores obter o reconhecimento do mercado e agregar valor ao produto, garantindo qualidade ao consumidor. Deste ponto de vista, a utilização de métodos analíticos sofisticados para determinar a influência da origem geográfica ou humana dos produtos agrícolas é altamente desejável para os consumidores, agricultores, varejistas e autoridades administrativas. Este mecanismo de controle de qualidade tem aumentado desde 1980, ajudando a detectar falsificação de produtos legítimos (LUYKX e RUTH, 2008). Se os componentes do produto têm poder discriminatório suficiente, a gama de suas concentrações irá formar um padrão característico ou "impressão digital" relacionada com a origem geográfica da amostra evitando fraudes e agregando qualidade e valor ao produto. Assim, a cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG-EM) é a técnica mais utilizada para determinação de compostos voláteis de alimentos, devido à sua identificação conclusiva (PILLONEL et al., 2003). Hidroperóxidos são os produtos primários da oxidação de lipídios e têm, em conjunto com os radicais livres que os precedem, praticamente nenhum impacto sobre as propriedades sensoriais. Em contraste, os produtos secundários da oxidação de lipídios, tais como os aldeídos, formados por clivagem dos hidroperóxidos lipídicos, têm um profundo impacto sobre as propriedades sensoriais e funcionais (MINKYU et al., 2010; FRANKEL, 1984; FRANKEL et al., 1992). Nos últimos anos, a cadeia produtiva da mandioca e derivados tem sido estudada do ponto de vista genotípico e fenotípico, com ênfase particular na caracterização molecular de cultivares tradicionais (EMBRAPA, 2003). O atual mercado de farinha de mandioca e de produtos tradicionais oferece novas perspectivas para os produtores. Por esta razão, as especificações de qualidade comercial, em termos de características nutricionais e organolépticas, são agora obrigatórias. Portanto, o presente estudo tem por objetivo determinar os parâmetros de identidade e qualidade de farinhas de mandioca produzidas no Vale do Copioba e regiões geográficas vizinhas pertencentes ao Recôncavo Baiano, associados à composição de ácidos graxos e voláteis, buscando contribuir para a chancela de uma indicação geográfica protegida do produto. Nenhum outro estudo sobre a análise da composição de ácidos graxos e de voláteis de farinhas de mandioca tem sido descrito individualmente ou simultaneamente, 48 e este é um estudo preliminar que utilizou a cromatografia instrumental, em especial extração por Headspace acoplado ao CG-EM. Esta é a primeira vez que farinhas de mandioca de diferentes locais e processamentos são analisadas em paralelo com as mesmas técnicas instrumentais e, por conseguinte, permite uma descrição preliminar tanto da fração volátil, como da variabilidade no perfil volátil entre as amostras analisadas, associados à origem e processo produtivo. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Localização e amostragem As amostras de farinhas de mandioca foram coletadas de diferentes pontos localizados na região do Recôncavo baiano (Brasil), em particular no Vale do Copioba nas encostas do rio Copioba que envolve os municípios São Felipe, Maragogipe e Nazaré (Bahia-BR) (Figura 1). Foi realizado um levantamento de dados nas “casas de farinhas” ou de estabelecimentos processadores da farinha de mandioca no Vale do Copioba, assim como das etapas do processamento. No total foram coletadas vinte amostras de 2 kg cada de farinha de mandioca, sendo que dezesseis de farinha de Copioba das quais dez foram produzidas em casas localizadas no Vale do Copioba e quatro amostras de farinha comuns também produzidas no Vale. Todas as amostras foram acondicionadas em embalagens (polimérica) e armazenadas em temperatura de 18 °C para a realização das analises analíticas. As coletas foram realizadas entre 13 abril e 25 de outubro de 2012 (Tabela 1). As amostras foram analisadas em relação à composição centesimal, parâmetros de identidade e qualidade, e composições de ácidos graxos e de voláteis. Todas as análises foram realizadas em triplicatas. 49 Figura 1 - Ilustração da origem geográfica das quatorze amostras de farinha de mandioca produzida no Vale do Copioba delimitado pelo Rio Copioba que envolve os municípios de Nazaré, Maragogipe e São Felipe, e das seis amostras de farinha produzidas nas regiões geográficas vizinhas (Aratuipe e Muniz Ferreira), ambas do Recôncavo baiano, região nordeste (NE) do Brasil. 50 Tabela 1 - Classificação popular, origem e data de coleta das farinhas de mandioca do Recôncavo baiano, região nordeste do Brasil. Classificação popular Origem Data da coleta 1* Copioba Vale Copioba 12/04/2012 2* Copioba Vale Copioba 13/04/2012 3 Copioba Vale Copioba 13/04/2012 4 Copioba Vale Copioba 13/04/2012 5 Copioba Vale Copioba 20/08/2012 6 Copioba Vale Copioba 10/08/2012 7 Copioba Vale Copioba 13/04/2012 8 Copioba Vale Copioba 13/04/2012 9 Copioba Vale Copioba 25/10/2012 10 Copioba Vale Copioba 31/10/2012 11 Comum Vale Copioba 13/04/2012 12 Comum Vale Copioba 13/04/2012 13 Comum Vale Copioba 13/04/2012 14 Comum Vale Copioba 13/04/2012 15 Copioba Muniz Ferreira 21/04/2012 16 Copioba Muniz Ferreira 20/04/2012 17 Copioba Aratuipe 23/08/2012 18 Copioba Aratuipe 23/08/2012 19 Copioba Aratuipe 23/08/2012 20 Copioba Aratuipe 23/08/2012 Copioba Vale Copioba Amostras Vale Copioba Vale Copioba de fora do Comum do Copioba do Farinha *Amostras de farinhas de Copioba produzidas pelo método tradicional (2ª geração). 2.2. Composição centesimal O teor de umidade das farinhas foi determinado pelo método de secagem em estufa segundo método 925.09 (AOAC, 2005), em que as amostras pré-pesadas (aproximadamente 3g) foram secas em estufa a 105 ºC durante 24 h. O teor de umidade foi considerado como sendo a perda de peso, expressa em percentagem do peso relativa a amostra original. O teor de “proteína bruta” foi determinado por meio do método de Micro-Kjeldahl, segundo método 926.86 (AOAC, 2005), em que ”proteína bruta” é medida como o nitrogênio orgânico total multiplicado por um fator específico (N x 5,75). 51 O teor de cinzas foi calculado pela incineração em temperatura elevada numa mufla elétrica (550 ºC) e expresso como uma percentagem do peso da amostra inicial, segundo método 923.03 (AOAC, 2005). O conteúdo de lipídios totais foi extraído em uma só fase de solvente composto do sistema clorofórmio / metanol / água e quantificados gravimetricamente de acordo com o método Bligh e Dyer (1959) e também expresso como uma percentagem do peso da amostra original. Os valores em percentagem de carboidratos totais foram calculados pela diferença entre 100 e o somatório em percentual dos valores de umidade, cinzas, proteína bruta e lipídios totais. 2. 3 Padrões de identidade e qualidade As amostras foram também analisadas em relação à atividade de água (Aw) usando um equipamento AquaLab Lite ® de acordo com orientações do fabricante. A acidez total foi analisada por titulação com uma solução de hidróxido de sódio normalizada, utilizando fenolftaleína como indicador (AOAC, 2005). O teor de amido foi determinado de acordo com o método baseado na hidrólise ácida parcial seguida de titulação subseqüente com a solução de Fehling (IAL, 2008). A distribuição de tamanho de grânulos das farinhas foi determinada tal como descrito por Cereda e Catâneo (1986). Para determinar o tamanho das partículas das farinhas, foi usado um agitador eletromagnético Bertel®. O agitador é composto por nove tamises com aberturas de diferentes diâmetros: 0,075 milímetros, 0,125 milímetros, 0,250 milímetros, 0,425 milímetros, 0,710 milímetros, 0,850 milímetros, 1,00 mm, 1,4 mm, e 2,0 mm. Em todas as determinações, foram usadas 100 g de farinha e submetido a uma agitação uniforme de 1 minuto. A quantidade de amostra retida em cada tamis foi pesada, e calculados os percentuais relativos à massa da amostra inicial. 2.4. Preparação de ésteres metílicos de ácidos graxos (EMAG) de fração de lipídios totais Uma alíquota (25 mg) da fração dos lipídios totais foi submetida a processo de transesterificação, segundo Joseph & Ackman (1992). Para a saponificação foi adicionado 1,5 mL de NaOH metanólico a 0,50 mol/L e aqueceu-se a 100 °C por 15 min. Após resfriamento à temperatura ambiente, foi adicionado 2 mL de solução metanólica de BF3 (12%), aquecido a 100 °C por 30 min. Em seguida, resfriado com água corrente. Após a adição de 2 mL de iso-octano e da agitação por 5 min, foram adicionados 5 mL de 52 solução de cloreto de sódio saturada com agitação por 2 min. Após a separação das fases, a fase superior,contendo os EMAG, foi recolhida. As soluções de EMAG foram armazenadas sob atmosfera inerte (N2) em um freezer a -18 °C, até o momento da analise de cromatografia gasosa. 2.5. Determinação da composição de ácidos graxos por cromatografia gasosa com detecção de ionização de chama (CG-DIC) Os ésteres metílicos dos ácidos graxos foram separados por cromatografia em fase gasosa em um cromatógrafo (Varian, CP 3800), equipado com coluna CP - Wax (25 m x 0,25 milímetros × 0,20 µm) e um detector de ionização de chama (CG - DIC). Os parâmetros de análise foram: temperatura do injetor de 250 ºC, temperatura do detector de 280 ºC, fluxo do gás de arraste He de 1,0 ml/ min; temperatura da coluna fixada em 150 ºC durante 16 min, com aumento de 2 ºC/min até 180 ºC, onde permaneceu 25 min, aumentando para 21 ºC a 5 ºC/min, com permanência de 10 minutos, seguida de aumento para 230 ºC a 10 ºC/min em que foi mantida por 16 min. As injeções de 1 µL das soluções de EMAG foram realizadas em triplicatas. A identificação dos EMAG foi realizada através da comparação entre os tempos de retenção (tR) dos picos das amostras com os de EMAG da mistura de padrões, separados nas mesmas condições cromatográficas. A mistura de padrões é composta por 37 EMAG de C4:0 a C 24:0 (189-19, Sigma, EUA). A quantificação dos ácidos graxos foi realizada por normalização das áreas dos picos, e os resultados foram expressos como percentagem de área relativa (%). 2.6. Determinação de compostos voláteis por Head Space por Cromatografia Gasosa com detecção por espectrometria de massas (HS-CG-EM) Para analise da fração volátil, cerca de 3,0 g de cada amostra de farinha foi armazenada em frascos hermeticamente selados, e analisados por injetor Head Space (HS, modelo Perkin Elmer Turbo Matrix 16) acoplados ao aparelho de cromatografia gasosa com detector de espectrometria de massas (CG-EM) (Perkin Elmer, modelo Clarus 500 MS). O HS foi operado nas seguintes condições: tempo de extração a 100 ºC por 60 minutos, agulha e linha de transferência a 150 °C. Tempo de pressurização de 3 min, e o tempo de injeção de 1 min. A CG-EM foi realizada no modo de inserção split less, utilizando uma câmara de vaporização com um diâmetro interno de 2 mm, e temperatura de injeção de 150 °C. A coluna usada foi HP - FFAP (50 m x 0,2 mm x 0,33 µm) com uma temperatura inicial de 53 50 °C/ 20 min, com aumento na taxa de 3 °C/ min até 200 °C, seguido de novo aumento para 230 °C/ 7 min a uma taxa de 10 °C/ min, totalizando 80 min por cada corrida. O gás de arraste foi o hélio a 1mL/ min. A fragmentação de moléculas no espectrômetro de massas foi obtido por ionização por impacto de elétrons (EI) com energia de 70 eV. A identificação dos picos dos produtos voláteis das amostras foi realizada por comparação dos seus espectros de massa com os espectros da base de dados referência do National Institute of Standards and Technology (NIST). A quantificação foi expressa como áreas totais e compostos de cada pico. 2.7. Análise estatística Foi feito um experimento para comparar se existe diferença na farinha de mandioca para quatro tratamentos: Farinha de Copioba de Referencia produzida no Vale, Farinha de Copioba do Vale Copioba, Farinha comum do Vale do Copioba, Farinha de Copioba do Recôncavo Baiano. As variáveis respostas foram: umidade (medida em porcentagem), atividade de Água, cinzas (medida em porcentagem), lipídeos (medida em porcentagem), proteínas, amido (medida em porcentagem) e acidez (medida em NaOH/100g), EMAG (medida em porcentagem) e compostos voláteis. Foi feito o teste de aleatorização utilizando a estatística do teste de Kruskal-Wallis nos níveis de 1% e 5% de significância. A hipótese nula (H0) é que as amostras são provenientes da mesma população, ou seja, que não existe diferença entre os tratamentos. O conjunto de dados foi aleatorizado 10.000 vezes. Os resultados foram analisados utilizando o software ASSISTAT versão 7.6 beta (INPI 0004051-2.2011) Foi aplicado um teste não paramétrico para o cálculo do coeficiente de correlação de Spearman rho utilizados para teste não paramétricos das variáveis analisadas, avaliando o nível de significância da correlação. Foi calculada a equação da reta, o coeficiente de correlação R2 e realizado a construção gráfica dos diferentes compostos voláteis com os valores de Aw buscando identificar parâmetros de qualidade. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A produção de farinha de mandioca no norte do Brasil é realizada em "casas de farinha", tendo uma estimativa de 400 000 casas no país (CHUZEL, 2001). O IBGE (2010) relaciona um total de 566 993 habitantes no Recôncavo Baiano (31,30% população rural) distribuídos em 20 municípios (Figura 1). O Recôncavo baiano contém mais de 3 500 famílias em pequenas propriedades tradicionais onde a farinha é 54 processada pelos membros destas famílias, sendo este produto a principal fonte de receita para a maioria dos produtores. No levantamento do número de “Casas de farinha” do Vale do Copioba (Figura 1) foram encontradas 68 unidades produtivas, sendo que 94% estão localizadas no município de Nazaré (64 unidades). Na região geográfica do Vale do Copioba foram coletas amostras de 14 casas de farinha (22% do total). Constatou-se que essas unidades produtivas são geralmente empresas de gestão familiar, onde os pequenos produtores têm a capacidade de produzir 100 kg por dia, enquanto os maiores produtores chegam a produzir de 500 a 1 000 kg por dia. Neste contexto, apesar do reconhecimento popular da qualidade da farinha de Copioba, pouco se conhece sobre o seu processo de produção e as características que a diferenciam das demais farinhas. No Vale do Copioba a farinha é produzida por meio de um processo tradicional que inclui etapas manuais auxiliadas por equipamentos elétricos, o que resulta em um processo diferenciado, e que se expandiu ao longo do tempo também para o Recôncavo Baiano (Bahia-BR) Figura 2. Em linhas gerais, o processamento industrial das raízes de mandioca para a elaboração da farinha de mandioca, tanto de Copioba como comum, produzidas na região do Vale do Copioba e na região geográfica vizinha, compreendem 9 etapas: recepção das raízes, descascamento, trituração, prensagem, desintegração (ceivar), torrefação, peneiração, acondicionamento e armazenagem. Pequenas diferenças nestas etapas do processamento diferenciam o processo da farinha de Copioba da farinha comum. Figura 2. Etapas de trituração (moinho martelo) e secagem (forno manual e forno elétrico) do processamento da farinha de Copioba tradicional do Vale do Copioba. A colheita das raízes, geralmente localizada próxima à área de processamento, transporte e recepção das raízes para o local de processamento é realizado com auxilio de pequenos veículos ou animais. No processo em pequena escala que é dominante dentro do Vale do Copioba, na etapa de raspagem a casca das raízes é removida por 55 facas, entretanto pode ser encontrado fora do Vale do Copioba processo em maior escala e utilização de equipamentos abrasivos. Na trituração, as raízes descascadas são trituradas em moinho martelo. A prensagem que visa eliminar parte substancial da água das raízes maceradas e aumentar a superfície exposta à retificação de ar quente durante secagem, é realizada em prensas de madeira tradicionais normalmente de um dia para o outro. No processo de torrefação em algumas casas de farinha utilizam-se fornos manuais, mas a maioria das casas de farinha utiliza forno motorizado com rotações constante e velocidades controladas; e na peneiração, a farinha é passada através de malhas que definem os tamanhos das partículas. A embalagem é realizada em sacos plásticos de 50 Kg para a distribuição. Todas estas etapas são utilizadas no processo de produção de farinhas de Copioba e Comum. O processo da farinha de Copioba tradicional (processo de 2ª geração, amostras 1 e 2, Tabela 1), empregado atualmente por um número reduzido de famílias do Vale do Copioba, diferencia-se principalmente por envolver 3 fases consecutivas de torrefação e peneiração, realizados em fornos de lenha artesanais. No primeiro estágio a farinha de mandioca passa pelo processo de secagem rápida á uma menor temperatura do primeiro forno, em seguida a farinha é peneirada e levada para o segundo forno com uma temperatura intermediária, e o último estágio da torrefação, que possui a maior temperatura do processo, seguida de nova peneiração. Produzir pequenas quantidades de farinha de Copioba é desvantagem quando se trata da fase de secagem/ torrefação, uma vez que estas envolvem o lançamento manual da farinha sobre a chapa de aço circular, e requer de 3 a 8 horas para secar um lote de cerca de 90 kg de farinha. Nas casas de farinhas de 1ª geração que não existe mais empregava se o processo manual (ÁLVARES et al., 2011). A grande maioria das casas de farinhas de dentro e fora do Vale do Copioba substituiu os fornos manuais por fornos mecânicos (processo de 3ª geração, demais amostras Tabela 1). Entretanto, as temperaturas das etapas de torrefação do processo da farinha de Copioba tendem a ser mais brandas do que as temperaturas das farinhas comuns, e este pode ser um dos principais parâmetros do processo responsável por proporcionar intervalos menores nos teores de umidade e atividade de água das farinhas de Copioba quando comparados com as farinhas comuns (Tabela 2). A etapa de peneiração neste processo de segunda geração é realizada uma única vez depois da farinha torrada, separando somente a “flor da farinha”, denominação utilizada na região do Vale. Esse método peculiar de produção da região garante a notoriedade da farinha de Copioba do Vale que é identificada pelos consumidores. 56 Neste contexto, a Tabela 2 apresenta a composição química das farinhas estudadas, compreendendo um produto composto principalmente de carboidratos, mas sugere que o arranjo químico da matriz alimentícia é muito mais complexo do que as análises relatadas. As variações de umidade e demais componentes minoritários, tais como os lipídios, as proteínas e as cinzas, resultam em grandes alterações da qualidade dependendo dos tipos de processo utilizado. Considerando que o teor de matéria seca de raiz de mandioca oscila entre 30 e 40%, (1,0 a 2,0% fibras; 0,5% a 1,0% gorduras; 1,5 a 2,5% de cinzas e minerais; e 2,0% de proteínas) e amido representa a maior parte dos carboidratos (96%) (FAO, 2007), constata-se que o processamento das farinhas elimina grande quantidade de água, resultando em teores de sólidos totais que varia de 92 a 99% (Tabela 2), mas de acordo com CHARLES et al., (2005), a composição depende da variedade de mandioca. As amostras produzidas dentro e fora do Vale apresentaram baixa atividade de água (0,100,61), umidade (1,40-8,42%), cinzas (0,94-1,11%), lipídios totais (0,18-0,62%), proteína bruta (0,85-0,97%), e alto teor de carboidratos (89,31 a 96,84%). A farinha de mandioca não deve ter o teor de umidade superior a 13% nas condições de transporte e durante armazenamento (CODEX STAND 176, 1989; BRASIL 2011), condição das legislações atendida por todas as amostras analisadas. Segundo Chisté et al., (2006), na fabricação da farinha de mandioca do grupo seca, da maioria das regiões do Brasil, o processo se inicia com a lavagem e descascamento das raízes de mandioca, seguindo, posteriormente, para a trituração, prensagem, desintegração e torrefação; sendo todas as etapas realizadas sem interrupções. No entanto, o que se observa nas Casas de Farinha do Vale do Copioba, tanto para farinha de Copioba como a comum, é um processo descontínuo, onde a massa de mandioca in natura triturada fica exposta por um longo período à temperatura ambiente, às vezes de um dia para o outro, principalmente na etapa relativa à prensagem, resultando em fermentação espontânea e conseqüente aumento da acidez do produto (Tabela 2). A legislação atual (BRASIL, 2011) não estipula um limite para a acidez titulável, mas determina um valor de 3,0 meq NaOH (0,1N)/ 100g, sendo menor ou igual a este limite classificadas como de “baixa acidez”, e com acidez maior classificadas como de “alta acidez”. As farinhas analisadas apresentaram grande variação deste parâmetro (2,1312,50 meq NaOH 0,1N/ 100g), e a maioria (95%) consideradas de alta acidez. Segundo Chisté e Cohen (2010), o aumento da acidez com o aumento do tempo de fermentação das raízes resulta em melhor pontuação em testes de ordenação de preferência, o que pode ser um parâmetro de qualidade de preferência utilizado pelos consumidores da farinha de Copioba do Recôncavo baiano. 57 Tabela 2 - Composição centesimal e os padrões de identidade e qualidade das farinhas de mandioca amostras do Vale do Copioba (Copioba e Comum) e farinha de Copioba produzida fora do Vale do Copioba. Tratamento Copioba do Vale (referencia) Amostras Umidade (%) Aw Cinzas (%) Lipídios Totais (%) Proteínas (%) 1* 1,84 ± 0,08 0,40 ± 0,01 0,93 ± 0,01 0,19 ± 0,01 Acidez (meq NaOH 0,1N/100g) 1,05 ± 0,19 97,16 ± 1,47 95,99 3,21 ± 0,07 0,96 ± 0,04 1,40 ± 0,44b 0,33 ± 0,01 0,37±0,04a 1,12 ± 0,00 1,03±0,10a 0,18 ± 0,01 0,19±0,01c 0,90 ± 0,12 0,98±0,08a 87,88±9,29a 96,84 96,40±0,60a 6,10 ± 0,23 4,66±1,45a 3 6,08 ± 0,06 0,21 ± 0,00 1,10 ± 0,02 0,50 ± 0,03 1,45 ± 0,04 89,49 ± 0,66 90,87 3,66 ± 0,07 4 8,42 ± 0,05 0,36 ± 0,00 0,92 ± 0,03 0,52 ± 0,01 0,81 ± 0,03 88,79 ± 2,43 89,32 6,77 ± 0,22 1,20 ± 0,05 90,89 ± 1,44 92,43 6,95 ± 0,27 2* 4,85 ± 0,10 0,12 ± 0,00 0,97 ± 0,03 0,55 ± 0,02 6 5,61 ± 0,01 0,15 ± 0,00 1,09 ± 0,01 0,56 ± 0,03 0,50 ± 0,02 89,44 ± 1,23 92,24 2,13 ± 0,05 7 4,73 ± 0,19 0,36 ± 0,00 1,19 ± 0,04 0,47 ± 0,03 0,82 ± 0,11 85,02 ± 0,47 92,79 5,02 ± 0,20 91,21 4,40 ± 0,09 91,18 5,78 ± 0,24 8 6,23 ± 0,14 0,53 ± 0,01 1,09 ± 0,04 0,40 ± 0,02 1,07 ± 0,10 78,87 ± 0,67 9 6,46 ± 0,06 0,24 ± 0,00 1,01 ± 0,02 0,43 ± 0,01 0,92 ± 0,03 88,72 ± 4,48 10 11 4,68 ± 0,05 0,17 ± 0,01 0,87 ± 0,01 0,40 ± 0,00 1,28 ± 0,04 86,93 ± 0,78 92,77 12,50 ± 0,62 5,88±2,36a 0,27±0,11a 1,03±0,31a 0,46±0,23b 1,01±0,05a 79,56±24,88a 91,62±1,19a 5,90±0,22a 3,83 ± 0,14 0,10 ± 0,00 1,21 ± 0,03 0,62 ± 0,02 0,82 ± 0,03 88,79 ± 3,20 93,52 5,48 ± 0,25 92,50 6,88 ± 0,06 90,77 7,10 ± 0,16 12 5,17 ± 0,16 0,19 ± 0,00 1,17 ± 0,03 0,56 ± 0,01 0,60 ± 0,02 86,01 ± 0,81 13 6,63 ± 0,14 0,25 ± 0,00 1,11 ± 0,01 0,53 ± 0,02 0,96 ± 0,02 80,3 ± 1,65 5,74 ± 0,12 0,20 ± 0,00 0,95 ± 0,04 0,60 ± 0,01 1,01 ± 0,03 84,52 ± 3,40 91,70 6,64 ± 0,12 5,34±1,17a 0,19±0,06a 1,11±0,11a 0,58±0,04a 0,85±0,18a 84,91±3,54a 92,12±1,16a 6,53±0,72a 15 5,19 ± 0,11 0,49 ± 0,01 1,03 ± 0,04 0,28 ± 0,01 0,57 ± 0,06 81,96 ± 0,88 92,93 6,39 ± 0,04 16 7,22 ± 0,18 0,61 ± 0,00 1,02 ± 0,03 0,24 ± 0,03 0,78 ± 0,03 85,62 ± 0,51 90,74 6,20 ± 0,02 1,13 ± 0,05 84,12 ± 0,35 95,57 5,14 ± 0,05 94,73 4,88 ± 0,06 95,28 5,37 ± 0,02 14 Média ± Desvio Copioba fora do Vale Carboidratos (%) Média ± Desvio Média ± Desvio Comum do Vale (%) 78,59 ± 0,96 5 Copioba do Vale Amido 17 1,90 ± 0,12 0,23 ± 0,01 1,06 ± 0,01 0,40 ± 0,02 18 2,67 ± 0,04 0,29 ± 0,01 0,83 ± 0,09 0,35 ± 0,01 1,42 ± 0,06 87,26 ± 1,01 19 2,41 ± 0,15 0,27 ± 0,00 0,98 ± 0,01 0,37 ± 0,03 0,96 ± 0,04 81,19 ± 0,76 93,90 6,19 ± 0,06 93,84±1,80a 5,70 ± 0,64a 20 Média ± Desvio 4,04 ± 0,16 0,56 ± 0,00 1,05 ± 0,03 0,17 ± 0,01 0,84 ± 0,04 70,53 ± 1,20 3,91±2,02a 0,41±0,16a 1,00±0,09a 0,30±0,09d 0,95 ± 0,30a 81,78 ± 5,95a * *As amostras de referência de farinhas Copioba produzidos pelo método tradicional, totalmente artesanal. Letras iguais na mesma coluna indicam que não há diferença significativa entre os resultados do teste de Kruskal-Wallis (p <0,05). Cada valor foi obtido sob a forma de média ± desvio padrão de três réplicas. 58 Atividade de água (Aw) de 0,60 é o limite mínimo, abaixo do qual se considera incompatível o desenvolvimento de microrganismos, dai o fato de alimentos desidratados, como a farinha, possuírem elevada estabilidade microbiológica. As amostras analisadas apresentaram valores de atividade de água abaixo deste limite (Tabela 2), sendo consideradas microbiologicamente estáveis, e são menores (0,10-0,61) que os encontrados por Chisté et al. (2006) para farinhas do Grupo Seca do Estado do Pará norte do Brasil (0,31 a 0,60). Os valores da composição centesimal das farinhas de mandioca obtidos neste trabalho são semelhantes aos obtidos por Chisté e Cohen (2010) para farinhas de mandioca produzidas em Belém. Os valores de lipídios totais (0,17 a 0,75%), proteínas (0,82 a 1,56%) e carboidratos (90,81 a 96,85%), (Tabela 1), também são compatíveis com os obtidos por outros autores para o grupo de farinhas secas do Acre, Pará e Sergipe, regiões Norte, Norte e Nordeste brasileiro respectivamente (SOUZA et al., 2008; CHISTÉ et al. 2006;). Assim as amostras analisadas são similares em termos dos parâmetros de: atividade de água, cinzas, carboidrato, proteína, amido e acidez. Os únicos parâmetros com diferença significativa num intervalo de confiança de 99% entre as médias das diferentes farinhas, revelando que os tratamentos não fazem parte da mesma população foram: a umidade e os lipídios totais (Tabela 2). Portanto, as farinhas produzidas no Recôncavo da Bahia (Tabela 2) apresentam grandes variações nos teores de umidade (0,96 ± 0,04 a 8,42 ± 0,05%), similar às produzidas em outros locais e unidades federativas do Brasil (Paraná, Paraíba, Sergipe, Acre, Pará) (1,45 ± 0,07 a 11,31 ± 0,16%), característica de produção em pequena escala com variações nos processos (DIAS LEONEL, 2006; SOUZA et al., 2008; CHISTÉ e COHEN, 2010; ÁLVARES et al., 2011). Os teores médios de umidade das farinhas referência de Copioba (amostras 1 e 2) produzidos dentro do Vale do Copioba são significativamente menores (p < 0,05) do que as demais farinhas analisadas, (Tabela 2). Este resultado pode estar relacionado principalmente com a etapa do processo de secagem (torrefação) que utiliza um tempo de aquecimento longo, resultando nas características da identidade do produto, a crocância. Este parâmetro associado à coloração característica é utilizado pelos consumidores como um dos principais parâmetros de identidade e notoriedade da farinha de Copioba do Vale. As diferenças de umidades entre os tipos de amostras e a distribuição interna na farinha é um dos principais fatores que afeta a textura. A distribuição de umidade dos produtos alimentícios é determinada pela composição da matéria-prima, pela temperatura de aquecimento, além do processo de migração de umidade, que é influenciada pelo 59 tempo de secagem ou tempo de têmpera, temperatura usada, e o nível do teor de amilose da mandioca, além de outros fatores. Durante o processo de têmpera da secagem, a estabilização da matriz de gel de amido gelatinizado e a evaporação da água irão produzir um material sólido. O material é constituído do polímero de cadeia interligado, proporcionado por uma força de tração considerável. Estes processos determinam a quantidade de água retida no produto que vai afetar a velocidade de retrogradação e também as características das farinhas, tais como elasticidade, coesão e densidade. Um tempo de têmpera curto produzirá um produto viscoso, que está relacionada com maior quantidade de água na superfície como resultado da maior velocidade de migração da água. Em contrapartida, um tempo de têmpera longo irá desidratar o produto com velocidade de evaporação diferenciada, aumentando a crocância da farinha. Assim o tempo mais longo de têmpera pode aumentar o alinhamento das moléculas de amilose livre e a cristalização do amido que conduzem à diminuição da capacidade de ligação de água do sistema, resultando no aumento de moléculas livres de água e, assim, aumentando a Aw, (KULCHAN et al., 2010; KOJIMA et al., 2004; YAO et al., 2003). A migração de água na etapa de secagem da farinha também é conseqüência de uma série de mecanismos coexistentes de transporte de umidade, reforçados pela complexidade da estrutura da matriz alimentícia (por exemplo, a porosidade e a composição), além da interação da água com a umidade externa ao alimento. Valores mais baixos da Aw e do teor de umidade (0,54 e 6%) podem ser considerados como pontos críticos de perda de crocância. Este valor crítico de Aw corresponde a produtos alimentícios formados por matrizes de amido que passaram por um processo de secagem e possuem o atributo de crocância, e o limite para percepção da alteração dessa propriedade também é relatado por KULCHAN et al., (2010), com variações com valores inferiores a 0,5. As farinhas estudadas apresentaram variações na umidade, Aw e lipídios totais, além de outros parâmetros, mas sem correlações direta ou indiretamente proporcionais significativas entre qualquer das variáveis (Tabela 2). O maior tempo de contato da farinha de Copioba com o metal (aço) do equipamento de secagem, as diferenças na temperatura e peneiração quando comparada a farinha Comum, são responsáveis por provocar as alterações nestes parâmetros. O teor de lipídios totais é uma boa medida de conteúdo de triglicerídeos residuais. A Tabela 2 mostra que os lipídios totais apresentam pequena variação entre as amostras estudadas. As farinhas de Copioba, em especial as produzida dentro do Vale, além do Aw entre 0,2-0,6, apresentam também um menor teor deste parâmetro. 60 Em contraste, apesar do baixo teor, a estabilidade da gordura pode variar ao longo da secagem ou armazenamento, e mesmo considerando que os teores de lipídios totais dos diferentes tipos de farinhas diferem significativamente (Tabela 2), podem resultar em diferentes teores de degradação, principalmente se associados A w do produto, que podem estar relacionados com as características organolépticas das diferentes farinhas e com a maior ou menor notoriedade. Pequenas alterações no conteúdo de lipídios das farinhas podem também estar associadas a uma mudança no teor de fosfolipídios remanescentes na farinha. A causa pode ser as mudanças no processo de extração, distribuição dos cultivares, ou tempo e pode ter implicações na farinha. Os lipídios residuais são fontes de degradação por oxidação. Possivelmente a mais importante destas é a classe dos compostos hidroperóxidos, formados como um dos primeiros produtos da reação de oxidação que começa na parte de hidrocarbonetos insaturados dos ácidos graxos. A formação destes hidroperóxidos é catalisada por metais, promovidas por altas temperaturas, e requerem a presença de oxigênio, condições existentes na etapa de secagem das farinhas de mandioca. As Tabelas 3 e 4 mostram as distribuições granulométricas através do percentual de tamanhos de partículas das farinhas, e a Figura 3 a distribuição média e os percentuais de partícula entre 0-0,25 mm para cada tipo de farinha. De acordo com o Codex stand 176 (1989), uma farinha de mandioca é “Fina” quando, pelo menos, 90 % das partículas passar por uma malha de 0,6 mm, e “Grossa” quando 90 % atravessar uma malha de 1,20 mm e até 10% atravessar a malha de 0,6 mm. Portanto, todas as farinhas estudadas são consideradas finas uma vez que 86-100 % das partículas passaram por uma malha de 0,425 mm. A distribuição granulométrica média é muito similar quando comparadas as farinhas de Copioba referência e as farinhas de Copioba do Vale. As farinhas produzidas dentro do Vale apresentaram um maior percentual de partículas de menor tamanho (6070% entre 0,075 - 0,250 mm) não apresentando diferença significativa entre os diferentes tratamentos de dentro do Vale, o mesmo não ocorreu quando comparado com às farinhas de Copioba produzidas fora do Vale, com o tamanho das partículas maiores (46 % > 0,25 mm) (Tabelas 3 e 4, Figura 2). As diferenças: granulométrica, nos teores de umidade, de A e amido (Tabela 2) podem indicar a identidade das farinhas e justificar a preferência do consumidor. As farinhas de mandioca Copioba têm uma quantidade de água livre e lipídios totais em determinados intervalos. Isso pode contribuir para maior ou menor oxidação dos lipídios e para o fortalecimento da estrutura de gel, aumentando a coesão e produzindo um produto menos viscoso e mais crocante. 61 Tabela 3. Percentual de retenção de partículas a partir de amostras de farinhas Copioba do Vale do Copioba em peneira de diferentes aberturas. Abertura (mm) 1 2 Média ± desvio 1,4 0,10 0,00 0,05±0,05 1,0 0,06 0,04 0,05±0,01 0,850 0,04 0,00 0,02±0,02 * * 3 4 5 6 7 8 9 10 Média ± desvio a 0,37 0 0 0,12 0 0,02 0,13 0,31 0,11±0,14 a 0,55 0,42 0,47 0,46 0 0 0,29 0,56 0,34±0,22 a 0,93 0,2 0,18 2,21 0 0,06 0,09 0,22 0,48±0,75 b a a a b 0,710 0,62 0,41 0,52±0,10 4,92 3,3 2,63 10,06 2,88 0,85 5,5 1,99 4,01±2,86 0,425 35,16 31,93 33,55±1,62 a 28,93 30,52 28,68 39,57 49,38 37,73 35,79 20,14 33,84±8,80 0,250 39,96 42,62 41,29±1,33 a 32,37 37,5 37,9 28,1 35,56 38,96 30,08 36,83 34,66±3,99 0,125 22,56 24,34 23,45±0,89 ab 24,33 23,76 24,28 16,45 12,31 21,51 21,69 6,27 4,09 4,3 2,45 0,58 0,87 3,81 31,48 21,97±5,71 a 3,72±2,39 7,42 0,075 1,90 0,99 a 1,45±0,46 a b ab 99,74 94,19 0-0,425 99,58 99,88 91,90 95,87 95,16 86,57 97,83 99,07 91,37 95,87 * Amostras de referência da farinha de Copioba produzido pelo método tradicional, totalmente artesanal. Letras iguais na mesma linha indicam não haver a a diferença significativa entre a média de resultados para o teste de Kruskal-Wallis (p <0,01). Cada valor foi obtido na forma de média ± desvio padrão de três repetições. Tabela 4. Percentual de retenção de partículas de farinhas Vale Comum e Copioba fora do Vale em peneira de diferentes aberturas. Abertura (mm) 1,4 Comum do Vale 11 0,55 12 0 13 0,46 14 0,64 Copioba de fora do Vale Média ± desvio 15 16 17 18 19 20 Média ± desvio b 0,31 0 0 0 0 0 0,05±0,13 a 0,74 2,77 0 0,05 0 0,24 0,63±1,08 a 1,96 4,16 2,77 0,03 0 3,06 2,00±1,69 b 6,63 12,54 11,61 9,88 12 11,46 10,69±2,18 0,41±0,28 1,0 1,37 0,04 1,17 0,98 0,89±0,58 0,850 0,53 0 1,74 0,63 0,72±0,73 0,710 4,26 0,41 4,52 2,86 3,01±1,88 0,425 22,13 31,93 16,99 20,75 22,95±6,36 0,250 35,35 42,62 31,23 0,125 28,68 24,34 34,88 33,69 35,72±4,89 a 31,71 29,90±4,48 0,075 6,02 0,99 7,06 7,46 5,38±2,99 0-0,425 92,18 99,88 90,16 93,61 93,95 a ab a a a a a a a 23,46 35,01 36,96 57,67 55,15 28,86 39,52±13,94 c 30,48 26,85 31,45 25,51 23,43 29,96 27,95±3,17 29,02 15,38 17,07 7,32 9,06 21,98 16,64±8,10 5,35 0,23 0,33 2,68 1,83±1,97 1,8 0,58 88,31 79,04 86,06 90,73 87,97 83,48 b a 85.94 b Letras iguais na mesma linha indicam não haver diferença significativa entre a média de resultados para o teste de Kruskal-Wallis (p <0,01). Cada valor foi obtido na forma de média ± desvio padrão de três repetições. 62 Referência Copioba Copioba Vale % Comum Vale 40 Copioba fora do Vale 80 0-0,25 mm (%) 50 60 30 40 20 20 10 0 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 mm Referência Copioba Copioba Vale Comum Vale Copioba fora Vale Figura 3. Distribuição granulométrica das amostras de farinhas em relação ao percentual de retenção de partículas em peneiras de diferentes aberturas (mesh). Na tentativa de investigar os efeitos da origem geográfica e do processo associadas a decomposição dos lipídios das farinhas de mandioca foram determinados os perfis dos ácidos graxos livres das amostras estudadas (Figura 3, Tabelas 5 e 6). Na fração lipídica de todas as farinhas (<1%, Tabela 2) foi identificado 7 ácidos graxos, sendo 4 insaturados (ácido láurico, C12:00; ácido mirístico, C14:00; ácido palmítico, C16:0; e ácido esteárico, C18:0), e 3 saturados (ácido oléico, C18:1n9; ácido linoléico, C18:2n6, e ácido linolênico, C18:3 n3). Figura 4. Cromatograma GC-DIC da separação dos ésteres metílicos de ácidos graxos de farinha de mandioca (amostra 4). 63 Tabela 5. Composição de ácidos graxos (%) das amostras de farinha tradicional de Copioba produzidas dentro do Vale Copioba do Recôncavo Baiano. ND – Não detectado. Referencia de Copioba (LT % =0,19±0,01) Tratamento Amostras 12:00 14:00 * Copioba do Vale (LT % =0,46±0,23) 1 2* Média ± desvio 3 4 5 6 7 8 9 10 Média ± desvio 0,78 ± 0,01 2,73 ± 0,02 1,76 ± 0,98a 0,43 ± 0,00 0,30 ± 0,13 0,43 ± 0,02 0,21 ± 0,01 0,33 ± 0,15 0,56 ± 0,01 0,22 ± 0,07 0,47 ± 0,00 0,45 ± 0,18a 1,19 ± 0,03 a 0,27 ± 0,02 0,25 ± 0,15 0,44 ± 0,01 0,18 ± 0,04 0,36 ± 0,10 0,34 ± 0,02 0,10 ± 0,10 0,27 ± 0,01 0,27 ± 0,35a 24,37 ± 0,05 24,52 ± 1,86 26,26 ± 0,03 26,29 ± 0,11 27,21 ± 4,38 25,45 ± 0,20 22,92 ± 0,24 24,24 ± 0,18 24,31 ± 3,34a 1,76 ± 0,26 1,96 ± 0,09 2,26 ± 0,07 2,11 ± 0,15 1,61 ± 0,04 1,73 ± 0,03 1,88 ± 0,09 1,81 ± 0,24a 34,51 ± 0,79 35,57 ± 0,09 39,55 ± 0,2 41,25 ± 0,33 43,01 ± 0,07 38,17 ± 0,06 38,27 ± 0,04 36,88 ± 2,35a 27,66 ± 2,32 25,29 ± 0,12 23,54 ± 0,01 22,4 ± 3,69 23,44 ± 0,15 26,09 ± 0,10 27,42 ± 0,07 28,28 ± 3,64a 11,01 ± 0,88 10,03 ± 0,01 7,96 ± 0,04 6,34 ± 0,80 5,58 ± 0,08 10,76 ± 0,09 7,46 ± 0,01 8,01 ± 2,33a 0,46 ± 0,00 0,83 ± 0,37 a 16:00 23,73 ± 0,10 25,1 ± 0,29 24,42 ± 0,68 18:00 1,75 ± 0,02 1,78 ± 0,00 1,77 ± 0,02a 18:1n9 40,08 ± 0,17 38,43 ± 0,18 39,26 ± 0,83a 18:2n6 24,18 ± 0,03 23,08 ± 0,35 23,63 ± 0,55a 18:3n3 9,02 ± 0,00 7,69 ± 0,21 8,36 ± 0,66a 1,74 ± 0,02 35,49 ± 0,16 29,14 ± 0,02 8,56 ± 0,08 26,72 30,80 28,76 ± 2,04a 26,81 26,83 29,10 28,94 30,01 27,96 24,98 26,86 26,84 ± 3,78a 69,20 a 73,19 73,17 70,90 71,06 69,99 72,04 75,02 73,14 73,17 ± 3,78a Saturado Insaturado * 73,28 71,24 ± 2,04 Referencia da farinha de Copioba produzida pelo método tradicional, totalmente artesanal, feito a mão. Letras iguais na mesma linha indicam não haver diferença significativa entre a média de resultados para o teste de Kruskal-Wallis (p <0,05). Cada valor foi obtido na forma de média ± desvio padrão de três repetições. Tabela 6. Composição de ácidos graxos (%) das amostras de farinha comum tradicional produzida dentro do Vale do Copioba, e da farinha de Copioba tradicional de fora do Vale do Copioba, ambos do Recôncavo baiano. ND – Não detectado. Tratamento Amostras Comum do Vale (LT % =0,58±0,04) Copioba de fora do Vale (LT % =0,30±0,09) 11 12 13 14 Média ± desvio 15 16 17 18 19 20 Média ± desvio 12:00 0,29 ± 0,00 0,35 ± 0,01 0,34 ± 0,01 0,25 ± 0,02 0,31 ± 0,05a 1,51 ± 0,02 1,56 ± 0,03 0,59 ± 0,05 0,10 ± 0,10 1,58 ± 0,00 0,12 ± 0,12 0,91 ± 0,72a 14:00 0,27 ± 0,00 0,39 ± 0,04 0,25 ± 0,01 0,20 ± 0,02 0,28 ± 0,08a 0,76 ± 0,01 0,74 ± 0,01 0,56 ± 0,01 0,37 ± 0,37 0,61 ± 0,05 0,18 ± 0,18 0,54a ± 0,22a 16:00 22,71 ± 0,12 23,86 ± 0,19 24,14 ± 0,09 23,10 ± 0,34 23,45 ± 0,66a 29,89 ± 0,00 29,89 ± 0,00 30,70 ± 0,02 30,94 ± 2,36 25,89 ± 0,14 25,18 ± 0,75 28,75 ± 2,53a a 2,30 ± 0,01 2,32 ± 0,01 2,09 ± 0,20 2,20 ± 0,03 1,86 ± 0,03 0,94 ± 0,94 1,95 ± 0,52a 35,5 ± 0,03 35,48 ± 0,04 38,17 ± 2,38 40,58 ± 0,48 37,63 ± 0,16 35,05 ± 0,48 36,66 ± 2,14a 18:00 1,98 ± 0,00 1,90 ± 0,06 1,93 ± 0,02 1,71 ± 0,11 1,88 ± 0,12 18:1n9 41,79 ± 0,29 37,84 ± 0,27 37,98 ± 0,07 35,18 ± 0,23 38,2 ± 2,72a 18:2n6 23,76 ± 0,09 25,58 ± 0,02 26,40 ± 0,12 27,68 ± 0,03 25,86 ± 1,64 20,76 ± 0,05 20,62 ± 0,07 21,84 ± 2,31 21,39 ± 1,05 22,24 ± 0,16 28,67 ± 0,28 22,59 ± 3,04a 18:3n3 9,21 ± 0,22 10,07 ± 0,09 8,96 ± 0,02 11,87 ± 0,13 10,03 ± 1,32a 9,28 ± 0,05 9,41 ± 0,07 6,05 ± 0,55 4,42 ± 0,57 10,20 ± 0,06 9,86 ± 0,03 8,20 ± 2,38a 25,25 26,51 26,66 25,27 25,92 ± 0,77a 34,46 34,50 33,94 33,61 29,94 34,50 32,14 ± 3,29a 74,73 a 65,54 65,50 66,06 66,39 70,06 65,50 67,86 ± 3,29a Saturado Insaturado 74,75 73,49 73,34 a 74,08 ± 0,77 Letras iguais na mesma linha indicam não haver diferença significativa entre a média de resultados para o teste de Kruskal-Wallis (p < 0,05). Cada valor foi obtido na forma de média ± desvio padrão de três repetições. 64 Apesar do baixo nível de lipídios totais (Tabelas 2), o teor dos somatórios de ácidos graxos insaturados é alto (70%), e o de poliinsaturados também (34 % de C18:2n6; C18:2n3), que apresentam maior possibilidade de oxidação. Para os ácidos graxos saturados foi encontrado um percentual de 26 %, entre os quais há uma predominância de C16:0 (25%). De acordo com os dados das Tabelas 5 e 6, de um modo geral, as médias dos ácidos graxos individuais diferem significativamente (p < 0,05) entre os diferentes grupos de amostras. Os somatórios de ácidos graxos saturados e insaturados médios da farinha de Copioba de fora do Vale diferem significativamente (p < 0,05) das demais farinhas. A Figura 4 mostra a distribuição dos teores de lipídios totais, de saturados, de insaturados individuais e totais dos diferentes grupos de farinha de mandioca avaliadas. Figura 5. Teores de lipídios totais x 10, de saturados, de insaturados individuais e totais dos diferentes processamentos de farinha de mandioca. As farinhas comuns apresentaram um maior percentual de lipídios totais (Tabela 2), e conseqüentemente um maior teor de ácidos graxos insaturados, uma vez que os mesmos foram quantificados em percentual relativo (Tabelas 5 e 6), o que pode resultar no aumento da oxidação e menor notoriedade destas quando comparadas as farinhas de 65 Copioba. Esta diferença pode também estar associada à qualidade do solo e as condições de sazonalidade da produção de raízes de mandioca dentro e fora do Vale. Em geral também há pequenas diferenças no processo de preparação de farinhas de Copioba dentro e fora do Vale. O calor gerado a partir da secagem mais rápida empregada fora do Vale, a temperatura de secagem, a velocidade de rotação da farinha em contato com o forno e a fricção produzida no processo dentro do Vale são mais brandas. Além disso, há um controle maior na velocidade de rotação da placa de metal para suprimir o aumento da temperatura. No entanto, parece existir uma influência do processo de produção, e da farinha e da origem geográfica das raízes de mandioca em alguns dos parâmetros de composição centesimal e de identidade, e também nos ácidos graxos insaturados. As farinhas de mandioca Copioba de dentro e de fora do Vale, e especialmente as farinhas Copioba referencia (processo tradicional) demonstraram qualidades mais favoráveis, como atividade de água em determinado intervalo (0,25 a 0,60, Tabela 2), teores de lipídios totais menores (Tabela 2, 5 e 6). A oxidação lipídica leva à formação de off-flavor em alimentos. Torna-se especialmente importante controlar essas reações quando os ácidos graxos poliinsaturados instáveis estão envolvidos no meio. Em óleos e gorduras e sistemas modelos, os mecanismos de oxidação são bastante complexos, mas conhecidos (MINKYU et al., 2010; FRANKEL, 1984; FRANKEL et al., 1992), entretanto os mecanismos de oxidação de lipídios em fases dispersas de matrizes estruturais com composição heterogênea ainda não estão estabelecidos (PARTANEN et al., 2008). Uma vez que os voláteis são uma medida da formação de produtos secundários de oxidação, sendo responsáveis pelo impacto sensorial de oxidação lipídica, foram avaliados (Figuras 4 e 5, Tabelas 7 e 8). Devido à natureza da fração volátil e as diferentes técnicas de análise utilizadas, torna-se difícil obter resultados quantitativos por CG e estes são normalmente expresso em função da área de cada pico cromatográfico, ou como apresentado neste estudo através da percentagem relativa da área de cada pico em relação à área total dos picos (Tabelas 7 e 8). As diferenças no perfil dos compostos voláteis identificados nas amostras analisadas foram essencialmente quantitativas (Figura 5). Foram identificados por EM dez compostos (Figura 6, 2-octenal; 3,5-octadien-2-ona; nonanal; 2-nonenal; decanal; 2decenal; 2-undodecanona; undecanona; 2-undecenal; e tetradecano) na fração de voláteis da maioria das amostras, sugerindo uma oxidação significativa dos ácidos graxos insaturados, uma vez que as farinhas contem 70% desses ácidos graxos (Tabelas 5 e 6) Entre os voláteis, o pico 3 do nonanal apresentou a maior área (Tabelas 7 e 8). 66 Figura 6. Cromatogramas (CG-MS) dos voláteis das amostras de farinhas. Picos: 1) 2-octenal; 2) 3,5-octadien-2-one; 3) nonanal; 4) 2-nonenal; 5) decanal; 6) 2-decenal; 7) 2-undodecanona; 8) undecanona; 9) 2-undecenal; e 10) tetradecano. De VASCONCELOS et al. (2007), relatam esses mesmos compostos voláteis em farinhas de castanha, e constataram que o aquecimento suave durante um período relativamente longo, em condições de oxidação pode ser suficiente para induzir a peroxidação lipídica, seguida por degradação a aldeídos e cetonas. 67 Figura 7. Espectro de massa (m/z) dos respectivos picos (HS-CG-EM): 1) 2-octenal; 2) 3,5-octadien-2-one; 3) nonanal; 4) 2-nonenal; 5) decanal; 2-decenal; 7) 2-undodecanona; 8) undecanona; 9) 2-undecenal; e 10) tetradecano. 68 6) 6 Tabela7. Distribuição média (10 ) das áreas dos picos dos principais voláteis identificados em Headspace das amostras de farinha de Copioba tradicional produzida dentro Vale do Copioba do Recôncavo baiano. ND - Não detectado Tratamento Amostras 2-Octenal 3.5-Octadien-2-ona Nonanal 2-Nonenal Decanal 2-Decenal Referencia de Copioba 1 2 Copioba do Vale Média ± 3 Desvio 4 5 6 7 8 9 10 Média ± Desvio ND 0,60 ± 0,03 0,30 ± 0,42a 2,57 ± 0,87 ND 5,73 ± 0,96 2,66 ± 1,43 0,76 ± 0,07 2,40 ± 0,78 0,94 ± 0,02 1,48 ± 0,03 2,07 ± 1,76a 0,46 ± 0,08 0,95 ± 0,03 0,70 ± 0,34a 0,92 ± 0,54 0,72 ± 0,35 4,03 ± 1,17 1,86 ± 0,33 0,69 ± 0,08 0,86 ± 0,44 0,41 ± 0,01 1,24 ± 0,00 1,34 ± 1,17a 1,29 ± 0,40 1,23 ± 0,01 1,26 ± 0,04 a 8,33 ± 2,70 3,70 ± 1,20 45,07 ± 0,12 23,93 ± 5,46 3,73 ± 0,98 4,04 ± 1,59 5,10 ± 0,04 8,27 ± 0,03 12,77 ± 14,67a ND ND NDa ND 0,67 ± 0,29 3,02 ± 0,20 1,37 ± 0,86 0,41 ± 0,12 0,88 ± 0,17 ND ND 0,79 ± 1,02a a 1,33 ± 0,45 0,63 ± 0,08 8,65 ± 0,15 6,49 ± 2,31 0,47 ± 0,08 2,04 ± 0,75 1,17 ± 0,01 1,61 ± 0,02 2,80 ± 3,04a 0,44 ± 0,03 0,16 ± 0,00 0,30 ± 0,20 ND 0,11 ± 0,01 0,05 ± 0,08a 0,95 ± 0,40 0,48 ± 0,22 5,21 ± 0,66 3,30 ± 1,99 0,53 ± 0,23 1,26 ± 0,80 0,9 ± 0,01 1,37 ± 0,06 1,75 ± 1,66a b 0,24 ± 0,15 0,35 ± 0,07 ND 0,54 ± 0,38 0,11 ± 0,02 0,17 ± 0,02 0,13 ± 0,00 0,85 ± 0,02 0,30 ± 0,28b 2-Undodecanona ND ND ND Undecanona ND ND NDa 0,24 ± 0,15 0,12 ± 0,02 1,64 ± 0,21 0,52 ± 0,40 0,08 ± 0,08 0,16 ± 0,17 0,46 ± 0,00 0,37 ± 0,00 0,45 ± 0,51a a 2-Undecenal ND ND ND 0,72 ± 0,29 0,82 ± 0,24 3,97 ± 0,66 2,75 ± 1,62 0,40 ± 0,14 0,94 ± 0,54 1,01 ± 0,00 1,37 ± 0,05 1,50 ± 1,23a Tetradecano 0,13 ± 0,00 ND 0,06 ± 0,09a 0,37 ± 0,19 0,58 ± 0,0,7 ND 0,22 ± 0,14 ND ND 0,74 ± 0,00 0,32 ± 0,02 0,28 ± 0,28a Referencia da farinha de Copioba produzida pelo método tradicional, totalmente artesanal, feito a mão. Letras iguais na mesma linha indicam não haver diferença significativa entre a média de resultados para o teste de Kruskal-Wallis (p <0,01). Cada valor foi obtido na forma de média ± desvio padrão de três repetições. 6 Tabela8. Distribuição média (10 ) das áreas dos picos dos principais voláteis identificados em Headspace das amostras de farinha comum tradicional produzida dentro do Vale do Copioba e a farinha de Copioba de fora do Vale do Copioba, ambas do Recôncavo baiano. ND – Não detectado. Comum Vale Copioba de fora do Vale Tratamento Amostras 11 12 13 14 2-Octenal 5,41 ± 0,38 4,53 ± 0,47 1,57 ± 0,44 0,27 ± 0,10 3.5-Octadien-2-ona Nonanal 2-Nonenal Decanal 4,55 ± 0,35 31,97 ± 2,39 3,09 ± 0,57 25,82 ± 2,62 0,86 ± 0,30 7,53 ± 1,76 0,86 ± 0,30 1,16 ± 0,27 Média ± Desvio 2,94 ± 2,42a 2,34 ± 1,81 a 16,62 ± 14,63 a a 15 16 17 18 19 20 0,25 ± 0,07 2,16 ± 1,22 0,71 ± 0,00 2,42 ± 0,03 1,62 ± 0,13 1,72 ± 0,06 Média ± Desvio 1,48 ± 0,84a 0,26 ± 0,04 0,53 ± 0,11 1,96 ± 0,08 0,97 ± 0,05 0,49 ± 0,20 1,64 ± 0,00 0,98 ± 0,68a 1,42 ± 0,63 4,48 ± 0,68 2,88 ± 0,05 5,39 ± 0,12 8,92 ± 0,18 4,57 ± 0,14 4,61 ± 2,54a 0,82 ± 0,37 0,51 ± 0,02 0,47 ± 0,00 0,94 ± 0,05 1,13 ± 0,01 0,98 ± 0,02 0,81 ± 0,27a ND ND ND ND ND 5,36 ± 0,36 5,23 ± 0,46 1,40 ± 0,56 0,29 ± 0,07 3,07 ± 2,61a 1,19 ± 0,46 1,01 ± 0,03 0,55 ± 0,00 1,14 ± 0,01 1,20 ± 0,01 0,88 ± 0,03 0,99 ± 0,25a a 1,09 ± 0,36 0,67 ± 0,02 0,36 ± 0,00 1,03 ± 0,02 1,68 ± 0,05 0,65 ± 0,04 0,91 ± 0,46a 2-Decenal 4,86 ± 0,27 5,18 ± 0,43 1,11 ± 0,72 0,23 ± 0,09 2,84 ± 2,54 2-Undodecanona 4,86 ± 0,06 3,86 ± 0,04 1,11 ± 0,3 0,63 ± 0,15 2,61 ± 2,07a 0,49 ± 0,12 0,97 ± 0,07 0,36 ± 0,00 0,83 ± 0,00 1,08 ± 0,00 0,65 ± 0,00 0,73 ± 0,28b a 0,22 ± 0,16 0,14 ± 0,06 0,27 ± 0,00 0,39 ± 0,02 0,41 ± 0,04 0,29 ± 0,05 0,29 ± 0,10a Undecanona 0,94 ± 0,10 0,99 ± 0,25 0,21 ± 0,16 0,32 ± 0,08 0,62 ± 0,41 2-Undecenal 3,91 ± 0,26 4,39 ± 0,40 1,08 ± 0,66 0,44 ± 0,08 2,45 ± 1,99a 1,20 ± 0,54 0,60 ± 0,10 ND 0,60 ± 0,01 1,06 ± 0,01 ND 0,58 ± 0,51a 0,24 ± 0,05 a 0,50 ± 0,19 ND 0,57 ± 0,06 0,73 ± 0,03 0,89 ± 0,08 0,33 ± 0,10 0,50 ± 0,31a Tetradecano 0,24 ± 0,02 1,05 ± 0,14 0,17 ± 0,05 0,42 ± 0,42 Letras iguais na mesma linha indicam não haver diferença significativa entre a média de resultados para o teste de Kruskal-Wallis (p <0,01). Cada valor foi obtido na forma de média ± desvio padrão de três repetições. 69 Os seis aldeídos (2-octenal, nonanal, 2-nonenal, decanal, 2-decenal, 2-undecenal, Tabelas 7 e 8) estão presentes na fração volátil de todas as amostras com exceção da amostra referencia, sugerindo uma oxidação significativa dos ácidos graxos insaturados. Níveis elevados de 2-octenal, nonanal, 2-decenal e 2-undecenal são encontrados em óleos ricos em ácido oléico como de oliva, óleo de palma e óleo de girassol (De MARCO et al., 2007), e este também é o ácido graxo predominante da fração lipídica das farinhas (Tabela 2). O conjunto de voláteis pode indicar a origem da identidade da farinha a partir da concentração dos compostos e/ou da combinação destes diferentes compostos. Dos compostos voláteis o 2-octenal, 3,5-octadien-2-ona, nonanal, 2-nonenal, e 2-decenal (Tabelas 7 e 8), segundo De VASCONCELOS et al., (2007), possuem os respectivos odores característicos de verde, gordura, aldeído, verde e ceroso. Os compostos voláteis obtidos para as farinhas são presentes também em óleos oxidados, podendo contribuir para o ranço dos produtos. Neste sentido, dos compostos identificados por HS-CG-EM, os que mais contribuem para os perfis de voláteis das farinhas de mandioca são aldeídos (67 a 86% da área total), seguido de cetonas (13 a 24,5%) e baixo percentual de tetradecano (0,5 a 13%). Entre eles, o majoritário em todas as amostras é o nonanal (40 a 50% do total de voláteis) com odor aldeído, e 3,5-octadien-2-ona (6 a 26%) ou 2-octenal (8 a 12%) ou decanal (8 a 12%), também presentes em percentuais intermediários, dependendo do tipo de farinha. Portanto, os seis voláteis 2-octenal; 3,5-octadien-2-ona; decanal; 2decenal, 2-undodecanona, 2-undecenal estão presentes em percentagens médias que somados também totalizam entre 40 a 50%, com característica de odores de verde, gordura, não caracterizado, ceroso, não caracterizado, e não caracterizado (De Vasconcelos et al., 2007). A Figura 7 mostra a distribuição comparativa dos voláteis individuais por tipo de farinha de mandioca de acordo com a região de processamento. Entre os mesmos grupos de amostras, constata-se grande variação na área de todos os voláteis, característica do emprego de processamentos diversificados entre as casas de farinhas. Os voláteis remanescentes (2-nonenal, undecanona e tetradecano) estão presentes em menores percentuais (entre 1 a 6%). Ao lado de aldeídos e cetonas, foi identificado um único hidrocarboneto, o tetradecano, embora apenas em baixos níveis (na faixa de não detectado a 1%), que é produto final da reação de oxidação lipídica, originado da reação de terminação entre os radicais livres. Durante a fase de propagação, a taxa de formação de hidroperóxido é maior do que a taxa da sua 70 decomposição e esta situação é invertida na fase de decomposição (FRANKEL, 1984; FRANKEL at al.,1992). Referencia de Copioba do Vale Copioba do Vale Comum do Vale Copioba de fora do Vale 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 % 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Ocl Oce nal/10 Nel Dal Del Uoe Uee Uel Tde Voláteis 28 26 24 22 Vale Copioba Fora do Vale Copioba 20 18 % 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Ocl Oce nal Nel Dal Del Uoe Uee Uel Tde Voláteis Figura 8. Distribuição comparativa dos voláteis individuais por tipo de farinha de mandioca de acordo com a região de processamento. Ocl=2-Octenal; Oce=3,5-Octadien-2-ona; Nal=nonanal (área/10 no primeiro gráfico); Nel=2-Nonenal; Dal=Decanal; Del=2-Decenal; Uoe=2- Undodecanona; Uee=Undecanona; Uel=2-Undecenal; Tde=Tetradecano. 71 As áreas dos picos dos aldeídos voláteis são significativamente menores (p < 0,05) nas amostras de farinha de Copioba referência do Vale (Tabelas 7 e 8, Figura 6). Este fato pode ser atribuído aos menores valores de lipídios totais associados à Aw em torno de 0,4 (Tabela 2) em função do tratamento tecnológico. Dos diferentes tratamentos o das amostras de farinha Comum obtive a maior média dos compostos voláteis (Figura 7). O menor percentual de aldeídos nas farinhas de Copioba pode estar relacionado às etapas de secagem do processamento, que possuem temperaturas mais brandas com a massa macerada e maior tempo relação ao processamento das farinhas comuns. A faixa de resultados encontrados para a Aw das amostras de farinhas de Copioba foi de 0,2 a 0,6, pois é nessa faixa de valores que a velocidade da reação de oxidação lipídica é mínima. De uma forma generalizada a qualidade sensorial irá diminuir com o aumento de temperatura de secagem. Em particular, todos os aldeídos das farinhas apresentaram cadeia linear e podem resultar da oxidação degradativa de ácidos graxos insaturados, em particular ácido oléico, linoléico e linolênico (Tabelas 5 e 6). Aldeídos aromáticos não foram encontrados nas amostras de farinhas, provavelmente como resultado da baixa degradação dos aminoácidos aromáticos sob condições de secagem. Neste contexto, a ocorrência de hidroperóxidos oriundos da oxidação primária dos ácidos graxos, é muito limitada devido à sua grande instabilidade em altas temperaturas. A partir deles, uma vasta gama de produtos de oxidação secundária é formada, como aldeídos saturados e insaturados, cetonas, hidrocarbonetos, além de lactonas, alcoóis, ácidos e ésteres (DOUGAN et al., 1983; COSGROVE et al., 1987; FRANKEL et al.; 1992; WAGNER et al.; 1994; MINKYU et al.; 2010) que não foram detectados pelo método de separação utilizado neste estudo. Considerando que os produtos voláteis são removidos em grande parte da farinha durante a secagem, os compostos não voláteis que continuam na farinha são absorvidos pelo alimento seco, e isto também tem implicações no sabor, modificando também as propriedades nutricionais e fisiológicas. O flavor dos voláteis desenvolvido durante processos de secagem é descrito como característico de frutas, gramíneo, amanteigado, queimado, noz, e peixe (DOUGAN et al., 1983; SAYASLAN et al., 2000; CIRLINI et al., 2012; PETERSEN et al., 1999; BLANDA et al., 2010; GRUBER, 2010). A oxidação do ácido linolênico durante a secagem aumenta o odor de peixe e diminui o de fruta. De VASCONCELOS et al. (2007) relatam que 2-heptenal, 2-octenal, D-limonene 2pentylfuran, 1-pentanol, octanal, 2-heptanol, 1-hexanol, 2-nonanone, nonanal 1-octen-3ol, 1-heptanol, furfural, benzofuran, 3,5-octadien-2-one, 2-nonenal, 1-octanol 5methylfurfural, 2-ecenal, foram os principais compostos voláteis identificados em farinha 72 de castanha. Por outro lado, sabor desejável típico de fritura foi produzido em uma concentração ótima de oxigênio. Pequenas quantidades de oxigênio produziram sabores pobres e fracos, e altos níveis de oxigênio produziram off-flavors nas farinhas. Tabela 9. Coeficiente de correlação de Spearman rho entre os compostos voláteis das amostras de farinhas tradicionais do Recôncavo baiano. N Parâmetros I I 2-Octenal 1,00 II 3,5-Octadien-2-ona III Nonanal IV 2-Nonenal V Decanal VI 2-Decenal VII 2-Undodecanona VIII Undecanona IX 2-Undecenal X Tetradecano II III IV V VI VII VIII IX X 0,75 0,81 0,66 0,74 0,81 0,22 0,81 0,62 -0,27 1,00 0,65 0,59 0,63 0,69 0,10 0,88 0,51 0,07 1,00 0,36 0,92 0,92 0,48 0,82 0,85 -0,17 1,00 0,38 0,41 -0,17 0,59 0,22 -0,16 1,00 0,98 0,58 0,84 0,92 -0,09 1,00 0,52 0,87 0,93 -0,09 1,00 0,29 0,65 -0,08 1,00 0,72 0,07 1,00 -0,06 1,00 Avaliando as correlações entre os diferentes compostos voláteis através dos valores do coeficiente de correlação de Spearman rho, a maioria dos compostos mostra uma correlação diretamente proporcional entre si, apresentando uma grande variação de 0,06 a 0,92 (Tabela 9). Pode-se constatar, por exemplo, que a formação do aldeído majoritário, o nanonal, tem alta correlação com 2-octenal, decanal, 2-decenal, undecanona e 2-undecenal, indicando que podem ser originados do mesmo mecanismo de oxidação. O estudo ainda continuou na correlação polinomial dos compostos voláteis identificados nas vinte amostras analisadas, assim foi realizado o estudo graficamente da correlação dos valores de Aw com os valores das áreas dos picos dos compostos voláteis (Figura 8) e a correlação dos valores de Aw com os valores dos ácidos graxos principais suspeitos do mecanismo de formação dos aldeídos volteis (Figura 9). 73 60 50 40 5 y = 33,773x2 - 28,186x + 6,0904 R² = 0,6571 4 3 2 30 20 1 7 2-octenal Area x 106 pA Nonanal Area x 106 pA 70 y = 562,19x2 - 471,54x + 97,4 R² = 0,6886 3,5-Octadien-2one Area x 106 pA 80 6 5 4 3 2 10 1 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Aw 6 y = 66,607x2 - 55,099x + 11,228 R² = 0,6217 6 4 2-Decenal Area x 106 pA Decanal Area x 106 pA 10 y = 44,188x2 - 37,186x + 7,8204 R² = 0,605 5 0 -0,1 6E-16 0,1 0,6 0,7 Aw 4 3 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Aw 80 AT pico x 106 pA 0 -0,16E-16 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 -10 8 y = 53,44x2 - 42,36x + 8,684 R² = 0,6288 y = 530,23x2 - 448,04x + 99,268 R² = 0,7041 60 40 2 2 20 1 0 -0,1 6E-16 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 -2 Aw 0 0 -1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 A Figura 9. Correlação polinomial entre Aw e a área dos picos x (106 pA) dos compostos voláteis da farinha de mandioca, separados por HS-CGEM. 74 0,6 0,4 39 30 36 25 0 20 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 18:2n6 % 30 30 0 0,6 0,7 Aw 35 33 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 15 0,6 12 9 20 6 15 3 10 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Aw 0,7 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Aw y = 530,23x2 - 448,04x + 99,268 R² = 0,7041 60 40 20 0 0,1 0,1 80 C18:3n3 % 25 0 0,7 Aw AT pico x 106 pA 0 42 35 0,2 0 18:1n9 % Saturado (%) Total lipidios (%) 45 40 0,8 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Aw 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Figura 10. Comportamento dos teores de lipídios totais, do somatório de saturados, dos percentuais de C 18:1n9, C 18:2n6, C 18:3n3 e do somatório das áreas total dos picos (ATP x 106pA) dos voláteis das 20 amostras de farinhas em função da atividade de água. 75 0,7 Aw ‘Os compostos voláteis identificados apresentam o mesmo comportamento frente à faixas de Aw das amostras, os picos máximos dos compostos voláteis foram atingidos para os resultados de Aw abaixo de 0,2, os menores picos foram encontrados para os valores de 0,2 < Aw ≤ 0,4, enquanto os picos intermediários foram encontrados quando os valores Aw foram superiores a 0,4, o que coincide com o comportamento estabelecido da curva de oxidação lipídica, um comportamento polinomial de segunda ordem obtendo valores R2 superiores a 0,6. Em ambas Aw, mais altas e baixas, as taxas de oxidação de lipídios e formação de voláteis são elevadas em comparação com Aw em torno a 0,4. Portanto a Aw das farinhas exerce profunda influência na velocidade de reação de oxidação dos ácidos graxos insaturados e conseqüentemente na formação de voláteis. O efeito da Aw em alimentos tem sido extensivamente estudado. Em geral, a oxidação lipídica é mais baixa em atividades de água próximas à monocamada de água, que se localiza entre 0,2 e 0,3 para a maioria dos alimentos, devido a uma diminuição do efeito catalítico de metais de transição, de extinção de radicais livres e oxigênio e/ou retardo da decomposição de hidroperóxidos. No entanto, a taxa de oxidação de lipídios aumenta rapidamente em atividades de água abaixo ou acima da monocamada (FRANKEL, 1984; GROSCH, 1987; PARTANEN et al., 2008; MINKYU et al., 2010; KULCHAN et al., 2010), principalmente durante processamento e/ou armazenamento. Portanto, a qualidade da farinha de mandioca, principalmente do grupo seca, pode ser grandemente afetada por pequenas mudanças dentro do intervalo de Aw entre 0,1 a 0,6 e, conseqüentemente, a estabilidade oxidativa e formação de voláteis, os quais têm como principal conseqüência à modificação do flavor e o aparecimento de odores e gostos característicos do ranço. Os ácidos graxos que permanecem nas farinhas depois de processadas também parecem apresentar certa relação com a Aw das amostras, sendo que em Aw mais baixas do intervalo, os teores de lipídios totais e de insaturados são maiores quando comparados aos de Aw mais altas e intermediárias do intervalo (0,1 a 0,6). Entretanto, não se pode excluir a possibilidade de que as farinhas submetidas a processamento que resultaram em Aw ao redor de 0,4 podem resultar na proteção oxidativa dos ácidos graxos insaturados, mas também a dificuldade da extração dos lipídios totais pelo método desenvolvido por Bligh e Dyer (1959). A Figura 9 mostra a distribuição de voláteis de acordo com o mês de processamento das amostras de farinhas independente do tipo de processo ou local de produção, onde se constatam que as concentrações de compostos voláteis das amostras de abril foram as maiores, e as amostras coletadas em outubro apresentaram as menores concentrações. Isto demonstra que a variável sazonalidade e o tempo de 76 armazenamento podem exercer grande influência na concentração de voláteis das farinhas e conseqüentemente na qualidade, apesar da diferença no numero de amostras de cada mês de coleta. 30 28 Abril Agosto Outubro 26 24 22 20 18 % 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 Ocl Oce nal Nel Dal Del Uoe Uee Uel Tde -- Voláteis Figura 11. Distribuição de voláteis de acordo com o mês de processamento das amostras de farinhas. Ocl=2-Octenal; Oce=3,5-Octadien-2-ona; Nal=nonanal; Nel=2Nonenal; Dal=Decanal; Del=2-Decenal; Uoe=2-Undodecanona; Uee=Undecanona; Uel=2-Undecenal; Tde=Tetradecano. A composição de ácidos graxos foi semelhante em todas as amostras analisadas, como mostrado nas Tabelas 5 e 6, mas o total de lipídios não foi (Tabela 2). Portanto, o maior teor de lipídios totais das farinhas e, conseqüentemente, dos insaturados, em especial C18:2n6 e C18:3n3, associado à atividade de água está correlacionado ao maior teor de compostos voláteis e possuem off-flavors. Constata-se que existe um comportamento padrão de oxidação entre os compostos de aroma dos voláteis e A w e também entre os lipídios totais e conteúdo de ácidos graxos insaturados e A w, portanto, a qualidade das farinhas e sua diferenciação ou notoriedade tem relação com os produtos de oxidação dos ácidos graxos. Ou seja, uma mínima produção de compostos voláteis foi obtida quando a Aw se encontra na faixa de 0,2 a 0,4, intermediária entre 0,4 a 0,6, e a produção de compostos voláteis foi máxima em Aw inferiores a 0,2 (Figuras 7). 77 Considerando que o teor de voláteis depende da atividade de água das farinhas de mandioca obedecendo a uma curva de oxidação típica, pode-se inferir que este parâmetro analítico, tem o potencial para discriminar a qualidade das farinhas e que pode ser usado, como indicador do desempenho de secagem e qualidade do processo. Para além do grau de insaturação dos ácidos graxos, a taxa de autooxidação é dependente das estruturas dos lipídios. Assim, conforme mostrado por Cosgrove et al., (1987) e Wagner et al., (1994), os radicais são dependentes do número de metilenos bisalílicos presentes nos ácido graxos. A taxa oxidação é menor para substratos monoinsaturados, como o ácido oléico, do que para substratos poliinsaturados, porque os hidrogênios do metileno são mais resistentes à abstração de H e formação do radical iniciador da oxidação em cadeia. As taxas relativas de oxidação de ácidos oléico, linoléico e linolênico são da ordem 1:40:80 (HOLMAN e ELMER 1947). Neste contexto, considerando o grau de insaturação dos ácidos graxos das farinhas, C 18:2n6 e C 18:3n3 devem sofrer maior oxidação e os compostos voláteis são aqueles esperados, provenientes dos seus principais hidroperóxidos (Figura 6). Petersen et al., (1999) identificaram pentanal, hexanal, nonanal, 2-octenal, 2,4-heptadienal, 2-nonenal, 2,4decadienal e 2,4-nonadienal como compostos que contribuem para sabores desagradáveis de batata cozida. Blanda et al. (2010) constataram uma forte correlação entre off-flavors e altos teores de 2-pentenal, 2-hexenal, 2-heptenal, 2-pentylfuran e 2decenal, em produtos submetidos a secagem. Miyakelet al., (2006) também relatam que o teor de produtos de oxidação de lipídios foi maior em farinhas de trigo que passaram pelo processo de alta extração do que farinhas de trigo convencionalmente branqueadas. O desenvolvimento de poderosas plataformas de análise de voláteis é um prérequisito para obter mais conhecimento sobre as vias de formação dos voláteis e também na identificação dos efeitos genéticos e ambientais na produção da identidade de alimentos. O amido de mandioca também contém alguns voláteis, destacando-se entre eles os compostos aldeídos e cetonas, e a maioria são produtos de degradação da peroxidação lipídica (DUFOUR e O’BRIEN, 1996). A introdução de motores elétricos para secagem da farinha de Copioba e comum (amostras 3 até 20) em comparação com as farinhas Copioba de referências do Vale do Copioba (amostras 1 e 2) obtidas pelo processo convencional e quase artesanal e que resultam em máxima notoriedade junto ao consumidor, pode levar a um aumento de lipídios totais das farinhas, e por conseqüência um aumento dos compostos voláteis com sabor desfavorável, mas este método tem uma capacidade maior de produção do que o processamento totalmente artesanal, apesar da qualidade da farinha produzida não parecer ser necessariamente igual. 78 Em geral, as farinhas de mandioca de Copioba são melhores em termos de qualidade, quando comparadas às farinhas comuns, por possuir um processamento brando, sem tanto farelo ou casca, pois emprega temperaturas mais brandas à velocidades de rotação menores. No entanto, como resultado, os métodos de secagem e peneiração podem ser considerados a melhor forma de preparar a farinha de Copioba apesar da pequena escala. Nestas circunstâncias, considera-se que novos métodos de secagem devem ser avaliados para a substituição do método artesanal visando o aumento da escala de produção, com manutenção da qualidade da farinha de mandioca de Copioba. O perfil de voláteis, porém, foi capaz de diferenciar os 4 tratamentos de farinha de mandioca produzidas no Recôncavo Baiano (referencia de Copioba, Copioba do Vale, Comum do Vale e Copioba de fora do Vale) e revelou interações entre eles, incluindo a participação dos ácidos graxos insaturados e a atividade de água. Apesar das diferenças encontradas, não é fácil avaliar diretamente a influência das diferentes variáveis envolvidas na produção dos 4 tratamentos das farinhas e a simples análise da atividade de água, teor de lipídios e composição de voláteis de uma amostragem mais representativa, pode ser considerado uma conjunção de parâmetros eficazes e adequado à diferenciação das farinhas de mandioca de Copioba, justificando a sua notoriedade. Outra questão importante a ser avaliada está relacionada ao armazenamento, estabilidade e vida de prateleira das farinhas de mandioca, independentemente do tipo, uma vez que a distribuição comercial é realizada em sacos de 50 kg, e vendida aos consumidores a granel. Neste contexto, mais pesquisas devem ser realizadas para estabelecer estes importantes parâmetros durante armazenamento seguro, principalmente de regiões de clima tropical, tendo em conta as necessidades locais de qualidade e estabilidade da farinha de mandioca, buscando prolongar a vida de prateleira, assim como, o estudo de embalagens adequadas (1 a 5 Kg) que possam contribuir para prolongar a vida de prateleira e evitar a adulteração do produto. No entanto, a farinha de mandioca Copioba continua a ser um produto local, popular em toda a região por suas qualidades tradicionais e artesanais. Como tantos bens populares, com diferenças bastante peculiares, a farinha de Copioba vem sendo imitada e falsificações são comuns, principalmente em mercados consumidores urbanos. Os produtores regionais e intermediários reconhecem que outros tipos de farinha são vendidos como farinha de Copioba. Cada família tem características peculiares nas etapas do processo, com base em conhecimentos e habilidades transmitidas através das gerações, apesar de utilizar um processo comum no Vale, onde a mais expressiva mudança é a introdução de equipamentos elétricos de trituração e secagem buscando 79 facilitar o processamento. Maiores estudos que esclareçam a influência física da granulometria, da distribuição do tamanho da partícula, da porosidade, da atividade da água, entre outros sobre a taxa de oxidação e formações de voláteis são essenciais para a seleção de variáveis de processamento apropriado, visando maior estabilidade das farinhas de mandioca. Trabalhos de investigação também precisam ser realizados para estabelecer as relações entre a composição volátil e atributos sensoriais, altamente relacionados com os valores de limiar de odor e as interações dos diferentes compostos na mistura complexa de compostos voláteis das farinhas de mandioca. 4. CONCLUSÃO Este estudo representa uma das primeiras tentativas que visam à caracterização da identidade por correspondente comparação das farinhas de mandioca Copioba e comuns tradicionais produzidas no Vale do Copioba e regiões geográficas vizinhas do Recôncavo Baiano-BA. Em particular, foi um estudo preliminar, da caracterização de vinte amostras resultantes de processos e origens diferentes. As demais farinhas de mandioca de Copioba referência do Vale foram obtidas por um processo tradicional, caracterizado por uma etapa de secagem suave em três fornos à lenha com controle manual, seguidas por três peneirações consecutivas e alternadas. As farinhas de Copioba de produzidas dentro e fora do Vale do Copioba apesar de apresentar somente uma secagem em fornos elétricos e uma peneiração, estas etapas também empregam temperaturas mais brandas por um maior tempo, quando comparadas as farinhas comuns. Os ácidos graxos obtidos por GC-DIC demonstraram que a fração de lipídios totais (0,18-0,62% da farinha) mesmo sendo <1% apresenta alto teor de instaurados (70% dos lipídios totais). A fração de voláteis das farinhas foram identificados e quantificados analiticamente 10 compostos por HS-CG-EM, possuindo principalmente em sua composição aldeídos e cetonas, sendo o nonanal o majoritário (40-50% dos voláteis), produto da reação de oxidação dos ácidos graxos. As farinhas de Copioba em comparação com as farinhas comuns, mostraram uma diminuição significativa na quantidade de voláteis, associada a menores teores de lipídios totais e atividade de água entre 0,2-0,6, faixa de menor velocidade de reação de oxidação. Assim as farinhas comuns têm maiores teores de voláteis e de lipídios totais, e atividade de água entre 0,1 0,3, intervalo este a onde ocorre a velocidade máxima de oxidação. Esta diferença está associada ao tratamento térmico durante a etapa de secagem dos diferentes processamentos das farinhas (Copioba e Comum). A atividade de água é, portanto, um importante fator de controle do processo, permitindo o manuseio das propriedades e estabilidade das farinhas de Copioba, justificando sua maior notoriedade. Estes 80 resultados podem ser explorados, não só para a classificação comercial, mas também para promover o registro de um processo de indicação geográfica (IG) do produto. 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS Este estudo representa uma caracterização preliminar da identidade e qualidade das farinhas de mandioca Copioba e Comuns, tradicionalmente produzidas numa pequena área localizada dentro e fora Copioba do Vale do Recôncavo Baiano/BA. Foram caracterizadas vinte amostras resultantes de processos e origens diferentes. A presente obra realizou um estudo de caráter inédito na literatura acadêmica ao trabalhar com a composição química da farinha de mandioca através das analises de voláteis, composição centesimal, e ácidos graxos, na tentativa de compreender melhor a origem das diferenças de compostos voláteis. As farinhas de mandioca de Copioba de referência do Vale foram obtidas por um processo tradicional, caracterizado por uma etapa de secagem suave em três fornos à lenha com controle manual seguidas por três peneirações consecutivas e alternadas. As amostras de farinhas foram quimicamente classificadas com base nos estudos de correlação entre a atividade da água, ácidos graxos e os produtos voláteis. Observou se que atividade de água é, portanto, importante fator de controle do processamento, manipulação das propriedades e estabilidade das farinhas de mandioca, especialmente das farinhas de Copioba. As farinhas analisadas apresentarem em conformidade com a legislação brasileira vigente, no qual se observou que os parâmetros de umidade, atividade de água e voláteis são parâmetros de qualidade e identidade da farinha de Copioba do Vale. Mesmo sendo uma caracterização preliminar espera se que esses resultados possam ser explorados, não só para a classificação comercial, mas também para contribuir para o registro de um processo de indicação geográfica (IG) do produto. O presente trabalho sugeri ainda a continuidade com pesquisas sobre a qualidade da farinha de Copioba do Vale, com uma amostragem maior além de buscar correlacionar parâmetros do processo, principalmente tempo e temperatura de secagem e tempo de prensa, com os valores de atividade de água, na busca de obter parâmetros de controle de qualidade do processamento da farinha de mandioca de Copioba comparando os processos de etapas continuas e integradas e as etapas descontinuas. 81 6. 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