ESTUDO DE UMA NOVA PREPARAÇÃO ENZIMÁTICA PARA A
PRODUÇÃO DE SUCO DE MAÇÃ POR CENTRIFUGAÇÃO
Acácio Antonio Ferreira Zielinski (IC/CNPq – Balcão), Rosilene Aparecida
Prestes (PDJ), Alessandro Nogueira (UEPG), Gilvan Wosiacki (Orientador),
e-mail: [email protected].
Universidade Estadual de Ponta Grossa –
Departamento de Engenharia de Alimentos, Ponta Grossa – PR
Palavras-chave: Análise físico-química, análise multivariada
Resumo:
No presente trabalho foi verificada a influência da temperatura e da
quantidade de enzima aplicada sobre a polpa de maçã para a obtenção de
suco por centrifugação e comparar as características dos produtos obtidos.
Com os resultados físico–químicos das diferentes amostras foram
submetidos à análise de componentes principais (PCA) e foi verificada uma
distinção entre as amostras, sendo as sem adição de preparação enzimática
maiores teores de pH, cor e açúcares e as amostras com adição de
preparações em diferentes concentrações maiores teores de glucose, fenóis
e graus Brix.
Introdução
Atualmente busca uma redução nas quantidades de resíduos produzidos no
processamento de suco de maçã. Uma alternativa para isto é a utilização de
uma tecnologia limpa, no qual ocorre com o emprego de enzimas para
aumentar o rendimento na extração de suco e com isso diminuir o impacto
ambiental (WILL et al., 2000).
A preparação enzimática Novozym 33102 foi desenvolvida para
auxiliar na decomposição industrial de pectina de maçã e assim é
constituída essencialmente de pectina liase com atividade de 11000 PECTU/
mL isenta de celulases. A sua atividade de despolimerização da cadeia de
pectina ocorre pelo mecanismo de β eliminação liberando uma cadeia menor
com um terminal não redutor insaturado entre os carbonos C4 e C5, que
absorve luz ultravioleta quando submetido a um ambiente com λ352 nm. De
acordo com a literatura (ISHII, YOJOTSUKA, 1971) esta enzima tem um
maior potencial enquanto agente de maceração de tecidos vegetais. Com
um potencial biotecnológico nas indústrias de sucos de frutas entre o fato de
degradar a pectina sem distúrbio ao grupo éster o qual é responsável pelo
aroma de suco e também não ocorre à formação de metanol que é tóxico, se
trata de uma enzima de nova geração, não celulolítica, no qual se torna
interessante definir alguns procedimentos de caracterização do preparado
industrial visando melhorar o rendimento do processo e a qualidade de seu
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produto. O objetivo do presente trabalho foi realizar o estudo de uma nova
preparação enzimática na produção de suco maçã por centrifugação.
Materiais e métodos
Amostras de maçã comercial da variedade Fuji da safra de 2010 foram
adquiridas no mercado de Ponta Grossa – PR e a preparação enzimática
utilizada foi fornecida pelo representante da Novo no Brasil (LSN, Bento
Gonçalves RS).
Processos
O processamento do suco de maçã por tecnologia enzimática
preconiza procedimentos de limpeza e sanidade da matéria que é
fragmentada em moinhos de faca (liquidificação) e incubada em
temperaturas definidas em sistema com ou sem agitação. Após o tempo de
reação, os sólidos solúveis são retirados por centrifugação e os insolúveis
permanecem como resíduo. Os dois produtos do processo, o extrato líquido
e o resíduo sólido são armazenados para as análises dos descritores de
qualidade.
Experimento
A influência da preparação enzimática sobre a extração do suco por
força centrífuga foi pesquisada considerando a concentração de enzima
(1,25, 6,25 e 11,25 µL.g-1 na massa liquidificada) e a temperatura de
incubação (20ºC, 35ºC, 50ºC) segundo planejamento fatorial completo 3x4.
Foram medidos os rendimentos de cada teste para efeito de comparação
tendo sido feito em paralelo um teste sem adição de enzima em cada
temperatura.
Análises
O rendimento do suco é calculado como a razão do volume de extrato
líquido por peso da matéria prima em percentagem. A quantidade de sólidos
solúveis por refratometria sendo expressos como graus Brix, ajustados a
20ºC. O pH do suco foi determinado por potenciometria com ajuste da
escala em pH 4,0 e em pH 7,0 ajustados com tampões. A acidez total
titulável foi determinada por titulometria com solução 0,1 N de NaOH
fatorada e expressa como massa de ácido málico por 100 mL de suco. Os
teores de açúcares redutores e açúcares redutores totais, após a hidrólise
ácida da sacarose, foram determinados pela técnica clássica de redução em
meio alcalino (Nelson, 1944; Somogyi, 1945) enquanto o de glucose foi
determinado por técnica enzimática (Underkofler, S.D.). Os compostos
fenólicos totais, expressos como catequina em ppm foram quantificados pelo
reativo de Folin Ciocalteau.
Análise Multivariada
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Para explorar os dados das análises físico-quimicas foi realizada a
análise de componentes principais (PCA) mediante uma matriz de oito
variáveis (BRIX, ART, AR, glicose, compostos fenólicos, acidez, cor, pH),
utilizando o programa Pirouette, versão 4.11 (Infometrix).
Resultados e Discussão
Os rendimentos dos processos que foram conduzidos sem adição de
enzimas apresentaram o valor de 43,13 ± 3,09 g/100mL, um valor baixo com
um coeficiente de variação também abaixo de 7% de onde pode ser inferido
que a faixa de temperatura não exerce muita influência. Por outro lado,
quando os testes foram feitos com adição de enzimas nas diferentes
temperaturas apresentaram um aumento de 84% conforme os valores que
levam a um resultado geral de 79,91 ± 2,74 g/100 mL com uma variação de
apenas 3%. Estes valores confirmam que o efeito da ação das enzimas foi
efetivo já na dosagem menor e que a temperatura exerceu pouca influencia
sobre o resultado final conforme confirma a Figura 1.
Figura 1 – Rendimento do Suco de Maçã extraído por centrifugação.
Os resultados das analises físico-químicas foram avaliadas através da
PCA. A Figura 2 mostra o gráfico dos escores (PC 1 vs PC 3) de todas as
variáveis e com pré-processamento autoescalado, com oito componente
principais é possível descrever 100% das informações, sendo que 41,84 %
da variância total é descrita por PC1 e 16,73% por PC3.
A análise conjunta dos gráficos dos escores e dos pesos (Figura 2)
mostra que as amostras sem tratamento enzimático estão deslocadas para
maiores teores de pH e cor. Os sucos que tiveram tratamento enzimático a
temperatura de 20°C não apresentaram a formação de conjunta de um
grupo, apresentando uma distância entre as amostras para as diferentes
concentrações de enzimas. Os sucos com tratamento enzimático a 35°C
apresentaram a formação de um grupamento sólido, com maiores teores
para glucose e fenóis. O último tratamento a 50°C também demonstrou a
formação de um grupamento entre as amostras, estas possuindo maiores
teores de acidez e açúcares.
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2,0
0,8
1,25µ L
6,25µ L
ART
0,6
1,0
11,25µ L
1,25µ L
0,0
-0,5
6,25µ L
AR
0,4
0,5
PC3
PC3 (16,73% de variância total)
1,5
11,25µ L
0,2
Brix
Acidez
0,0
6,25µ L
Cor
-1,0
-0,2
11,25µ L
-1,5
1,25µ L
-2
-1
0
1
Glicose
-0,4
-2,0
-3
Fenóis
pH
2
-0,6
-0,4
PC1 (41,84% de variância total)
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
PC1
(A)
(B)
Figura 2 – Gráfico dos escores (A) e de pesos (B) da análise por PCA.
Conclusões
A preparação enzimática demonstrou ser efetiva no aumento do
rendimento do processo de extração do suco de polpa liquidificada. O
produto da extração por centrifuga apresentou menor intensidade de cor e
menor pH porém os teores de sólidos solúveis totais e açúcares redutores
totais foram praticamente iguais em todos os tratamentos.
Agradecimentos
Os autores agradecem a UEPG ao CNPq e ao GTM
Referências
ISHII, S., YOJOTSUKA, T. Maceration of plant tissue by Pecti trans
eliminase. Agricultural and Biological Chemistry, v.35, n.7, p.1157-1159.
1971.
WILL, F.; BAUCKHAGE, K.; DIETRICH, H. Apple pomace liquefaction with
pectinases and cellulases: analytical data of the corresponding juices.
European Food Research and Technology, 211, pg. 291-297, 2000.
NELSON, N. A photometric adaptation of the Somogyi method for
determination of glucose. Journal Biology Chemistry, v.165, p.375-375.
1944.
SOMOGYI, M. A new reagent for the determination of sugar. Journal
Biology Chemistry, 1945.
UNDERKOFLER, L.A. GLUCOSE OXIDASE. Production, properties present
and potential applications. S.D.
Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.