Efeitos de diferentes métodos de secagem sobre os parâmetros de cor do cefalotórax de camarão rosa em pó e sobre a extração de astaxantina

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Alimentos

Autores

Silva, M.V.C. (UFPA) ; Santos, S.J.L. (UFPA) ; Ramos, W.R.S. (UFPA) ; Carvalho, A.R.B. (UFPA) ; Silva, L.H.M. (UFPA) ; Rodrigues, A.M.C. (UFPA)

Resumo

Resíduos do processamento do camarão rosa foram desidratados por Refractance Window (60, 70 e 80°C), liofilização e secagem em estufa (60°C). Foram determinados a umidade, Aw e parâmetros de cor. Foram realizadas extrações de astaxantina utilizando os produtos secos, através de maceração dinâmica com oleína de palma. Os produtos mais vermelhos (maiores valores de a*) foram o liofilizado e o desidratado por Refractance Window a 60°C, os quais também apresentaram os maiores valores de teor de astaxantina (que possui coloração vermelho-alaranjada), e os resultados foram semelhantes entre si. Os materiais em pó podem ser utilizados em indústrias de ração animal (aquicultura) e os extratos ricos em astaxantina obtidos podem ser usados nas indústrias alimentícias no geral, como aditivos.

Palavras chaves

camarão rosa; Refractance Window; astaxantina

Introdução

A cabeça, as cascas e a extremidade da cauda do camarão rosa são removidas na maioria das vezes durante seu processamento. E o descarte inadequado desses subprodutos pode causar um grande impacto ambiental, pois são geralmente jogados em rios e mares ou enterrados em aterros sanitários (BESSA-JUNIOR; GONÇALVES, 2013). Esses subprodutos possuem a astaxantina em sua composição, a qual é um carotenoide que possui elevada atividade antioxidante e tem demonstrado efeitos benéficos em pacientes com câncer e hipertensão (HUSSEIN et al., 2005). Uma boa alternativa para o aproveitamento desses materiais é a produção de produtos em pó através de técnicas de secagem para o uso, por exemplo, em indústrias de ração animal (astaxantina atuando como uma fonte de pigmentação na aquicultura). A seleção do secador mais adequado é uma questão muito importante e deve-se levar em consideração vários fatores, como por exemplo, o custo do equipamento e do processo, facilidade de uso do equipamento, tempo do processo, tamanho da unidade de processamento, facilidade de manuseio do produto, bem como a qualidade do mesmo (KIRANOUDIS; MAROULIS; MARINOS-KOURIS, 1996; HONORATO, 2006). Neste sentido, é de grande importância o estudo comparativo de diferentes secadores e a avaliação da possibilidade de uso de secadores alternativos aos tradicionais. As técnicas de secagem geralmente empregadas para resíduos de camarão são a secagem em estufa (MEZZOMO et al., 2011, 2013; CORREA et al., 2012; SEABRA et al., 2014) e liofilização (HANDAYANI; INDRASWATI; ISMADJI, 2008; SÁNCHEZ-CAMARGO et al., 2011a, 2011b, 2012; PARJIKOLAEI et al., 2015; TSIAKA et al., 2015). A secagem em estufa e a liofilização demandam muito tempo, sendo esta última um processo muito caro (KOROSHI, 2005). Um processo alternativo de remoção de água é a secagem por Refractance Window, que é uma técnica relativamente simples, de baixo custo e com tempos de secagem bem inferiores aos processos de liofilização e secagem em estufa. Para a secagem de uma quantidade semelhante de produto, por exemplo, o custo de um equipamento de Refractance Window é cerca de um terço do custo de um liofilizador, e seu consumo de energia é inferior à metade (OCHOA-MARTÍNEZ et al., 2012). Outra alternativa de grande agregação de valor para estes resíduos é a sua utilização para extração de astaxantina, gerando extratos concentrados ricos desse carotenoide, que podem ser utilizados nas indústrias alimentícias no geral, atuando como aditivos. Devido a questões econômicas, ambientais e de saúde pública, os solventes orgânicos, que são os mais utilizados em processos de extração, estão sendo gradativamente substituídos por solventes alternativos, surgindo a chamada extração verde, com o objetivo de obtenção de um extrato ou produto seguro e de elevada qualidade. Dentre esses solventes alternativos, destacam-se os óleos vegetais (LI et al., 2013). Diante do exposto, objetiva-se avaliar o efeito de três tipos de secagem (Refractance Window, liofilização e secagem em estufa) sobre os parâmetros de cor do cefalotórax de camarão rosa e sobre a extração de astaxantina utilizando oleína de palma.

Material e métodos

Como matéria-prima foram utilizadas amostras do cefalotórax do camarão rosa, geradas pelo seu processamento, que foram obtidas sob a forma de blocos congelados, junto à indústria processadora de pescado Amasa S/A, localizada em Belém-PA. As amostras foram transportadas para o Laboratório de Ciência, Tecnologia e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do Pará e armazenados em freezer a -20°C. Para as extrações, foram utilizados oleína de palma refinada, fornecida pela empresa Agropalma S/A, localizada em Belém-PA, e óleos comerciais refinados de soja e castanha-do-pará, adquiridos no comércio local de Belém-PA. Os resíduos de camarão rosa foram descongelados à temperatura ambiente e em seguida submetidos a um processo de cozimento em autoclave a 100°C por 10 minutos, seguindo a metodologia de Mezzomo et al. (2011). Posteriormente, os materiais foram triturados e homogeneizados em dois processadores de alimentos por aproximadamente 5 minutos, em cada, sem adição de água; gerando uma pasta. - PROCESSOS DE SECAGEM: O aparato para a secagem por Refractance Window que foi utilizado consiste em um reservatório com água quente circulante, sobre o qual foi preso o filme transparente de Mylar, com 0,25 mm de espessura. A água quente circulante é proveniente de um banho termostático. Os processos de secagem foram realizados baseados na metodologia de Castoldi (2012). Em cada experimento, 800 g da pasta do resíduo do camarão foram espalhadas sobre o filme transparente. As secagens da pasta foram realizadas em três temperaturas: 60, 70 e 80°C, com tempos de secagem de 60, 45 e 35 minutos, respectivamente. Os materiais também foram submetidos à liofilização (30h) e secagem em estufa (60°C; 10h). Os produtos desidratados (produtos RW, produto L e produto E) foram submetidos a um processo de moagem e em seguida foram classificados em peneira de 60/80 mesh. Foram determinados a umidade, atividade de água e parâmetros de cor da pasta e dos materiais desidratados. - EXTRAÇÃO DE ASTAXANTINA Os produtos desidratados foram submetidos a um método de extração de astaxantina desenvolvido por Handayani, Indraswati e Ismadji (2008). A metodologia consiste de uma maceração dinâmica, na qual o resíduo de camarão em pó foi misturado com a oleína de palma em um balão de vidro com uma razão solvente/amostra de 6 mL/g. O sistema permaneceu sob agitação mecânica (400 rpm) a uma temperatura de 70°C por 2 horas. A separação da solução de extrato da matriz sólida foi realizada por centrifugação, durante 20 minutos a uma rotação de 1000 rpm. Após a centrifugação, o sobrenadante (extrato oleoso enriquecido em astaxantina) foi adicionado em uma cubeta para medida da absorbância (em 485 nm) através da técnica de espectrofotometria na região do UV-VIS. O teor de astaxantina foi calculado por uma equação desenvolvida por Sachindra e Mahendrakar (2005).

Resultado e discussão

As imagens dos resíduos de camarão rosa desidratados por Refractance Window (60RW, 70RW e 80RW), por liofilização (L) e em estufa (E) são apresentadas na Figura 1. Os resultados de umidade da pasta do resíduo de camarão rosa e dos materiais desidratados por Refractance Window (60RW, 70RW e 80RW), por liofilização (L) e em estufa (E) foram os seguintes: 65,94; 10,80; 10,63; 9,26; 8,97 e 10,55 %, respectivamente. Os valores de umidade dos produtos desidratados do presente são similares aos reportados por Correa et al. (2012) e por Seabra et al. (2014) para os resíduos do camarão-branco-do-pacífico (Litopenaeus vannamei), que apresentaram valores de 8,75 % e 8,90 %, respectivamente. Após os processos de secagem, houve diminuição dos valores de atividade de água, passando de 0,9737 (pasta) para 0,4987 (produto seco em estufa – E), 0,3137 (produto liofilizado – L), 0,5243 (produto 60RW), 0,5049 (produto 70RW) e 0,4753 (produto 80RW). Todos os produtos desidratados possuem estabilidade microbiológica, pois apresentaram valores de atividade de água menores que 0,6 (SCOTT, 1957). A Tabela 1 apresenta os resultados dos parâmetros de cor da pasta do resíduo de camarão rosa e dos produtos desidratados por Refractance Window (60RW, 70RW e 80RW), por liofilização (L) e em estufa (E). Pode-se verificar na Tabela 1 que os valores de L* não apresentaram diferença significativa (p > 0,05) entre as amostras L (produto liofilizado) e 60RW (produto seco a 60°C por Refractance Window), com valores de 63,60 e 63,43, respectivamente. Já os produtos 70RW e 80RW apresentaram valores de L* diferentes significativamente (p < 0,05) entre si e com relação aos demais produtos também. Pode-se perceber que quanto maior a temperatura de secagem (por Refractance Window), maior foi o valor de L* (maior luminosidade), ou seja, resultando em produtos mais claros. Com relação ao parâmetro a* (Tabela 1), comparando os produtos desidratados, os maiores valores foram para os produtos L (liofilizado) e 60RW, os quais não apresentaram diferença significativa (p > 0,05) entre si, mas apresentaram diferença em relação aos produtos E, 70RW, 80RW (p < 0,05). O parâmetro a* indica a intensidade da cor vermelha e pode-se perceber que quanto maior a temperatura de secagem (por Refractance Window), menor foi o valor de a*. Isso pode estar relacionado com a degradação da astaxantina (que possui coloração vermelho-alaranjada) com o aumento da temperatura, já que esse carotenoide é termosensível. Mesmo que a temperatura da secagem em estufa tenha sido baixa (60°C), o prolongado tempo de exposição (10h) da amostra a essa condição também resultou em um produto com baixo valor de a*, o qual não apresentou diferença significativa (p > 0,05) em relação ao produto 80RW. Os produtos L e 60RW apresentarem os maiores valores de a*, ou seja, são produtos mais avermelhados, com possivelmente maior teor de astaxantina, já que a liofilização mantém a integridade dos alimentos e 60°C foi a menor temperatura empregada nos processos de secagem por Refractance Window. Isso demonstra que a secagem por Refractance Window a 60°C proporciona uma alta manutenção das características do material em relação à cor, sendo similar à liofilização nesse aspecto. A mesma análise realizada para o parâmetro a* pode ser aplicada para o índice Chroma (C), que representa a intensidade da saturação ou intensidade da cor. Como já foi mencionado, a astaxantina possui coloração vermelho-alaranjada, e como a liofilização praticamente não altera as características do produto, o maior valor do índice Chroma para a amostra liofilizada pode ser explicado devido a esse fato, ou seja, resultando em um produto com coloração mais forte (cor mais viva). O produto 60RW também apresentou um alto valor do índice Chroma, não apresentando diferença significativa (p > 0,05) em relação ao produto liofilizado. Os produtos E, 70RW e 80RW apresentaram os menores valores do índice Chroma (Tabela 1), ou seja, são produtos com coloração mais fraca (aspecto fosco). Isso pode ser explicado devido à degradação da astaxantina com o aumento da temperatura (produtos 70RW e 80RW) e com a exposição prolongada a uma temperatura de 60°C (produto E). Os resultados do ângulo de Hue também podem oferecer maior embasamento para as suposições realizadas anteriormente. Entre 0 e 90°, quanto menor o ângulo, a amostra tende mais à coloração vermelho-alaranjada. E justamente os produtos que apresentaram os menores valores de ângulo de Hue foram o L e o 60RW, ou seja, são produtos mais vermelhos que os outros, possivelmente devido ao maior teor de astaxantina presente. Como já foi dito, a secagem por Refractance Window a 60°C proporcionou resultados comparáveis à liofilização, com relação à retenção da cor. Outros autores também observaram resultados semelhantes, comparando as secagens por Refractance Window e liofilização, como Abonyi et al. (2001) na secagem de morangos e Caparino et al. (2012) na secagem de manga. Os resultados de rendimento de extração de astaxantina (utilizando oleína de palma como solvente) para as amostras 60RW, 70RW, 80RW, E e L (todas com a granulometria 60/80 mesh) foram 79,57; 71,33; 66,24; 53,15 e 80,49, respectivamente. Os experimentos foram baseados na metodologia de Handayani, Indraswati e Ismadji (2008): maceração dinâmica, temperatura de 70°C, tempo de 2h e razão solvente/amostra igual a 6 mL/g. Os maiores valores de rendimento de extração de astaxantina foram obtidos pelas amostras L e 60RW, não apresentando diferença significativa entre si (p > 0,05). O alto valor proveniente da amostra 60RW comprova a suposição que foi feita anteriormente, em que foi dito que devido aos elevados valores do parâmetro a* e índice Chroma e menor valor do ângulo de Hue, a amostra 60RW poderia conter maior teor de astaxantina. De fato, com o aumento da temperatura de secagem, houve a degradação da astaxantina, por isso as amostras 70RW e 80RW apresentaram baixos valores de a* e C e altos valores de °H (Tabela 1), e como consequência apresentaram rendimentos de extração de astaxantina menores do que a amostra 60RW. O rendimento de extração de astaxantina para a amostra 60RW (79,57 µg ASX / g resíduo) foi muito próximo ao valor reportado por Handayani, Indraswati e Ismadji (2008), 83,44 µg ASX / g resíduo. Estes autores realizaram a extração de astaxantina de resíduos de camarão-tigre-gigante (Panaeus monodon) nas mesmas condições utilizadas no presente trabalho. O valor ligeiramente superior observado pelos autores pode ser explicado devido à diferença das espécies de camarão, ao tipo de desidratação empregado (os autores utilizaram a liofilização) e ao teor de umidade do produto seco (os autores não informaram o valor). O menor valor de astaxantina foi para a amostra desidratada em estufa (E), mostrando que esse é um método ineficiente de secagem, pois há uma grande degradação do carotenoide no processo. Os dados mostram que o processo de secagem por Refractance Window a 60°C promove elevada retenção das características do produto, sendo comparável ao processo de liofilização. Isso é de grande relevância, pois se trata de mais um trabalho que confirma que a secagem por Refractance Window é uma importante alternativa em relação ao processo de liofilização, que é um processo caro e demorado. A secagem por Refractance Window é um processo simples, de baixo custo e com tempos bem menores do que a liofilização. No presente trabalho, a amostra 60RW foi obtida com 1h de secagem. Já a amostra L foi obtida com 36h de liofilização. E os resultados de rendimentos de extração foram bem semelhantes.

Figura 1


Tabela 1

Conclusões

Todos os produtos desidratados apresentaram estabilidade microbiológica, pois possuem valores de atividade de água menores que 0,6. Os produtos liofilizado e 60RW foram os que apresentaram os maiores valores do parâmetro a* e índice Chroma (C) e os menos valores de ângulo de Hue (°H). Isso demonstra que esses produtos possuem uma coloração vermelha mais intensa, possivelmente devido ao maior teor de astaxantina (que possui coloração vermelho-alaranjada). Dentre os produtos desidratados por RW, o 60RW foi o que apresentou o maior teor de astaxantina, possivelmente devido à degradação deste carotenoide com o aumento da temperatura de secagem, já que o mesmo é termosensível. O rendimento de extração de astaxantina para a amostra 60RW foi similar ao resultado obtido utilizando a amostra liofilizada, e foram maiores do que o resultado utilizando a amostra seca em estufa, mostrando que a secagem por RW a 60°C é um processo que preserva a qualidade do produto, assim como a liofilização. Isso é de grande relevância, pois a secagem por Refractance Window é um processo simples, de baixo custo e com tempos bem menores do que a liofilização e a secagem em estufa.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao PPGCTA-UFPA, CAPES, CNPq (processo 160905/2014-1 e Edital Universal – 14/2013), AMASA S/A e AGROPALMA S/A.

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