Análise dos componentes voláteis do suco de acerola por HS-SPME/GC-MS após processamento por plasma

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Produtos Naturais

Autores

Faria Gomes, W. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE) ; Ferreira Almeida, N. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS) ; dos Santos Niculau, E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS) ; Rodrigues, S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Narain, N. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE)

Resumo

Tecnologias não térmicas têm sido exploradas em vários estudos sobre a qualidade de alimentos, nos quais o plasma é considerado como técnica emergente de processamento de alimentos. Este trabalho avaliou o efeito do plasma sobre os voláteis do suco de acerola. O suco foi submetido a plasma, realizado em três diferentes fluxos (10, 15 e 20 mL/min) e três tempos de processamento (3, 5 e 10 min). HS-SPME foi usado para extração de compostos voláteis. A análise por GC-MS detectou 11 compostos voláteis majoritários no suco de acerola. Foi observada uma diminuição na concentração de caproato de etila (composto majoritário) em alguns tratamentos. No entanto, as características aromáticas do suco de acerola não foram afetadas após o processamento, pois houve retenção de seus principais ésteres.

Palavras chaves

Plasma; Perfil volátil; GC-MS

Introdução

Uma das preocupações dos comerciantes de sucos de frutas é o tempo em que o produto pode ficar na prateleira. Preservação e conservação de alimentos estendem a vida útil dos produtos, oferecendo aos consumidores produtos que não são apenas boa qualidade nutricional e organoléptica, mas também alimentos seguros, livres de microrganismos e suas toxinas (FELLOWS, 2006). Entre os muitos métodos disponíveis de conservação e preservação de alimentos, o tratamento térmico continua sendo um dos métodos mais utilizados. No entanto, a aplicação de calor pode resultar em mudanças de componentes dos alimentos responsáveis por suas características sensoriais (DEMIRDÖVEN E BAYSAL, 2014). A demanda dos consumidores por alimentos de melhor qualidade, combinada com as deficiências das tecnologias existentes, está impulsionando o desenvolvimento de novas abordagens. Isso tem despertado o interesse de grupos de pesquisa nos novos estudos nessa área, a fim de buscar o desenvolvimento de novas tecnologias e produtos e, assim, ampliar a oferta de alimentos (MISRA et al, 2015). Assim, tecnologias não térmicas (plasma, ozônio, ultra-som, processamento de alta pressão e luz ultravioleta pulsada) têm sido relatadas como excelente opção para obtenção de produtos com atributos de boa qualidade e com razoável retenção de seu conteúdo nutricional (ALMEIDA et al, 2017; ZULUETA et al, 2013; FERNANDES et al, 2016; GOMES et al, 2017, KEYSER et al, 2008). Entre esses exemplos, o plasma mostrou uma tecnologia promissora e, recentemente, estimulou o interesse no uso para a conservação de alimentos (PANKAJ et al, 2013). O plasma é um gás ionizado que é partículas reativas, como elétrons, íons, radicais livres e átomos que estão no estado excitado, que emitem fótons, incluindo fótons UV (TAPPI et al, 2014). A acerola, uma das frutas que possui aroma característico, é uma fruta tropical conhecida por suas propriedades nutricionais e funcionais devido ao seu grande conteúdo de vitamina C, carotenóides e antocianinas, além de grande potencial antioxidante (ROCHETTE et al, 2013). Alguns estudos relataram a presença de algumas classes de compostos voláteis em acerola como ésteres alifáticos, terpenóides, aldeídos, cetonas, álcoois e ácidos (PINO e MARBOT, 2001). Outros estudos descobriram que álcoois e ésteres são os principais compostos que contribuem para o sabor e aroma típicos da acerola (BOULANGER e CROUZET, 2001). Portanto, considerando a importância do tratamento de sucos de frutas na conservação dos principais nutrientes e na viabilidade do suco de acerola na indústria de alimentos, este trabalho tem como objetivo estudar o efeito do plasma na estabilidade de compostos voláteis do suco de acerola.

Material e métodos

Na preparação das amostras foram utilizadas polpas de acerola obtidas de uma distribuidora varejista local em Fortaleza-Ceará em relação volumétrica de 1:1 com água destilada para obtenção de suco. Os tratamentos de plasma foram realizados utilizando um sistema de plasma de bancada PE-100 (Plasma Etch, USA). O plasma foi gerado em nitrogênio (grau FID 4,5, pureza 99,95%, White Martins, Brasil) aplicando um campo elétrico de 80 kHz através do eletrodo. O processo foi realizado em modo de plasma de brilho, significando que o plasma foi gerado e alimentado em uma câmara de processamento (1 L), que continha as amostras. Os experimentos com suco de acerola foram realizados em três diferentes vazões plasmáticas de nitrogênio (10, 15 e 20 mL / min) e três tempos de processamento (3, 5 e 10 min). Para o preparo das amostras foram utilizados 2 mL de suco de acerola diluído em 10 mL de água destilada com 200 mg de NaCl. Para a extração dos compostos voláteis do suco de acerola utilizou-se a técnica HS-SPME utilizando uma fibra de PDMS/DVB durante 30 min. Após a adsorção dos voláteis, a fibra foi inserida diretamente no cromatógrafo para análise. Os voláteis foram analisados por cromatografia gasosa de alta resolução acoplada a espectrometria de massas. Foi utilizado um cromatógrafo gasoso (Saturn 3900, Varian) acoplado a um espectrômetro de massas (modelo 4000, Varian). Os índices de retenção foram obtidos pela injeção de uma mistura de C7-C30 de hidrocarbonetos lineares (n-alcanos). A identificação dos compostos foi baseada nos índices de retenção (VAN DER DOOL e KRATZ, 1963) e na comparação computadorizada dos espectros de massa obtidos com aqueles armazenados em bibliotecas espectrais de massa comercial (NIST11) e outros espectros de massa da literatura (ADAMS, 2007). Para fins de quantificação dos componentes identificados, foi utilizado o método do padrão interno. As concentrações dos compostos voláteis foram calculadas a partir das áreas dos picos de GC em relação à área do pico de GC do padrão interno de decano.

Resultado e discussão

A Tabela 1 mostra a identificação de 11 componentes principais do suco de acerola e suas respectivas concentrações. A curva de calibração foi realizada a partir do decano em uma faixa de concentração de 0,5 - 7,5 µg/mL. A concentração de compostos voláteis foi expressa em µg/mL de decano. Foram detectados 9 ésteres, caracterizados como a principal classe de compostos voláteis identificados no suco de acerola. Os principais ésteres encontrados neste estudo foram acetato de etila (2,34 min), butanoato de metila (3,67 min), butanoato de etila (5,00 min), acetato de isoamila (6,40 min), 3-metil-3- acetato de butila (6,53 min), caproato de metila (7,25 min), caproato de etila (8,97 min), butanoato de 3-metil-3-butenila (9,85 min) e caprilato de etila (13,15 min). Além disso, foram identificados 3-octen-1-ol (8,21 min) e octanal (8,50 min). O caproato de etila (49,0 ± 4,5 µg/mL) foi identificado como o principal componente. Os compostos butanoato de etila (11,0 ± 0,9 µg/mL) e acetato de 3- metil-3-butenila (14,5 ± 0,8 µg/mL) também apresentaram concentrações consideráveis. Em todos os tratamentos de suco de acerola processado por plasma foi observada uma diminuição na concentração do caproato etílico majoritário em relação à amostra controle. Por outro lado, as concentrações de butanoato de etila e acetato de 3-metil-3-butenila permaneceram estáveis após o processamento. Os restantes compostos não apresentaram alterações significativas após o plasma. Alguns autores afirmaram que álcoois e ésteres são os principais compostos que contribuem para o sabor e aroma típicos da acerola (BOULANGER e CROUZET, 2001). Assim, apesar da diminuição da concentração do componente majoritário, o odor característico e o sabor do suco de acerola não foram afetados após o processamento do plasma, pois manteve a concentração de seus principais ésteres. Estudos relatados por SERVILI et al. (2000) relataram o efeito do tratamento térmico na estabilidade dos componentes voláteis do tomate. O headspace e a extração por microextração em fase sólida foram utilizados. Observou-se que o tratamento térmico modificou álcoois saturados e insaturados e aldeídos, ésteres, cetonas e derivados de carotenóides. Em outros estudos, ALVES FILHO et al. (2017) avaliaram o efeito do processamento de plasma e ozônio em compostos voláteis em suco de laranja. Observou-se que após os tratamentos houve uma boa retenção dos principais compostos voláteis do suco de laranja como limoneno e p-cimeno.

Compostos voláteis identificados no suco de acerola após processamento por plasma.

Conclusões

Os principais componentes voláteis do suco de acerola mantiveram suas concentrações após o processamento do plasma, mantendo o aroma característico da fruta. O HS-SPME foi utilizado de forma eficiente, pois houve boa extração dos compostos voláteis do suco de acerola. Essa técnica de extração pode ser considerada promissora na indústria de alimentos devido à sua eficiência, baixo custo e impacto ambiental. Este trabalho mostrou que, apesar do pequeno decréscimo na concentração de certos compostos após o processamento, o plasma pode ser utilizado como uma tecnologia emergente para o processamento do suco de acerola, devido a retenção da maioria dos nutrientes. Não sendo descartados estudos sobre o efeito de outros processamentos não térmicos no suco de acerola.

Agradecimentos

Ao CNPq e CAPES pelos auxílios financeiros

Referências

ADAMS, R. P. 2007. Identification of essential oil components by gas chromatography/mass spectrometry. 4º ed. Allured Publishing Corporation, Carol Stream, USA, 804 p.

ALVES FILHO, E. G.; RODRIGUES, T. H. S.; FERNANDES, F. A. N.; BRITO, E. S.; CULLEN. P. J.; FRIAS, J. M.; BOURKE, P.; CAVALCANTE, R. S.; ALMEIDA, F. D. L., RODRIGUES, S. An untargeted chemometric evaluation of plasma and ozone processing effect on volatile compounds in orange juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 1-32, 2017.

ALMEIDA, F. D. L.; GOMES, W. F.; CAVALCANTE, R. S.; TIWARI, B. K.; CULLEN, P. J.; FRIAS, J. M.; BOURKE, P.; FERNANDES, F. A. N.; RODRIGUES, S. Fructooligosaccharides integrity after atmospheric cold plasma and high-pressure processing of a functional orange juice. Food Research International, 102: 282-290, 2017.

BOULANGER, R.; CROUZET, J. Identification of the aroma componentes of acerola (Malphigia glabra L.). Food Chemistry, 74: 209-216, 2001.

DEMIRDÖVEN, A.; BAYSAL, T. Optimization of ohmic heating applications for pectin methylesterase inactivation in orange juice. Journal of food science and technology, 51(9):1817-26, 2014.

FELLOWS, P. J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática. Porto Alegre: Artmed, 2006. 602p.

FERNANDES, F. A. N.; OLIVEIRA, V. S.; GOMES, W. F.; RODRIGUES, S. Degradation kinetics of vitamin E during ultrasound application and the adjustment in avocado purée by tocopherol acetate addition. LWT - Food Science and Technology, 69: 342-347, 2016.

GOMES, W. F.; TIWARI, B. K.; RODRÍGUEZ, O.; BRITO, E. S.; FERNANDES, F. A. N.; RODRIGUES, S. Effect of ultrasound followed by high pressure processing on prebiotic cranberry juice. Food Chemistry, 218: 261-268, 2017.

KEYSER, M.; MULLER, I. A.; CILLIERS, F. P.; NEL, W.; GOUWS, P. A. Ultraviolet radiation as a non-thermal treatment for the inactivation of microorganisms in fruit juice. Innovative Food Science & Emerging Technologies: 9, 348–354, 2008.

MISRA, N. N.; KAUR, S.; TIWARI, B. K.; KAUR, A.; SINGH, N.; CULLEN, P. J. Atmospheric pressure cold plasma (ACP) treatment of wheat flour. Food Hydrocolloids, 44:115–21, 2015.

PANKAJ, S. K.; MISRA, N. N.; CULLEN, P. J. Kinetics of tomato peroxidase inactivation by atmospheric pressure cold plasma based on dielectric barrier discharge. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 19: 153–157, 2013.

PINO, J. A.; MARBOT, R. Volatile Flavor Constituents of Acerola (Malpighia emarginata DC.) Fruit. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49: 5880-5882, 2001.

ROCHETE, N. F. G.; MOTA, E. F.; NUNES-PINHEIRO, D. C. S.; BEZERRA, C. F.; OLIVEIRA, M. L. M.; SILVA, A. C. M.; MIRANDA, M. R. A.; MELO, D. F. Effect of the pretreatment with acerola (Malpighia emarginata DC.) juice on ethanol-induced oxidative stress in mice – Hepatoprotective potential of acerola juice. Free Radicals and Antioxidants, 3: 16-21, 2013.

SERVILI, M.; SELVAGINNI, R.; TATICCHI, A.; BEGLIOMINI, A. L.; MONTEDORO, G. Relationships between the volatile compounds evaluated by solid phase microextraction and the thermal treatment of tomato juice: optimization of the blanching parameters. Food Chemistry, 71: 407-415, 2000.

TAPPI, S.; BERARDINELLI, A.; RAGNI, L.; ROSA, M. D.; GUARNIERI, A.; ROCCULI, P. Atmospheric gas plasma treatment of fresh-cut apples. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 21: 114–122, 2014.

VAN DEN DOOL, H.; KRATZ, P. D. J. A generalization of the retention index system including linear temperature programmed gas-liquid partition chromatography. Journal of Chromatography, 11, 463-471, 1963.

ZULUETA, A.; BARBA, F. J.; ESTEVE, M. J.; FRÍGOLA, A. Changes in quality and nutritional parameters during refrigerated storage of an orange juice–milk beverage treated by equivalent thermal and non-thermal processes for mild pasteurization. Food and Bioprocess Technology, 6(8): 2018–30, 2013.