Estudo da produção do suco clarificado de cajá (Spondias lutea L.)

A study of the production of clarified caja fruit juice

Estudo da produção do suco clarificado de cajá (Spondias lutea L.)¹

Antonio de Pádua Valença da SILVA^2,*, Geraldo Arraes MAIA³, Gerardo Sérgio Francelino de OLIVEIRA³, Raimundo Wilane de FIGUEIREDO³, Isabella Montenegro BRASIL³.

RESUMO

Cajás ( Spondias lutea L.), oriundos do município de Maranguape, Ceará, Brasil, foram processados em nível de escala-piloto para obtenção de suco clarificado através do emprego de enzimas pectinolíticas e agentes clarificantes. Aplicaram-se 120ppm de enzima pectinolítica (Pectinex Ultra SP-L) na polpa para obtenção do suco polposo e, em seguida, 500ppm de enzima pectinolítica (Pectinex-AR) no suco extraído, utilizando-se a "Prova do álcool" como indicador da presença de pectina. Para o processo de clarificação do suco foram utilizados, como agentes clarificantes, 400ppm de gelatina e 500ppm de sílica sol. A "Prova do excesso e/ou da insuficiência de clarificação", bem como a "Prova de estabilidade" mostraram resultados negativos, indicando a eficiência do processo de clarificação.

Palavras-chave: cajá, enzimas pectinolíticas, agentes clarificantes, processamento.

SUMMARY

A STUDY OF THE PRODUCTION OF CLARIFIED CAJA FRUIT JUICE. Caja fruits (Spondias lutea L.) from Maranguape plateau, Ceará, Brazil, were processed at a pilot scale level with purpose to obtain clarified juice using pectinolytic enzymes and fining agents. For pulpy juice extraction studies was used at first a pectinolytic enzyme concentration of 120ppm in the pulp and afterwards a concentration of 500ppm in the extracted juice. The "Alcohol proof" was used as a indication of pectin presence. For clarification process of the fruit juice 400ppm of gelatin and 500ppm of silica sol were used as fining agents. The "excess clarification proof" and "insufficient clarification proof" as well as "stability proof" showed negative results, suggesting the efficiency of the clarification process.

Keywords: caja fruit, pectinolytics enzymes, agents finig, processing.

1 – INTRODUÇÃO

De acordo com a FAO (Food and Agriculture Organization), conforme discussão de BUTLER [3], a comercialização de sucos de frutas tem crescido mais que cinco vezes nos últimos quinze anos.Somente nos últimos cinco anos o crescimento foi da ordem de US$ 1,0 bilhão. Em relação aos países em desenvolvimento, o Brasil é o maior produtor e decididamente o grande exportador. A exportação de seus sucos flutuava em torno de US$ 1,1 bilhões e teve crescimento de US$ 1,7 bilhões nos últimos cinco anos.

Segundo JAGTIANI et al. [7], os sucos de frutas tropicais, até então consumidos pelos habitantes dos trópicos, atualmente estão se tornando mais familiares para consumo em zonas temperadas. Entre outros fatores, destacam-se o turismo, a mídia eletrônica e a imigração como responsáveis pela atração mística e exótica dos frutos tropicais.

Existe uma ampla variedade de frutas tropicais, mas somente um pequeno número dessas frutas é cultivada e processada em larga escala devido, principalmente, aos elevados custos de produção relativos à falta de infra-estrutura nos países produtores, bem como no nível de conhecimento técnico dentro das indústrias de sucos de frutas, SCHOTTLER & HAMATSCHEK [12].

Além das reconhecidas características aromáticas, os frutos ou sucos de frutas tropicais representam excelentes fontes de pró-vitamina A. Segundo RODRIGUEZ-AMAYA & KIMURA [11], o cajá (Spondias lutea L.) , polpa e película comestível, fornece um valor de vitamina A maior que o de caju, goiaba e algumas cultivares de mamão e manga Bourbon e Haden.

Considerando que o processamento em escala industrial requer, entre outras condições, agilidade e qualidade final, as enzimas pectinolíticas são componentes importantes de toda tecnologia projetada para a obtenção de sucos de frutas. De acordo com NNFCH - Novo Nordisk Ferment Ltda [9], as enzimas pectinolíticas e amilolíticas contribuem ao rápido desenvolvimento dos procedimentos tecnológicos, ao ótimo rendimento e qualidade dos produtos.

O processo de clarificação de sucos possibilita a oferta de um produto nobre, como é o caso do cajá, conhecido como fruto sazonal, ao longo de todo o ano, além de preencher e acompanhar os novos hábitos alimentares e estilo de vida do consumidor que almeja novos produtos e ampla variedade de escolha. O objetivo do presente trabalho foi otimizar o processo de clarificação do suco de cajá através do uso de enzimas pectinolíticas e agentes clarificantes.

2 – MATERIAL E MÉTODOS

Os frutos cajás (Spondias lutea L.) foram obtidos no estádio de plena maturação, oriundos do município de Maranguape, Estado do Ceará (Brasil).

O processamento do suco clarificado foi realizado, em nível de escala piloto, no Laboratório de Frutas e Hortaliças, do Departamento de Tecnologia de Alimentos, da Universidade Federal do Ceará- UFC , conforme descrito em fluxograma na Figura 1.

FIGURA 1.
Fluxograma de processamento do suco clarificado de cajá (Spondias lutea L.)

A extração da polpa foi realizada em despolpadeira horizontal, dotada de tela com furos de 1,0 milímetro de diâmetro e escovas de fibra sintética, adaptada às características botânicas do fruto.

Com a finalidade de obter o máximo rendimento de extração em suco polposo, tratou-se a polpa com 120ppm de enzima pectinolítica (Pectinex Ultra SP-L), durante 30 minutos, a 25^oC, conforme critérios técnicos da NNFCH - Novo Nordisk Ferment Ltd [9]. Em seguida, procedeu-se a inativação enzimática (60^OC / 3 minutos), resfriamento até 28^oC, e extração em prensa hidráulica, marca SAPEC UNIVERSAL, modelo 200 HVL, empregando-se pressão de 200 bar, por 5 minutos.

Obtido o suco polposo, procederam-se ensaios de laboratório com a finalidade de otimizar as etapas de despectinização (via enzimática) e clarificação propriamente dita (dosagem de agentes clarificantes).

Na etapa de despectinização, seis lotes de suco polposo, contendo 3 litros cada, receberam enzima pectinolítica (Pectinex-AR), fornecida por NNFCH, em concentrações crescentes, variando de 200 a 600ppm (200, 300, 400, 500 e 600ppm). Um lote sem adição da segunda enzima, foi considerado "controle". A temperatura foi mantida constante (45^oC), em banho-maria sem agitação.

A cada 30 minutos, amostras de cada lote, receberam inativação enzimática (60^oC, 3 minutos), e foram submetidas à "Prova do álcool" com a finalidade de detectar a degradação da pectina. Para tanto, adi-cionou-se uma parte de suco filtrado (5ml) a duas partes de álcool etílico, acidificado com ácido clorídrico (1%) e misturados. Caso ao longo de 15 minutos não aparecesse nenhuma floculação, significaria ausência de pectina no suco.

No processo de clarificação (acabamento do suco) foram empregados dois tipos de substâncias: gelatina comercial e sílica sol (ácido sílico a 30%, dispersado coloidalmente).

Inicialmente, foram tomadas 11 provetas, contendo cada uma 100ml de suco despectinizado, em temperatura ambiente (28^oC). Adicionaram-se doses crescentes, 50 a 700ppm (50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700ppm) de solução de gelatina, permanecendo durante 5 minutos em contato com o suco, sob agitação. Em seguida, em cada proveta com gelatina, foram adicionadas doses crescentes, 100 a 500ppm (100, 200, 300, 400, 500ppm) de sílica sol. Em cada proveta, à medida que se adicionava a sílica sol, observava-se a ocorrência de floculação e sedimentação, quando então não era mais adicionado o referido agente. Após 30 minutos, operava-se a filtração em papel de filtro.

O procedimento de escolha da dosagem ideal para gelatina e sílica sol baseou-se na "Prova de excesso ou insuficiência de clarificação", adaptada de NNFCH [8]. Para diagnosticar o excesso de clarificação adicionavam-se algumas gotas de tanino (solução de ácido tânico a 1%) em 20ml de suco filtrado; neste caso, o aparecimento de turbidez ou precipitação, indicaria "gelatina em excesso" e que seria necessário modificar o programa de clarificação. Para diagnosticar o processo de clarificação insuficiente, misturava-se em 20ml do suco filtrado, uma gota de solução de gelatina a 1%; o aparecimento de turbidez ou floculação, indicaria presença de polifenóis com capacidade de reação, sugerindo necessidade de revisão do programa mencionado.

O suco límpido foi submetido, ainda em nível de laboratório, à "Prova de estabilidade", conforme descrito por NNFCH [8]. Tomaram-se 500ml, que foram aquecidos até atingir 75^oC, resfriados imediatamente em água com gelo e mantidos sob refrigeração durante 4 horas. A estabilidade do suco clarificado foi diagnosticada pela ausência de turbidez.

Definidos os parâmetros ensaiados anteriormente, processou-se um lote de 10 litros, conforme descrito na Figura 1. O processo de preservação empregado foi "HOT FILL" (95^OC / 3 minutos), em garrafas tipo "Prelabel", com capacidade de 260ml, vedadas com rolhas plásticas rosqueadas. O resfriamento foi feito em água corrente até a temperatura de 28^oC, sob a qual manteve-se em estocagem para caracterização físico-química.

As determinações físico-químicas, efetuadas na polpa e no suco clarificado, foram feitas em triplicata, com 3 repetições para cada amostra, sendo: pH, em potenciômetro MICRONAL B37A; viscosidade, em viscosímetro rotacional, marca CONTRAVES, modelo 115; acidez titulável total, açúcares redutores e taninos, de acordo com as técnicas descritas pela ASSOCIATION OFFICIAL OF ANALITICAL CHEMISTRY; sólidos solúveis (^oBrix), em refratômetro, marca AUSIENE, modelo I; coloração (440nm) e turbidez (660nm), conforme descrito por RANGANNA [10]; Ácido Ascórbico, de acordo com o método colorimétrico descrito por COX & PEARSON [4].

3 – RESULTADOS E DISCUSSÕES

A Tabela 1 mostra as características físico-químicas da polpa de cajá que foi utilizada para o processamento do suco clarificado. Os dados refletem os possíveis fatores interconvenientes no processo de clarificação, tais como pH, taninos e pectina.

O teor de taninos, em ácido tânico, na ordem de 163,98mg, direcionou o experimento no que se refere à dosagem enzimática na polpa e suco polposo, haja vista que, segundo NNFCH [8], um conteúdo extremamente elevado de polifenóis pode inibir o efeito da enzima.

Os valores encontrados para pectina , em 0,35g em 100 gramas da polpa, representam um conteúdo relativamente pobre se comparado com os outros frutos, tais como: limão (3-4%), banana (0,7-1,2%), maçã (0,5-1,6%), FOGARTY & WARD [5].

O procedimento para identificação da concentração ideal da enzima PECTINEX AR, para promover a despectinização total do suco polposo, baseou-se nos resultados da "Prova do álcool", cujos resultados estão expressos na Tabela 2. Assim, a concentração enzimática utilizada na formulação final foi de 500ppm, com tempo de ação da enzima de 120 minutos, à temperatura de 45^oC.

BRASIL et al. [2] realizaram tratamento de liquefação em polpa de goiaba, utilizando uma dosagem bem mais elevada de enzima pectinolítica (600ppm) entretanto, em tempo de exposição e temperatura iguais.

Para escolha da temperatura ideal, levou-se em consideração o pH da polpa, a preservação dos compostos aromáticos do fruto, coloração e possibilidade de desenvolvimento de microrganismos. Segundo FRAZIER [6], as leveduras são os agentes de fermentação mais perigosos nos sucos de frutas; temperaturas abaixo de 25^oC reduzem sua reprodução e a temperaturas acima de 42^o, detém-se esta quase por completo. Assim sendo, de acordo com NNFCH [8], esta é a razão pela qual dever-se-á excluir a margem de 25 a 42^oC ao se eleger a temperatura.

A quantidade ótima de gelatina foi determinada levando-se em consideração a escolha de uma marca, tipo culinária, com elevado número de "bloom". Segundo relata NNFCH [8], isto possibilita uma redução, ao mínimo, do conteúdo de componentes de baixo peso molecular, que podem permanecer no suco e ser a causa da turbidez posterior.

Após a adição da gelatina, não foram observadas modificações de ordem física no suco despectinizado. Na prática industrial, tem-se tornado difícil determinar, com exatidão, a quantidade de gelatina. Esta é a razão pela qual se utiliza mais gelatina do que o necessário, precipitando-se o excesso, mediante o uso de substâncias clarificantes, NNFCH [8].

A quantidade ideal de gelatina, na ordem de 400ppm, só foi determinada após a adição de concentrações crescentes de sílica sol. Assim, ao se adicionar 500ppm de sílica sol no recipiente que continha 400ppm de gelatina, observaram-se uma floculação e sedimentação, após transcorridos, aproximadamente, 30 minutos. Estas foram as únicas floculação e sedimentação observadas no experimento, sendo seguidas de filtração e avaliação da turbidez no filtrado (0,011nm).

As provas do "excesso de clarificação" e "clarificação insuficiente" apresentaram resultados negativos, sugerindo que não seria necessário modificar o programa de clarificação.

A quantidade ótima de gelatina identificada como agente de clarificação no suco de cajá, mostrou-se, do ponto de vista quantitativo, ser eficiente em concentrações inferiores quando comparada aos teores utilizados para os sucos clarificados de caju (500ppm) SOUZA FILHO [13], maçã (500ppm) WOSIACKI et al. [14] e goiaba (700ppm hidrogel 1%) BRASIL et al. [2].

O suco clarificado, obtido nas condições anteriormente otimizadas, ou seja, 400ppm de gelatina + 500ppm de sílica sol, foi submetido à "Prova de estabilidade", onde não foram observados nenhum fenômeno relacionado com aparecimento de turbidez. Dessa forma, esperou-se que o suco clarificado permanecesse estável, mantidas suas características físico-químicas descritas na Tabela 3.

4 – CONCLUSÕES

O tratamento enzimático do suco polposo com 500 ppm de enzima pectinolítica Pectinex Ar, por tempo de atuação de 120 minutos e temperatura de 45^oC, em pH natural do suco, precedido de tratamento na polpa com enzima pectinolítica Pectinex Ultra SP-L, foi eficiente no que se refere à degradação completa da pectina, oferecendo condições propícias para se experimentar o processo de clarificação.

Diante dos parâmetros físico-químicos estudados no suco clarificado de cajá, aponta-se o uso da gelatina, associada à sílica sol, como satisfatório.

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

² Universidade Estadual do Ceará (UECE), E-mail: [e-mail] , Caixa Postal 1531, CEP 60740-000, Fortaleza,CE

³ Universidade Federal do Ceará - UFC

* A quem a correspondência deve ser enviada.

• [1] ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Official methods of analysis of the a association of official analytical chemists. 20 ed, Washington, 1975. 1094 p.
• [2] BRASIL, M. B.; MAIA, G.A. & FIGUEIREDO, R.W. Mudanças físico-químicas durante a extraçăo e clarificaçăo do suco de goiaba. Pes. Agrop. Bras, v. 30, n. 8, p. 1097-1106, ago,1995.
• [3] BUTLER, D. World trade is set to climb, says FAO. Fruit Processing, v. 4, n. 1, p. 21-22,1994.
• [4] COX, H. & PEARSON, D. The chemical analysis of the foods New York, Chem. Publ.Co., Inc. 1962, 479p.
• [5] FOGARTY, W. M. & WARD, O.P. Pectic substances and pectinolytic enzymes. Process Biochemistry, v. 6, n. 7, p. 11-13, 1972.
• [6] FRAZIER, W.C. Microbiologia de los alimentos 2. Ed. Zarogoza, Acríbia, 1981. 512 p.
• [7] JAGTIANI, J.: CHAN, H.T. & SAKAI, W.S. Guaava Tropical Fruit Processing. New York: Academic Press, p. 27, 1988.
• [8] NNFCH - Novo Nordisk Ferment Ltd. Información sobre las enzimas: la aplicación de las enzimas p 9. ectoliticas en la industria de los zumos de frutas. Bagsvaerd: 1987. 13 p.
• [9] NNFCH - Novo Nordisk Ferment. Pectinex Ultra SP-L. Bagsvaerd: 1992 (Ficha técnica)
• [10] RANGANNA, M. Manual of analysis of fruit and vegetable products New Delhi: Mac Graw-Hill, 1977. 643 p.
• [11] RODRIGUEZ-AMAYA, D.B. & KIMURA, M. Carotenóides e valor nutritivo de vitamina A em cajá (Spondias lutea L) . Cięncia & Tecnol. Alimentos, v. 9, n. 2, p. 148-162, 1989.
• [12] SCHOTTLER, P. & HAMATSCHEK, J. Application of decanters for the production of tropical fruit juices. Fruit Processing, v. 4, n. 1, p. 198-301, 1994.
• [13] SOUZA FILHO, M.S.M. Aspectos da avaliaçăo física, química, físico-química e aproveitamento industrial de diferentes clones de caju 1987, 196p. Fortaleza: Universidade Federal do Ceará. Tese de Mestrado.
• [14] WOSIACKID,G.; CHIQUETTO,N.C. & KIRCHNER,C.L. Avaliaçăo do uso de maçă nacional para fins industriais: parte II - características de qualidade de sucos clarificados de cinco variedades: Anna, Gala, Ohhio beauty e Pome-3, plantas colhidas na safra 89/90. In: Cięncia e Tecnol. Aliment. 1992, v. 12, n. 2, p, 160-173, 1992.

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Recebido para publicação em 09/04/98. Aceito para publicação em 08/02/99.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  03 Dez 1999
• Data do Fascículo
  Jan 1999

Histórico

• Aceito
  08 Fev 1999
• Recebido
  09 Abr 1998