Resumo
Volatile compounds from green and roasted yerba mate were analyzed by gas chromatography/mass spectrometry and the flavor profile from yerba mate beverages was determined by descriptive quantitative analyses. The main compounds tentatively identified in green mate were linalool, alpha-terpineol and trans-linalool oxide and in roasted mate were (E,Z)-2,4-heptadienal isomers and 5-methylfurfural. Green mate infusion was qualified as having bitter taste and aroma as well as green grass aroma while roasted mate was defined as having a smooth, slightly burnt aroma. The relationship between the tentatively identified compounds and flavor must be determined by olfatometric analysis.
yerba mate; volatile compounds; flavor
yerba mate; volatile compounds; flavor
ARTIGO
Determinação do perfil de compostos voláteis e avaliação do sabor e aroma de bebidas produzidas a partir da erva-mate (Ilex paraguariensis)
Volatile compounds profile and flavor analysis of yerba mate (Ilex paraguariensis) beverages
Carla Carolina Batista MachadoI; Deborah Helena Markowicz BastosI, * * e-mail: dmbastos@usp.br ; Natália Soares JanzanttiII; Roselaine FacanaliIII; Marcia Ortiz M. MarquesIII; Maria Regina Bueno FrancoIV
IFaculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo, Av. Dr. Arnaldo, 715, 01246-904 São Paulo - SP, Brasil
IIDepartamento de Alimentos e Nutrição, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade Estadual Paulista, CP 502, 14801-902 Araraquara - SP, Brasil
IIICentro de P&D de Recursos Genéticos Vegetais, Instituto Agronômico de Campinas, CP 28, 13001-970 Campinas - SP, Brasil
IVDepartamento de Ciências de Alimentos, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, CP 6121, 13083-970 Campinas - SP, Brasil
ABSTRACT
Volatile compounds from green and roasted yerba mate were analyzed by gas chromatography/mass spectrometry and the flavor profile from yerba mate beverages was determined by descriptive quantitative analyses. The main compounds tentatively identified in green mate were linalool, a-terpineol and trans-linalool oxide and in roasted mate were (E,Z)-2,4-heptadienal isomers and 5-methylfurfural. Green mate infusion was qualified as having bitter taste and aroma as well as green grass aroma while roasted mate was defined as having a smooth, slightly burnt aroma. The relationship between the tentatively identified compounds and flavor must be determined by olfatometric analysis.
Keywords: yerba mate; volatile compounds; flavor.
INTRODUÇÃO
Uma das questões fundamentais para a área de alimentos é a relação entre a qualidade percebida pelo consumidor e a presença de compostos responsáveis por seu sabor e aroma, parâmetros essenciais da qualidade de alimentos. Esta abordagem impacta diretamente na indústria, através da definição de índices que se relacionam com a qualidade e, portanto, com o valor agregado do produto1.
No caso de infusões, como as de Camellia sinensis (chá verde, oolong e chá preto), o sabor determina a qualidade do produto e seu preço de mercado, evidenciando a importância do conhecimento das rotas bioquímicas de geração dos compostos voláteis, que são em grande parte responsáveis pelo aroma, durante o processamento2-7. As lipases presentes nas folhas liberam ácidos graxos insaturados das membranas celulares que, por sua vez, sofrem outras reações de degradação originando compostos voláteis indesejáveis para este produto, como trans-2-hexenal. A degradação de carotenóides leva à formação de compostos responsáveis pelo aroma doce e agradável. A conversão de b-caroteno em b-ionona e outros compostos com ionona substituinte e/ou seus produtos de oxidação, bem como a conversão de outros carotenóides em linalol, aldeídos terpênicos e cetonas já foram relatadas e são dependentes da concentração e do tipo de carotenóide presente nas folhas, bem como da presença de antioxidantes, notadamente os polifenóis. Os aminoácidos originam aldeídos que podem ser oxidados a ácidos carboxílicos ou reduzidos a álcoois. A fenilalanina, por ex., sofre desaminação para originar o fenilacetaldeído, composto com aroma floral1-4,6.
A caracterização da qualidade sensorial de chás depende dos compostos voláteis que dão origem a índices de qualidade, como o VFC ("Volatile Flavor Compounds") e o índice de terpenos ("terpene index")1. Os chás considerados mais aromáticos apresentam maiores teores de linalol e seus óxidos e baixos teores de hexanal3,4,8.
A erva-mate é uma planta originária da América do Sul, consumida habitualmente na Argentina, Paraguai, Uruguai e Brasil. Das folhas secas desta planta produz-se o tererê e o chimarrão (bebidas à base de erva-mate elaboradas com água fria e quente, respectivamente) e com as folhas secas e torradas prepara-se o chá-mate. Esta planta chamou a atenção da comunidade científica nos últimos anos por seus efeitos benéficos à saúde humana, principalmente aqueles relacionados à atividade antioxidante e protetora frente a processos degenerativos como, por ex., os que levam ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares e a danos ao DNA8.
O processamento da erva-mate para produção do chimarrão/tererê envolve uma etapa de pré-secagem e uma de secagem. Para a produção do chá-mate procede-se a uma etapa de torrefação que submete a erva-mate cancheada a uma temperatura de aproximadamente 120 ºC por 15 min. Tendo em vista o crescente mercado para produtos naturais com propriedades funcionais e a falta de padronização de qualidade para a erva-mate9, estudos sobre a descrição sensorial das bebidas à base desta planta e a identificação dos compostos voláteis presentes nas bebidas contribuirão para balizar o desenvolvimento de variedades, as práticas agronômicas e o processamento, visando produtos com maior valor agregado para o mercado interno e internacional, visto que todos estes parâmetros podem influenciar neste aspecto.
Este trabalho teve como objetivos caracterizar o perfil de compostos voláteis presentes em produtos de erva-mate e caracterizar sensorialmente o sabor e o aroma de bebidas à base destes produtos, tendo em vista a possível contribuição odorífera dos compostos presentes.
PARTE EXPERIMENTAL
Material
Erva-mate (Ilex paraguariensis) verde e chá-mate do mesmo lote foram obtidas da empresa Leão Jr. S.A., Curitiba, PR, em janeiro de 2004.
A qualidade do chá-mate foi testada em laboratório próprio da empresa, conforme normas da ANVISA10 com relação à higiene de produção e padrões internos, de modo a garantir suas características sensoriais. O preparo do chá-mate envolve a torrefação da erva-mate a 120 ºC por 15 min em forno tipo torrefação de café. O processo foi controlado por sistema automatizado, de forma que a variação de temperatura foi de ± 10 ºC e de tempo foi de ± 3 min.
As amostras de erva-mate verde e chá-mate foram armazenadas em sacos plásticos fechados, em freezer a 18 ºC até o momento das análises.
Métodos
Isolamento dos compostos voláteis
Empregou-se a técnica de hidrodestilação em extrator Clevenger. Para tanto, adicionaram-se 700 mL de água destilada a 100 g de cada tipo de erva-mate (verde ou torrada), e submeteu-se à extração por 1 h, à pressão ambiente, a 97 ºC. O óleo essencial foi separado da fase aquosa com 1 mL de diclorometano e a fase orgânica desidratada com sulfato de sódio anidro, armazenada em frasco de vidro e estocada em freezer a 18 °C. As extrações foram realizadas em triplicata.
Separação e quantificação dos compostos voláteis
Os isolados contendo os compostos voláteis foram separados por cromatografia gasosa de alta resolução em cromatógrafo gasoso Shimadzu modelo GC-14B, fabricado no Japão, equipado com detector de ionização de chama (CG-DIC) e acoplado a um microcomputador com o programa CLASS-GC10.
Foi utilizada coluna capilar CP-SIL 8 CB (30 m x 0,25 mm x 0,25 µm). O volume de amostra injetada foi de 3 µL. O injetor empregado foi do tipo "split", razão 1:32, a temperatura de 250 °C. A temperatura do detector foi de 300 ºC. A velocidade linear do gás de arraste, hélio, foi de 45,33 cm/s a 60 ºC. A programação de temperatura utilizada foi inicial de 60 ºC por 1 min e depois elevou-se a temperatura até 300 ºC, com uma rampa de 3 ºC/min. A quantificação foi feita por normalização e o resultado expresso em porcentagem relativa de área.
Identificação dos compostos voláteis
Os compostos voláteis presentes nos isolados erva-mate verde e chá-mate foram analisados em cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas (CG-EM), marca Shimadzu, modelo QP-5000, operando por impacto de elétrons (EI, 70 eV), dotado com coluna capilar DB-5 (30 m x 0,25 mm x 0,25 µm).
O volume de amostra injetada foi de 2 µL, com o injetor no modo "splitless", a 240 °C. A temperatura da interface foi de 230 ºC e gás de arraste, hélio, mantido a uma vazão de 1 mL/min. A programação de temperatura utilizada foi inicial a 40 ºC, elevação até 240 ºC, com uma rampa de 3 ºC/min.
A identificação dos compostos voláteis foi efetuada através da comparação dos seus espectros de massas com o banco de dados do sistema (Nist. 62 lib) e pela comparação dos índices de retenção de Kovats obtidos experimentalmente com valores tabelados11,12. Visto que não foram utilizados padrões para a confirmação positiva da identidade dos compostos, estes foram considerados tentativamente identificados.
Para cálculo do índice de retenção de Kovats, uma mistura de padrões de alcanos (C9 a C24) foi adicionada aos isolados e 2 µL injetados no CG-EM nas mesmas condições cromatográficas acima citadas, aplicando-se a equação de Van den Dool e Kratz12.
Análise sensorial
A erva verde foi utilizada para preparo do chimarrão segundo método descrito por Santa Cruz et al.9, em que 75 g de erva-mate verde foram colocados em 1 L de água mineral a aproximadamente 80 ºC. A infusão de chá-mate foi preparada conforme indicação do fabricante, em que 12 g de erva-mate torrada foram colocados em 1 L de água a aproximadamente 80 ºC. As bebidas foram deixadas em infusão dentro de um béquer tampado com vidro de relógio por 5 min e depois transferidas para garrafa térmica. A cada 1 h eram preparadas novas bebidas para evitar alterações no sabor.
O perfil de cada bebida à base de erva-mate (chimarrão e chá-mate) foi desenvolvido pelo método de Análise Descritiva Quantitativa (ADQ). Inicialmente, indivíduos foram recrutados e pré-selecionados com base no poder discriminativo, reprodutibilidade e consenso com a equipe sensorial com relação às características sensoriais das bebidas. Através do método de rede, os provadores foram solicitados a avaliar o aroma e o sabor das bebidas à base de erva-mate, descrevendo suas similaridades e diferenças. Após esta etapa, a equipe sensorial gerou de forma consensual a terminologia descritiva das bebidas, a ficha descritiva das amostras, bem como definições e referências para cada descritor gerado, de acordo com os procedimentos recomendados na ref. 13.
Para avaliação das amostras, 8 provadores selecionados e treinados utilizaram a ficha previamente desenvolvida que trazia, ao lado de cada descritor, uma escala não estruturada de 9 cm ancorada nos extremos esquerdo e direito com os termos "nenhum" e "forte", respectivamente.
As amostras foram oferecidas, de forma monádica, apresentadas em taças envoltas com papel alumínio, codificadas com números de 3 dígitos em porções de aproximadamente 50 mL, a 60 ºC (temperatura em que são usualmente consumidas). As análises foram realizadas em triplicata, em cabines individuais sob luz verde para mascarar a aparência. Para eliminar o sabor residual entre uma amostra e outra foram oferecidos biscoitos tipo "cream cracker" e água mineral.
Para análise estatística dos dados foi realizada análise de variância (ANOVA), teste de Tukey (p<0,05) e Análise dos Componentes Principais (ACP). O programa estatístico utilizado foi o SPSS, versão 11.5 (2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Perfil de compostos voláteis
Na fração hidrodestilada da erva-mate verde (Tabela 1) foram identificados tentativamente os seguintes compostos: linalol, a-terpineol e trans-óxido de linalol, que correspondem a 69% da área total dos compostos detectados. Estes compostos estão presentes originalmente nas folhas verdes ou são formados durante o processamento e são enquadrados no grupo de compostos voláteis importantes para a qualidade de Camellia sinensis, por conferirem notas como doce e floral1,4,6.
O hidrodestilado de chá-mate (Tabela 2) apresentou compostos (tentativamente identificados) formados a partir da reação de Maillard (5-metilfurfural), além de produtos de degradação de carotenóides que sofreram ou não oxidação (trans-b-ocimeno, trans e cis-óxido de linalol, trans-b-damascenona, geranil acetona, trans-b-ionona, a-curcumeno) e produtos da degradação de ácidos graxos (2,4-heptadienal). Neste isolado, 14% dos compostos pertenceram a um grupo de compostos oriundos da degradação de lipídios e que exibem um aroma desagradável descrito como "verde oleoso", enquanto os demais terpenos presentes eram relacionados com características positivas do sabor de Camellia sinensis1,2,4,6,8.
Os compostos majoritários no hidrodestilado de erva-mate verde foram linalol (57%), a-terpineol (12%) e acetato de diidrocarveol (7%). Enquanto no chá-mate os isômeros (E,Z)-2,4-heptadienal (13%) e (E,E)-2,4-heptadienal (8%) e 5-metilfurfural (9%), além de um composto não identificado (22%), foram os compostos majoritários (Tabela 2).
De acordo com a literatura, os isômeros (2E,4Z)-2,4-heptadienal e (2E,4E)-2,4-heptadienal resultam da degradação de ácidos graxos7, sendo que também foram detectados em batatas fritas14. No presente estudo, o padrão de fragmentação dos compostos com índice de Kovats 989 e 1003 (Tabela 2) indicaria a presença dos isômeros (E,Z)-2,4-heptadienal e (E,E)-2,4-heptadienal, respectivamente.
Segundo Kawakami e Kobayashi15 a diferença entre o número de compostos voláteis presentes na erva-mate verde e torrada ocorre devido à reação de Maillard, processo em que são formados novos compostos.
Os isolados apresentaram o aroma característico das bebidas, conforme determinado por uma equipe sensorial treinada e selecionada quanto à capacidade de detectar intensidade de aroma característico de chá-mate e chimarrão. Esta equipe foi a mesma que participou da Análise Descritiva Quantitativa. A avaliação olfatométrica destes isolados seria necessária para identificar quais dos compostos ali presentes seriam os responsáveis pelo aroma e sabor característicos das bebidas.
Bastos et al.16 avaliaram uma amostra de erva-mate e de seu produto de torrefação (o chá-mate) provenientes do Paraná, coletados em 2002, pela mesma técnica de isolamento empregada neste estudo e nas mesmas condições. Foi observado um perfil qualitativo diferente de compostos voláteis quando comparado às amostras analisadas neste trabalho. Os autores identificaram limoneno (tentativamente identificado) como o composto mais abundante na fração volátil da erva-mate verde e diversos outros aldeídos e cetonas que não foram identificados neste trabalho. Da mesma forma, para o chá-mate, os autores identificaram perfil diferenciado relativamente a este estudo, indicando variabilidade na matéria-prima. Esta variabilidade, que pode afetar a qualidade sensorial do produto, ocorre também para os produtos de Camellia sinensis, pois, diversos fatores além do processamento influenciam o perfil de compostos voláteis: a variedade, as práticas agronômicas, a idade das folhas e o tempo de armazenamento1,3,6.
Análise sensorial
Os termos previamente levantados para o chimarrão, como "aroma amargo, que lembrou aroma de grama ou mato verde e vem na memória imediatamente o aroma de outros chás como boldo", foram englobados, pela equipe sensorial, em um único termo "aroma característico de chimarrão". Para o chá-mate, o descritor "aroma característico de chá-mate" foi empregado para englobar os termos "aroma suave e quente, com leve sensação de queimado no final, que para alguns foi relacionado ao cigarro" .
Os descritores, as definições e referências gerados pela equipe sensorial estão na Tabela 3. As amostras de bebidas à base de erva-mate diferiram significativamente (p £ 0,05) entre si em relação a todos os atributos de sabor e aroma julgados (Tabela 4). O chimarrão apresentou maior intensidade dos atributos de "gosto amargo" e "sabor (adstringente e residual)", enquanto o chá-mate caracterizou-se pelo atributo "aroma adocicado" (Figura 1). Resultado similar foi obtido por Togari et al.17 que verificaram que o chá preto e oolong apresentaram maior intensidade dos atributos "floral doce" e "frutal doce" quando comparados ao chá verde. A diferença entre estes tipos de chá reside no processamento: o chá verde é constituído das folhas verdes não fermentadas, o oolong sofre fermentação parcial e o chá preto sofre fermentação completa, processo que imprime modificações bioquímicas importantes em termos sensoriais, com a geração de compostos responsáveis pela cor, pela adstringência e pelo aroma e sabor.
Os atributos de sabor e aroma foram analisados pela Análise de Componentes Principais (ACP). Os dois primeiros componentes principais explicaram 99,5% da variação total que existe entre as amostras, sendo que o primeiro explicou 98,4% desta variação, demonstrando que os descritores empregados discriminaram as amostras analisadas (Figura 2).
Os vetores representam os atributos sensoriais, vetores de tamanho reduzido indicam atributos nos quais as amostras pouco diferem entre si. Observam-se, no gráfico, vetores com tamanhos equivalentes e, portanto, todos os atributos tiveram importância semelhante para explicar as variações entre as amostras. A separação espacial entre as amostras sugere que apresentaram características amplamente distintas entre si, indicativas, em grande parte, do perfil de compostos voláteis diferenciado para cada uma delas.
Grigioni et al.18 avaliaram amostras de erva-mate da Argentina usando ADQ e obtiveram os seguintes descritores: aroma de erva-mate, aroma de fruta, aroma adocicado, gosto amargo, sabor residual, sabor adstringente, sabor de erva-mate, sabor característico, sabor de chá, sabor verde, amadeirado, rudeza, sensação na boca. Observa-se uma similaridade nos termos encontrados no presente estudo para sabor e aroma de bebidas à base de erva-mate, embora os provadores neste trabalho não tenham familiaridade com a bebida tipo chimarrão.
CONCLUSÕES
As duas bebidas à base de erva-mate analisadas apresentaram características sensoriais distintas entre si, o que foi confirmado pelo perfil de compostos voláteis. A erva-mate verde apresentou majoritariamente terpenos e aldeídos em sua composição de voláteis tentativamente identificados, o que poderia estar correlacionado com a descrição de "verde, mato". Alguns terpenos em altas concentrações na erva-mate verde foram degradados durante o processo de torrefação. Observou-se ainda a formação de produtos de degradação de carotenóides que provavelmente contribuem, junto com os terpenos, para o aroma doce da bebida.
Ainda não há padrão de qualidade de sabor e aroma para a erva-mate, não se tem dados sobre a variação do perfil de compostos voláteis de seus produtos - erva-mate verde e chá-mate - e tampouco existem resultados relacionando a contribuição odorífera dos compostos voláteis presentes nas bebidas com os seus descritores. Tendo em vista o crescimento do mercado nacional e internacional é importante para a indústria ervateira conhecer o que o consumidor considera um produto de qualidade e quais são os fatores a controlar.
Compostos importantes para a qualidade de Camellia sinensis são encontrados também na erva-mate verde e chá-mate15,16. É provável que compostos terpênicos, seus óxidos, cetonas e álcoois (limoneno, linalol, óxidos cis e trans linalol), além dos produtos de degradação de carotenóides sejam de importância para a qualidade sensorial destes produtos, no entanto, é imprescindível a avaliação olfatométrica destes compostos para se determinar sua importância odorífera. O estabelecimento de qualidade sensorial, tanto em relação à definição de atributos quanto ao conhecimento dos compostos que respondem por esta qualidade, poderá orientar a indústria ervateira para a obtenção de produtos com maior valor agregado, a exemplo do que ocorre mundialmente com os produtos de Camellia sinensis.
AGRADECIMENTOS
À FAPESP pela bolsa de mestrado concedida a C. Machado (processo nº 03/03225-1) e pelo auxílio à pesquisa (processo nº 02/07645-2) e à empresa Leão Júnior S.A, Curitiba, PR.
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Datas de Publicação
-
Publicação nesta coleção
28 Maio 2007 -
Data do Fascículo
Jun 2007
Histórico
-
Revisado
17 Jul 2006 -
Recebido
21 Set 2005