Inibição do escurecimento enzimático de banana maçã minimamente processada

Enzimatic browning inhibition of fresh-cut apple banana

Inibição do escurecimento enzimático de banana maçã minimamente processada

Enzimatic browning inhibition of fresh-cut apple banana

Ânderson Adriano Martins Melo; Eduardo Valério de Barros Vilas Boas^*

Departamento de Ciência dos Alimentos. Universidade Federal de Lavras (Ufla) CEP 37200-000 – Lavras (MG) E-mail: [e-mail]

RESUMO

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o efeito do ácido ascórbico (AA), do cloreto de cálcio (CC), do cloridrato de L-cisteína (Cis) e EDTA, na prevenção do escurecimento enzimático de banana maçã minimamente processada. Foram utilizadas as combinações: (i) AA 1%+CC 1%+Cis 0,5%, (ii) AA 1%+CC 1%+Cis 1%, (iii) AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% e (iv) EDTA 1%, constituindo quatro tratamentos de um delineamento inteiramente casualizado. Produtos minimamente processados não tratados quimicamente não foram analisados, considerando-se seu acentuado escurecimento e sua vida de prateleira inferior a 6 h. As bananas foram tratadas com hipoclorito de sódio, fatiadas, imersas nos tratamentos químicos, acondicionadas em embalagens rígidas envoltas com filme PVC 30 µm e armazenadas durante cinco dias a 5+1°C e 85+3% UR. Amostras foram analisadas diariamente, durante os cinco dias de armazenamento. Os tratamentos contendo AA 1%+CC 1%+Cis 1% e AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% determinaram os maiores valores de acidez titulável e menores de pH. Observaram-se aumentos no valor a* e redução nos valores b* e L* na banana maçã minimamente processada, independente do tratamento químico, durante o armazenamento. O tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foi o mais efetivo na prevenção das modificações dos valores a*, b* e L*, associados à coloração das rodelas. Observou-se aumento na atividade da polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD) durante o armazenamento das rodelas de banana, independente do tratamento, à exceção da redução observada na atividade da PPO, nos produtos tratados com EDTA. Os tratamentos contendo EDTA e AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foram os mais efetivos na contenção do aumento das atividades da PPO e POD, respectivamente.

Palavras-chave: ácido ascórbico, cisteína, cloreto de cálcio, EDTA, Musa sp.

SUMMARY

The goal of this work was to evaluate the effect of ascorbic acid (AA), calcium chloride (CC), L-cysteine hydrochloride (Cys) and EDTA on prevention of enzymatic browning of fresh-cut apple banana. The following combinations were used: (i) AA 1%+CC 1%+Cys 0.5%, (ii) AA 1%+CC 1%+Cys 1% (iii) AA 1%+CC 1%+Cys 1.5% e (iv) EDTA 1%, building up four treatments of a completely randomly design. Fresh-cut products without chemical treatment were not analyzed because they browned quickly and presented less than 6 h of shelf life. The bananas were treated with sodium hypochlorite, sliced, dipped in chemical treatments, put in packages sealed with 30 µm PVC film and stored for five days at 5+1°C and 85+3% RH. Samples were evaluated every day, during five days of storage. The treatments contenting AA 1%+CC 1%+Cis 1% and AA 1%+CC 1%+Cis 1.5% determined the higher values of titratable acidity and lower values of pH. Increasing in a* value and decreasing in b* and L* values on fresh-cut apple banana were observed, in spite of chemical treatment, during the storage. AA 1% + CC1% + Cis1.5% treatment was the most effective on prevention of changes in a*, b* and L* values, associated to color of slices. Increasing in polyphenoloxidase (PPO) and peroxidase (POD) activity was observed during the storage of banana slices, despite the treatment, except a decreasing observed on PPO activity, on products treated with EDTA. Treatments contenting EDTA and AA 1%+CC1%+Cis1.5% were the most effective on contention of increasing of PPO and POD activities, respectively.

Keywords: ascorbic acid, cysteine, calcium chloride, EDTA, Musa sp.

1 - INTRODUÇÃO

As frutas e hortaliças minimamente processadas ou fresh-cut são produtos que sofreram operações de limpeza, lavagem, seleção, descascamento e corte, até chegarem a um produto 100% aproveitável, que é embalado, a fim de se oferecer, aos consumidores, frescor, conveniência e qualidade nutricional [5].

A banana constitui-se, normalmente, peça-chave de saladas de frutas, embora apresente o inconveniente do rápido escurecimento, que põe em xeque a vida de prateleira desses produtos. A banana escurece poucos minutos após seu descascamento e corte [16], sendo tal processo associado à elevação da atividade das enzimas polifenoloxidase e peroxidase [15]. Os fenóis encontrados na polpa da banana são oxidados pelas polifenoloxidases, dando origem a quinonas, que se polimerizam e formam os compostos de coloração escura denominados melaninas [15, 16]. A polifenoloxidase é capaz de oxidar vários substratos, sendo um deles a dopamina, em um pH ótimo de 6,5, para a polpa da banana [19]. As peroxidases agem desestruturando as membranas celulares, diminuindo sua permeabilidade seletiva; promovem, ainda, reações em cadeia que levam à formação de radicais livres que podem causar danos às organelas e membranas, podendo alterar as características sensoriais do produto [15]. Tratamentos químicos à base de cisteína e ácido ascórbico têm sido apontados como efetivos na prevenção do escurecimento de produtos minimamente processados [9, 10, 15, 16, 17].

A cisteína é um aminoácido que contém um grupo tiol, com ação redutora; seu poder de inibição do escurecimento varia de acordo com a razão de concentração cisteína/fenólico [11]. Três diferentes mecanismos de atuação de cisteína são propostos: redução das o-quinonas a o-dihidroxifenóis [6]; inibição direta da atividade da polifenoloxidase [2] e reação com o-quinonas dando origem a compostos incolores cis-quinona [12]. Entretanto a aplicação de cisteína pode levar à indesejável formação de pigmentos amarelos, violetas ou róseos [11].

O ácido ascórbico é reconhecido por sua ação redutora e contribuição nutricional (vitamina C). O ácido ascórbico e seus vários sais neutros são os principais antioxidantes para o uso em frutas e hortaliças e seus sucos, visando prevenir escurecimento e outras reações oxidativas [18]. Ele atua seqüestrando o cobre, grupo prostético da polifenoloxidase, e reduzindo quinonas de volta a fenóis, antes de formarem pigmentos escuros [13]. O ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) está entre os agentes quelantes mais comumente utilizados na indústria de alimentos, se ligando a íons metálicos, como o cobre, fundamental para a ativação da polifenoloxidase, retardando o efeito dessa enzima [3]. O cloreto de cálcio tem sido aplicado efetivamente na prevenção do amaciamento de frutas minimamente processadas [17], embora possa contribuir, em conjunto com agentes anti-oxidantes, para a prevenção do escurecimento.

Considerando-se a importância da banana na elaboração de saladas de frutas e sua sensibilidade ao escurecimento, bem como a carência de estudos pertinentes à banana minimamente processada, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito de tratamentos químicos contendo CaCl₂, ácido ascórbico, cloridrato de L-cisteína e Na₂EDTA, sobre a manutenção da qualidade visual e redução na intensidade do escurecimento enzimático de bananas maçã minimamente processadas, armazenadas a 5°C, por cinco dias, sob atmosfera modificada.

2 - MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizadas bananas da cultivar maçã, adquiridas no mercado varejista local. As pencas foram selecionadas segundo homogeneidade de cor (casca totalmente amarela) e ausência de defeitos. Posteriormente, os frutos foram submetidos a um pré-resfriamento em câmara fria a 14°C por 15 h. As pencas foram inicialmente lavadas em solução de água e sabão neutro. Logo após, foram sanificadas em água fria (10°C) contendo solução de hipoclorito de sódio 500 mg.L^-1, durante 15 min. Em seguida, os frutos foram destacados das pencas, descascados e fatiados manualmente com auxílio de facas afiadas em rodelas de espessura de aproximadamente 1 cm, em ambiente climatizado a 10°C. As rodelas foram então imersas, por 3 min, nas soluções contendo os seguintes tratamentos químicos: (i) ácido ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cloridrato de L-cisteína 0,5%, (ii) ácido ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cloridrato de L-cisteína 1%, (iii) ácido ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cloridrato de L-cisteína 1,5% (iv) Na₂EDTA 1%.

Após a imersão nas soluções, o excesso de líquido foi drenado em peneiras. Em seguida, cerca de 120 g de rodelas de bananas foram acondicionadas em bandejas rígidas de polipropileno (15 x 11,5 x 4,5 cm - Galvanotek - Ref. G303), as quais foram recobertas por filme de PVC de 30 µm, e imediatamente armazenadas em câmara fria, com controle de temperatura (5±1°C) e umidade relativa (85±3% UR). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado (DIC), em esquema fatorial 4 x 6, sendo quatro tratamentos químicos, citados anteriormente e cinco tempos de armazenamento (0, 1, 2, 3, 4 e 5 dias), com três repetições. A parcela experimental constituiu-se de uma bandeja contendo aproximadamente 120 g de rodelas. Rodelas de bananas não tratadas quimicamente não foram consideradas visto que, a partir de estudos preliminares, constatou-se a inviabilidade de comercialização desses produtos, devido ao escurecimento observado em menos de 6 h após o descascamento e corte.

A determinação da acidez titulável foi realizada no homogenato filtrado em organza, utilizando titulação com NaOH 0,1 N, de acordo com técnica preconizada pelo INSTITUTO ADOLFO LUTZ [4], e o resultado expresso em gramas de ácido málico por 100 g de polpa. O pH foi determinado no filtrado com um potenciômetro digital, modelo DMpH-2, segundo técnica da AOAC [1]. Foi utilizado para aferição da coloração dos frutos o colorímetro marca Minolta, modelo CR 300, segundo o sistema preconizado pelo CIE (L*, a* e b*). A extração das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD) foi realizada de acordo com o método descrito por MATSUMO & URITANI [7]. O tecido congelado foi homogeneizado em politron, com tampão fosfato 0,05 M, pH 7 e imediatamente filtrado em organza. O homogenato obtido foi centrifugado por 10 min a 5.000 g e temperatura de 0°C. O sobrenadante resultante foi utilizado para a determinação de atividade enzimática. A determinação da enzima PPO ocorreu de acordo com o método descrito por TEISSON [14]. Uma alíquota de 1 mL de extrato enzimático foi adicionada 3,6 mL de tampão fosfato 0,1 M, pH 7 e 0,1 mL de catecol 10 mM. A solução obtida foi incubada durante 30 min a 30°C, e a reação interrompida pela adição de 1,6 mL de ácido perclórico 2 N. A atividade enzimática (PPO) foi expressa em unidade (atividade enzimática capaz de alterar 0,001 de absorbância a 395 nm) por grama de polpa fresca por minuto (U.g^-1.min^-1). A determinação da atividade de POD foi realizada de acordo com o método descrito por MATSUMO & URITANI [7]. Uma alíquota de 3 mL de extrato enzimático foi pipetada sobre uma solução contendo 5 mL de tampão fosfato citrato 0,02 M, pH 5, 0,5 mL de peróxido de hidrogênio 30% e 0,5 mL de guaiacol. A solução foi incubada a 30°C por 5 min, e a reação interrompida pela adição de 1 mL de bissulfito de sódio 30%. A atividade da enzima (POD) foi expressa em unidade (atividade capaz de alterar 0,001 de absorbância a 470 nm) por grama de polpa fresca por minuto (U.g^-1.min^-1). Os resultados das avaliações físico-químicas e bioquímicas foram submetidos à análise de variância sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 1% de probabilidade. As análises de regressão foram realizadas baseadas na significância do resultado do teste de F e os modelos eleitos consoantes com o coeficiente de determinação.

3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

As variáveis acidez total titulável (ATT) e pH foram influenciadas interativamente pelos fatores tratamentos químicos e tempo de armazenamento (Figuras 1 e 2). Observou-se, a despeito do tratamento químico, um incremento na ATT dos frutos, até o terceiro dia, seguido de queda, até o quinto dia de armazenamento, enquanto um incremento no pH foi verificado, principalmente, a partir do quarto dia de armazenamento. Os menores valores de ATT e maiores de pH foram verificados nos frutos submetidos ao EDTA, ao longo do armazenamento, enquanto os tratamentos contendo ácido ascórbico (AA) 1%+cloreto de cálcio (CC) 1%+cisteína (Cis) 1% e AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% determinaram os maiores valores de ATT e menores de pH. Logo, os tratamentos AA 1%+CC 1%+Cis 1% e AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foram os mais efetivos na contenção do consumo de ácidos orgânicos, notadamente no final do período de armazenamento. O aumento da acidez, seguido de queda, concorda com os resultados obtidos por PINHEIRO [8], ao estudar o amadurecimento de banana maçã. Os resultados apresentados no presente trabalho também concordam com os de REIS et al. [10], que observaram aumento na acidez de banana prata minimamente processada até o terceiro dia de armazenamento refrigerado, a 8°C. Entretanto, ao contrário do observado no presente trabalho, REIS et al. [10] não verificaram influência do tratamento químico contendo AA 1%+CC 1%+Cis 0,5% e AA 1%+CC 1%+Cis 1% sobre as variáveis pH e ATT, durante quatro dias de armazenamento de banana Prata minimamente processada. O escurecimento enzimático é dependente do pH do tecido vegetal, sendo o pH 6,5 ótimo para a ação da polifenoloxidase em bananas [19], acima do observado na polpa da banana maçã.

Os valores a*, b* e L* dizem respeito à coloração dos frutos. Os valores a* e L* sofreram influência da interação entre os tratamentos químicos e tempo de armazenamento, enquanto o valor b* foi afetado por ambos fatores, isoladamente (Figuras 3, 4, 5 e 6). O valor a* varia do verde (-a*) ao vermelho (+a*). Observaram-se aumentos no valor a*, independente do tratamento químico, durante o armazenamento. O tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% determinou os menores valores a* nos segundo e terceiro dias, enquanto os tratamentos AA 1%+ CC1%+Cis 1,.5% e EDTA determinaram os menores valores no quarto e quinto dias (Figura 3). Os maiores valores a* observados nas rodelas tratadas com as combinações de químicos contendo as menores concentrações de cisteína se associam com o roseamento observado nas mesmas, tanto maior quanto menor a concentração de cisteína. Aumentos nos valores a* durante o armazenamento de banana prata minimamente processada também foram observados por REIS [9], sendo tais aumentos mais pronunciados nos produtos submetidos às menores doses de cisteína e associados ao roseamento das rodelas. Esses resultados são condizentes aos apresentados neste trabalho. Segundo RICHARD-FORGET, GOUPY & NICOLAS [11], a aplicação de cisteína em vegetais fatiados pode levar à indesejável formação de pigmentos amarelos, violetas ou róseos, como os aqui observados. Os autores sugerem que a pigmentação em fatias de maçãs se deva a formação inicial de cisteína-5-metilcatecol, até toda cisteína ser consumida. Em seguida, o-quinonas em excesso reagem com cisteína-5-metilcatecol, levando à formação de pigmentos violetas. O desenvolvimento da coloração rósea em tecidos vegetais tem sido associado à presença do substrato fenólico epicatequina, antes que metilcatecol [11]. VILAS BOAS [15] afirma que embora a cisteína seja efetiva na prevenção do escurecimento de bananas fatiadas, níveis de cisteína abaixo de 0,5% são associados com maior incidência de roseamento.

O valor b* varia do azul (-b*) ao amarelo (+b*). Observou-se uma redução do valor b* com o decorrer do armazenamento (Figura 4). O tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% se diferenciou dos demais por determinar, em média, o maior valor dessa variável (Figura 5), sugerindo maior preservação da sua natural coloração. REIS [9] também observou redução do valor b* em fatias de bananas prata ao longo do armazenamento e a eficácia de maiores doses de cisteína na sua contenção.

O valor L* demonstra quão claro (maior valor de L*) ou quão escuro (menor valor de L*) é um produto. Observou-se, em geral, redução no valor L* das rodelas, sugerindo o seu escurecimento ao longo do armazenamento. Os maiores valores L* foram observados nas rodelas submetidas ao tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5%, indicando que esse tratamento foi o mais eficiente na prevenção do escurecimento da superfície das rodelas. Os menores valores L* foram observados nas rodelas tratadas com EDTA, sendo que esses valores foram inferiores, estatisticamente, aos observados nas rodelas tratadas com os demais tratamentos, do primeiro ao quinto dia de armazenamento, a exceção das rodelas tratadas com AA 1%+CC 1%+Cis 0,5%, que apresentaram valores L* semelhantes aos das rodelas sob EDTA, a partir do terceiro dia (Figura 6).

A eficiência de tratamentos químicos contendo AA, CC e Cis, na prevenção do escurecimento, também foi comprovada por REIS [9], ao estudar banana prata minimamente processada armazenada a 8°C. A autora comprovou, ainda, a maior eficácia do tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1% em comparação ao AA 1%+CC 1%+Cis 0,5%, no quarto dia de armazenamento.

As atividades das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD) foram afetadas interativamente pelos fatores tratamento químico e tempo de armazenamento (Figuras 7 e 8). Ambas enzimas se associam com os processos de escurecimento nos vegetais. Observou-se aumento na atividade da PPO durante o armazenamento das rodelas tratadas com AA+CC+Cis e redução naquelas tratadas com EDTA. Nenhuma diferença foi notada na atividade da PPO, em função do tratamento químico, até o primeiro dia de armazenamento. No segundo dia, as rodelas tratadas com EDTA apresentaram atividade da PPO inferior a das rodelas tratadas com AA 1%+CC 1%+Cis 0,5% e AA 1%+CC 1%+Cis 1%.

Do terceiro ao quinto dias as rodelas tratadas com EDTA apresentaram atividade da PPO inferior à das rodelas submetidas aos demais tratamentos, que se comportaram de maneira semelhante. Os tratamentos químicos contendo diferentes concentrações de cisteína (0,5, 1 e 1,5%) não influenciaram, diferentemente, a atividade da PPO, à exceção do segundo dia de armazenamento, quando a atividade da PPO das fatias sob 0,5% de cisteína foi superior à das fatias sob 1 e 1,5% (Figura 7). Tais resultados são coerentes com os observados por REIS [9], que não notou efeito diferencial da concentração de cisteína (0,5 e 1%) no tratamento químico contendo AA 1%+CC 1%+Cis sobre a atividade de PPO em bananas minimamente processadas, embora o tratamento químico tenha sido efetivo na contenção do natural aumento da PPO. O controle da atividade da PPO pelo EDTA é plausível, visto que este agente quelante se liga ao cobre, fundamental para a ativação da polifenoloxidase [3].

Observou-se, em geral, incremento na atividade da POD nas rodelas de banana, a despeito do tratamento químico. Os três tratamentos contendo cisteína foram hábeis em conter a atividade da POD, em comparação ao EDTA, a partir do quarto dia de armazenamento, sendo que o tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foi mais efetivo que o EDTA, já a partir do segundo dia.

O tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foi mais efetivo que o AA 1%+CC 1%+Cis 0,5% na contenção da atividade da POD, do primeiro ao quarto dia de armazenamento e mais efetivo que o AA 1%+CC 1%+Cis 1%, apenas no primeiro e terceiro dias (Figura 8). Os menores valores da coordenada L* ditados pelo tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% se associaram com as menores atividades de POD observadas nas rodelas sob esse tratamento, embora nenhuma relação tenha sido observada quanto à atividade da PPO. REIS [9] não observou efeito diferencial da concentração de cisteína (0,5 e 1%) em tratamentos químicos contendo AA 1%+CC 1%+Cis sobre a atividade de POD, embora o tratamento químico tenha sido efetivo na contenção do seu natural aumento, ao longo do armazenamento de bananas 'Prata' minimamente processadas.

4 - CONCLUSÕES

• Os tratamentos contendo ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cisteína 1% e ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cisteína 1,5% determinaram os maiores valores de acidez titulável e menores de pH nas rodelas de banana maçã.

• O tratamento ácido ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cisteína 1,5% foi o mais efetivo na prevenção das modificações dos valores a*, b* e L*, associados à coloração de banana maçã minimamente processada.

• Os tratamentos contendo EDTA e ácido ascórbico 1%+cloreto de cálcio 1%+cisteína 1,5% foram os mais efetivos na contenção do aumento das atividades da polifenoloxidase e peroxidase, respectivamente, em banana maçã minimamente processada.

5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6 - AGRADECIMENTOS

Ao CNPq, pelo apoio financeiro para execução do projeto, através das bolsas de produtividade e iniciação científica ao Prof. Dr. Eduardo Valério de Barros Vilas Boas e Eng. Agrônomo Ânderson Adriano Martins Melo, respectivamente.

Recebido para publicação em 24/1/2005. Aceito para publicação em 23/1/2006 (001466)

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A quem a correspondência deve ser enviada

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Maio 2006
• Data do Fascículo
  Mar 2006

Histórico

• Recebido
  24 Jan 2005
• Aceito
  23 Jan 2006