Influência do rebaudiosídeo A na solubilidade e no sabor do esteviosídeo

Rebaudioside A influence in the flavour and solubility of stevioside

INFLUÊNCIA DO REBAUDIOSÍDEO A NA SOLUBILIDADE E NO SABOR DO ESTEVIOSÍDEO¹

Airton GOTO², Edmar CLEMENTE²

RESUMO

Dentre os edulcorantes presentes nas folhas da Stevia rebaudiana Bertoni destacam-se pela quantidade presente, o esteviosídeo e o rebaudiosídeo A. O esteviosídeo, em maior quantidade, tem sua aplicação industrial restrita em alguns segmentos, devido ao seu sabor amargo residual e sua baixa solubilidade. Avaliou-se a influência do rebaudiosídeo A na solubilidade e no sabor do esteviosídeo. Observou-se que um adoçante composto com no mínimo 12,5% de rebaudiosídeo A na massa total é solúvel em água e se mantém estável. O sabor amargo residual diminui a me dida que aumenta o teor de rebaudiosídeo A na mistura de adoçantes.

Palavras-chaves: Esteviosídeo, Rebaudiosídeo A, Edulcorantes, Solubilidade

SUMMARY

REBAUDIOSIDE A INFLUENCE IN THE FLAVOUR AND SOLUBILITY OF STEVIOSIDE. The rebaudioside A and stevioside are sweeteners present in large quantity in the Stevia rebaudiana Bertoni leaves. The stevioside has a less application in food indrustries, because your lower solubility and bitter flavour. The influence of rebaudioside A in the solubility and flavour of stevioside were testing. The stability and solubility of the sweetener in water was achieved when the composition of rebaudioside A had the minimum value of the 12,5%. The bitter flavour decrease when the concentration of rebaudioside A increase in the sweetener mixture.

Key-words: Stevioside, Rebaudioside A, Sweetener, Solubility

1 - INTRODUÇÃO

Nos dias atuais o elevado padrão da sociedade tecnológica tem mudado o conceito de saúde, e a introdução de novos produtos químicos tem modificado os hábitos alimentares do homem, que está procurando cada vez mais um modo de vida saudável (1). Por simples problemas de estética ou por problemas de saúde o homem está substituindo o conhecido e consagrado açúcar (sacarose) por produtos conhecidos como edulcorantes, compostos com sabor semelhante a sacarose, porém de baixo valor calórico ou completamente sem calorias (2).

Dentre os edulcorantes, temos o esteviosídeo, um glicosídeo diterpênico extraído de uma planta conhecida como Stevia rebaudiana Bertoni. Possui sabor doce, seguido de um forte sabor amargo residual (aftertaste). É totalmente estável a uma ampla faixa de pH e ao calor, o que o torna interessante sob o ponto de vista da indústria alimentícia. A sua propriedade de edulcorante já era conhecida pelos índios Guaranis, que usavam para edulcorar chás e bebidas medicamentosas (3).

O esteviosídeo é utilizado como edulcorante alimentício em muito países do mundo. Desde 1970 o esteviosídeo é utilizado no Japão como agente edulcorante e em bebidas, dominando hoje cerca de 41% deste mercado, com um consumo acima de 85 toneladas anuais.

Foi aprovado no Brasil em meados de 1987 como agente flavorizante e edulcorante em várias classes de alimentos e nos Estados Unidos em 1996 para ser utilizado como ingrediente para suplemento dietético (4).

O esteviosídeo tem sua aplicação industrial limitada em alguns segmentos, devido ao seu sabor amargo residual e sua baixa solubilidade (5).

O elevado potencial científico, tecnológico e econômico que os princípios adoçantes naturais representam hoje em dia, e com a perspectiva de sua utilização segura, como vem sendo demonstrado por diversos estudos recentemente publicados, torna-se importante procurar soluções que minimizem os problemas de sua aplicação industrial. O presente trabalho visou estudar a influência de outro componente da planta, o rebaudiosídeo A, para melhorar a solubilidade e o sabor do esteviosídeo.

2 - MATERIAIS E MÉTODOS

2.1- Materiais

A planta utilizada no experimento foi fornecida pela Steviafarma Industrial S.A. As folhas utilizadas estavam secas com uma umidade residual de 10%. A quantidade de glicosídeos adoçantes encontrava-se na ordem de 8% p/p. Todos os reagentes químicos para extração e para análise de carboidratos totais foram da marca Merck e para cromatografia da marca Mallinckrodt. Os equipamentos utilizados foram: Triturador com 3 facas e 6 conjuntos de martelos, espectrofotômetro, cromatógrafo líquido de alta eficiência com detetor de UV com integrador-processador, evaporador rotativo, balança analítica, estufa de secagem e esterilização, estufa de circulação de ar, peneira vibratória 60 mesh, balança semi-analítica, bomba a vácuo.

2.2 - Preparo das Amostras de Folhas

As folhas secas foram trituradas até 60 mesh de granulometria para atender o índice de preparo necessário para obter extração de 90 a 95% da massa solúvel.

2.3 - Extração dos Constituintes da Folha

Para a extração de seus princípios adoçantes as folhas trituradas foram misturadas com uma quantidade mínima de água fervente e deixou-se em infusão por 20 a 30 minutos. A quantidade de água necessária pode ser calculada pela equação empírica:

Q = K x F x T

Onde:

Q = quantidade mínima de água em quilos

F = quantidade de folhas em quilos

T = percentual de carboidratos totais extraíveis

K = constante de proporcionalidade (0,28 para granulometria entre 60 e 600 mesh) (6).

2.4 - Extração dos Princípios Ativos do Extrato Aquoso

O extrato aquoso foi preparado por bipartição com álcool isobutílico na proporção de 60% de álcool e 40% de extrato aquoso. Nesta operação os princípios adoçantes e pigmentos, seguidos de algumas impurezas são transferidos para a fase orgânica. A fase orgânica foi separada por decantação. O extrato butanólico foi submetido a uma centrifugação (12000 rpm) para retirada de todas as partículas em suspensão e em seguida aquecido e clarificado utilizando carvão ativo a 1%p/v (6).

2.5 - Obtenção do Produto de Primeira Cristalização (Fração ASR1)

O extrato butanólico foi concentrado em um evaporador rotativo a 60°C até a formação de uma massa semi-sólida. Essa massa semi-sólida foi redissolvida em álcool metílico e deixada cristalizar por 24 horas à temperatura ambiente. O cristalizado foi separado por filtração à vácuo e seco a 120°C por 24 horas (6).

2.6 - Obtenção do Produto de Segunda Cristalização (Fração ASR2)

O licor mãe da primeira cristalização foi concentrado em um evaporador rotativo, produzindo um xarope denso, porém fluido. Este xarope foi misturado com acetona na proporção de 1:3 v/v com intensa agitação. Formou-se um precipitado, que foi filtrado, e seco a 100°C na estufa de circulação de ar. O extrato seco obtido foi redissolvido em álcool metílico na proporção de 1:3 p/v e deixado cristalizar por 24 horas. O cristalizado foi separado por filtração a vácuo e seco a 120°C por 24 horas (6).

2.7 - Composição das Amostras

As frações isoladas ASR1 e ASR2 foram misturadas em diversas proporções de modo a obter amostras com outras concentrações de rebaudiosídeo A (Tabela 1).

2.8 - Métodos Analíticos

A umidade foi determinada pelo método de aquecimento direto conforme técnica do Association of Official Analytical Chemists (AOAC) (7).

Para determinação dos princípios adoçantes da folha foi utilizado o método de fenol-sulfúrico para carboidratos totais e utilizando a correlação entre carboidratos totais e glicosídeos diterpênicos das folhas de stevia (8).

A determinação dos princípios adoçantes, foi baseada no método descrito por Hashimoto e Moriayosu (1978). Este método é usado quando se desejam os picos dos adoçantes separados.

Utilizou-se uma coluna Lichrosorb de NH₂ de 125 mm de comprimento e 3,0 mm de diâmetro interno com fluxo de 1,5 mL/min. Para detecção foi utilizado um detetor de ultravioleta a 210 nm, a temperatura ambiente (9).

2.9 - Testes de Solubilidade

Os testes de solubilidade foram conduzidos à temperatura ambiente. As soluções foram preparadas pesando 3,0 g de amostra, dissolvida em água completando para 10,0 g, e guardadas em tubo de ensaio tampado para evitar evaporação da amostra. A verificação dos tubos foi feita diariamente.

2.10 - Análise Sensorial

2.10.1 - Seleção dos Provadores

O procedimento pelo qual os provadores foram escolhidos foi o método da ordenação, usando-se soluções de sacarose como padrão de doçura e esteviosídeo puro como padrão de amargor.

Cada candidato a provador testou 3 amostras com quatro repetições, totalizando 12 amostras ao acaso, e foi instruído a dar notas, de modo que a nota 1 fosse atribuída a amostra mais diluída, a nota 2 para a solução intermediária e a nota 3 para a amostra mais concentrada. As concentrações de sacarose utilizadas foram 2g%, 2,5g%, 3g% e as concentrações de esteviosídeo foram 5 mg%, 20 mg% e 40mg%.

Os provadores foram selecionados entre os funcionários da empresa Steviafarma Industrial S.A., uma vez que já haviam participado de outros painéis de degustação para avaliação de produtos a base de stevia.

2.10.2 - Avaliação da Influência do Rebaudiosídeo A no Sabor do Esteviosídeo

Para avaliar a influência do rebaudiosídeo A no sabor do esteviosídeo utilizou-se o teste de ordenação (Ranking test) (10).

Foram apresentadas várias amostras aos provadores, solicitando que fossem colocadas em ordem decrescente da propriedade sensorial que está sendo submetida, neste caso pediu-se para ser ordenado em função do amargor.

A concentração utilizada foi de 100 mg/100 mL para que a amostra tenha pouca influência da doçura, uma vez que o esteviosídeo tem seu limiar de doçura aproximadamente nesta concentração. O produto foi testado em água para evitar interferência de outros sabores, pois o esteviosídeo tem efeito flavorizante, o que prejudicaria a avaliação.

3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 - Teste de Solubilidade

A amostra ASR1 apresentou 95,0% de adoçantes totais, sendo 90,0% de esteviosídeo e 5% de rebaudiosídeo A e mostrou-se pouco solúvel, cristalizando-se após 24 horas. A amostra ASR2 apresentou também 95,0% de adoçantes totais sendo 40,0% de esteviosídeo e 55,0% de rebaudiosídeo e mostrou-se solúvel na concentração testada (30% p/p) por mais de 30 dias.

Na Tabela 2, pode-se observar que o limite de solubilidade está entre as amostras AM3 e AM4. Então, adotou-se a composição da amostra AM3 como composição mínima para garantir uma boa solubilidade para produtos compostos de esteviosídeo e rebaudiosídeo A.

Posteriormente, testou-se diversas amostras da linhas de produção da Steviafarma Industrial S.A. que apresentavam concentrações variadas (Tabela 3).

Os resultados da solubilidade destas amostras mostraram que a composição encontrada é compatível com as observações feitas no estudo preliminar (Tabela 2).

As amostras que estão abaixo do limite de 12,5% de rebaudiosídeo A, cristalizaram-se rapidamente. Observou-se que não existe uma relação entre concentração e tempo de cristalização, uma vez que as amostras cristalizaram-se em tempos distintos e irregulares, independente da concentração de rebaudiosídeo A, respeitando-se a concentração de 12,5% de rebaudiosídeo A.

As amostras com concentrações acima de 12,5% de rebaudiosídeo A não apresentaram qualquer tipo de cristalização, independente da concentração de rebaudiosídeo A, mostrando dessa forma que existe uma concentração limite ao qual é possível manter uma mistura de adoçantes do extrato de stevia solúvel até uma concentração de 30% (p/p) em água.

Frações das amostras obtidas da linha de produção foram misturadas e analisada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) objetivando a determinação da composição dos edulcorantes na amostra. A análise mostrou uma composição de 77,7% de esteviosídeo e 15,7% de rebaudiosídeo A. Observou-se que a amostra manteve-se solúvel por mais de 30 dias. Portanto para modificar a solubilidade do produto resultante basta corrigir o teor de rebaudiosídeo A dentro dos padrões observados.

3.2 - Seleção dos Provadores

Utilizou-se uma equipe de 22 candidatos codificados de P₁ a P₂₂, que foram selecionados pelo método da ordenação, de acordo com a sua capacidade de diferenciar os sabores doce e amargo de acordo com os padrões estabelecidos para esta análise.

De acordo com os resultados apresentados os candidatos foram classificados em três grupos:

Grupo 1: P5. P6, P9, P11, P12, P15, P18, P21, P22

Grupo 2: P1, P4, P7, P13, P16

Grupo 3: P2, P3, P8, P10, P14, P17, P19, P20

Os candidatos do grupo 1 tiveram acerto de 100%, demonstrando uma grande habilidade em distinguir as três amostras apresentadas.

Os candidatos do grupo 2 apresentaram certa habilidade para distinguir as três amostras, porém uma análise mais detalhada se fez necessária para a escolha de mais um candidato para compor um painel de 10 provadores.

Os candidatos P1, P4, P7 e P16 conseguiram acertar somente na concentração mais elevada, o que mostra uma tendência de deficiência em identificar amostras mais diluídas.

O candidato P13 por sua vez conseguiu acertar as concentrações mais diluídas e fez apenas uma troca de amostra na solução mais concentrada, colocando-o na condição de habilitado para o provador acima dos candidatos do grupo 2.

Os candidatos do grupo 3 foram excluídos do painel, por apresentarem baixo índice de acerto.

Após o teste de identificação de doçura os provadores aprovados foram submetidos a um teste de identificação de amargor.

Adotou-se o mesmo critério anterior para aprovar os provadores que conseguissem identificar os níveis de amargor, e todos conseguiram identificar o amargor dentro dos padrões estabelecidos.

3.3 - Análise Sensorial

Os resultados da análise sensorial encontram-se na Tabela 4 a seguir.

A análise de variância mostrou que todas as amostras testadas, são estatisticamente diferentes da amostra AMR35, que possui um teor de rebaudiosídeo A maior. Dessa forma, pode-se afirmar que o teor de rebaudiosídeo A influencia no sabor da mistura, e obteve-se com isto, um produto de sabor mais agradável, mascarando o sabor amargo residual do esteviosídeo puro, o que está em concordância com o que é reportado na literatura onde, o esteviosídeo tem um sabor amargo e rebaudiosídeo A tem um sabor suavemente doce (5).

4 - CONCLUSÃO

- De acordo com os resultados apresentados nos testes de solubilidade, verificou-se que o rebaudiosídeo A influencia na solubilidade do esteviosídeo. Para se ter um adoçante à base de esteviosídeo, solúvel em água a 30% p/p à temperatura ambiente, é necessário que se mantenha uma composição de aproximadamente 12,5% de rebaudiosídeo A e 80% de esteviosídeo.

- Dos resultados apresentados nos testes de análise sensorial, conclui-se que o rebaudiosídeo A influencia no sabor da mistura de adoçantes da stevia e o amargor residual do esteviosídeo diminuiu a medida que aumenta o teor de rebaudiosídeo A na mistura de adoçantes.

5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6 - AGRADECIMENTO

Agradeço a Steviafarma Industrial S/A pelo fornecimento das amostras para realização deste trabalho.

² Universidade Estadual de Maringá - Departamento de Química CEP 87020-900 - Maringá - Paraná.

• (1) KINGHORN, A.D.; FULLAS, F. & HUSSAIN, R.A. Structure-activity relationship of highly sweet natural products. Stud. Nat. Prod. Chem., Amsterdam, v. 15, p. 3-41, 1995.
• (2) ANGELUCCI, E. Edulcorantes e adoçantes em alimentos. Casa da Agricultura, Campinas, v.2, n. 11, p. 14-15, 1989.
• (3) SAMANIEGO, C.C. Stevia rebaudiana - "Caa-jhe-He" (Yerba Dulce). Revista Farmacêutica Buenos Aires. V. 88, p. 199-202, 1946.
• (4) CÂNDIDO, L.M.B.; CAMPOS, A.M. Alimentos para fins especiais - Dietéticos, Livraria Varela, São Paulo, 1996. p. 26.
• (5) YAMAZAKI, K.; KOHDA, H.; KOBAYASHI, T.; KASAI, R. & TANAKA, O. Structures of Stevia Diterpenes-Glucosides: Application of Carbon-13 NMR. Tetrahedron Lett., New York, V. 13, p. 1005-1008, 1976.
• (6) ALVAREZ, M. & COUTO, A.C.C. Processo de Fracionamento dos Componentes das Folhas de Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni (Fund. Univ. Est. de Maringá e Banco do Brasil), Maringá, 1984. Pedido de Privilégio no Brasil, protocolo n^o 84, 02, 752.
• (7) Official Methods of Analysis of the Association of Office Analytical Chemists (AOAC), Thirteenth edition, Washington Association of Official Analytical Chemists, Arlington, v. 31. p. 557-558, 1980.
• (8) ALVAREZ, M; KUSUMOTO, I. T. & ARRAES, L. S.; Correlação Entre o Teor de Carboidratos Totais e o Teor de Glicosídeos Diterpênicos nas Folhas Secas de Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni Arq. Biol. Tecnol., Curitiba, v.5, p.19-24, 1986.
• (9) HASHIMOTO, Y. & MORIYASU, M.; Determination of Sweet Components in Stevia rebaudiana by High-Performance Liquid Chromatograph. Ultraviolet Detection. Shoyakugaku Zasshi, Tokyo, v.32, n.2, p. 209-211, 1978.
• (10) BRIEDEL, M & LAVIEILLE, R.; Le Principe Sucré du Kaá-hé-é. (Stevia rebaudiana Bertoni) II Lhydrolyse Diastasique du Stevioside. III. Le Esteviol de Lhydrolyse Diastasique et Lísoesteviol de Lhydrolyse acide. Bull. Soc. Chim. Biol Paris, v.13, p. 781-796,1931.

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Recebido para publicação em 27/10/97. Aceito para publicação em 30/04/98.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  05 Out 2001
• Data do Fascículo
  Abr 1998

Histórico

• Aceito
  30 Abr 1998
• Recebido
  27 Out 1997