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Food Science and Technology

versión impresa ISSN 0101-2061versión On-line ISSN 1678-457X

Ciênc. Tecnol. Aliment. v. 18 n. 2 Campinas Mayo/Jul. 1998

http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20611998000200009 

TEXTURA DE FEIJÃO-VAGEM (Phaseolus vulgaris L) PROCESSADO OU NÃO: EFEITO DA APLICAÇÃO DE CONCENTRAÇÕES CRESCENTES DE CÁLCIO VIA ABSORÇÃO RADICULAR1

 

Simone Palma FÁVARO2, Elza Louko IDA3

 

 


RESUMO

Esta investigação teve como objetivo estudar o efeito do cultivo de feijão-vagem com doses crescentes de cálcio na textura das vagens antes e após processo de enlatamento. O experimento foi desenvolvido com a cultivar UEL 1, utilizando-se areia grossa como substrato. Os tratamentos constaram das seguintes concentrações de cálcio em solução nutritiva: 0, 75, 150 e 300 ppm. Foram determinados os teores de cálcio das vagens in natura, substâncias pécticas e textura das vagens in natura e processada. As concentrações de cálcio nas vagens aumentaram em paralelo à elevação dos níveis de cálcio adicionados à solução nutritiva. Os teores de pectina solúvel nas vagens in natura não diferiram entre os tratamentos. Houve um acréscimo da quantidade de pectina insolúvel em função do aumento das doses de cálcio. Após o processamento térmico ocorreu uma solubilização das pectinas. A maior concentração de pectina solúvel nas vagens enlatadas foi observada nas vagens cultivadas sem adição de cálcio na solução nutritiva. As medidas de textura demonstraram uma tendência de aumento de firmeza das vagens concomitante à elevação nos teores de cálcio antes e após o processo de enlatamento.

Palavras-chave: feijão-vagem, cálcio, textura, pectinas


SUMMARY

SNAP BEANS TEXTURE: EFFECTS OF CALCIUM CONCENTRATION. This study aimed to investigate the effect of increasing calcium concentrations applied in nutrient solution in snap beans. Snap beans of cultivar UEL 1 were grown in coarse sand with nutrient solution supplying calcium at the following levels: 0, 75, 150 and 300 ppm. Fresh pods were analysed for calcium content. Fresh and processed pods were analysed for pectin content and texture. The calcium concentration in bean pods was increased when the calcium level in the nutrient solution was raised. There was no difference among the treatments for content of soluble pectins, however the content of insoluble pectins raised when calcium was added to the nutrient solution. An increasing in the content of soluble pectin was observed after the canning process and those pods grown without calcium in the solution presented the highest amounts of such materials. Higher calcium levels in the nutrient solutions resulted in firmer fresh and canned pods.

Keywords: snap beans, calcium, texture, pectins


 

 

1 — INTRODUÇÃO

Um fator importante no processamento de hortaliças é conhecer as propriedades tecnológicas apresentadas por estes materiais e como o manejo cultural pode alterá-las. Dessa forma, pode-se obter matérias-primas que resultem em produtos de boa qualidade os quais teriam maior capacidade competitiva no mercado consumidor.

A qualidade de feijão-vagem processado depende das condições de cultivo, estádio de maturação na colheita, processamento e armazenamento [17].

Durante o processamento, podem ocorrer alterações químicas e bioquímicas que afetam a textura do produto. A firmeza da parede celular, um dos componentes da textura, é influenciada pelas substâncias pécticas e pela presença de sais [21]. O cálcio possui um papel importante na manutenção da estrutura da parede celular dos vegetais, apresentando um efeito cimentante que promove a adesão célula à célula, devido à deposição de pectato de cálcio na lamela média durante a citoquinese [11].

Em função da correlação existente entre qualidade de produtos vegetais com teores de cálcio, esta investigação teve como objetivo verificar o efeito da aplicação de níveis crescentes deste elemento, via absorção radicular, em feijão-vagem in natura e processado relacionado ao atributo de textura.

 

2 — MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 - Matéria Prima

Foi utilizado neste experimento o feijão-vagem (Phaseolus vulgaris L) cultivar UEL 1, desenvolvido pelo Departamento de Agronomia da Universidade Estadual de Londrina. De acordo com a descrição de CASTIGLIONI, et al [4], este genótipo caracteriza-se pela alta produtividade e precocidade e apresenta vagens cilíndricas.

2.2 - Tratamentos

Os tratamentos constaram das seguintes concentrações de cálcio: 0, 75, 150 e 300 ppm de cálcio aplicadas em solução nutritiva descrita por SARRUGE [13]. O intervalo de 120 a 160 ppm de cálcio foi considerada uma concentração adequada para o desenvolvimento vegetal [8].

O ensaio foi conduzido sob telado em vasos de cerâmica contendo como substrato 5L de areia grossa a qual possuía um teor inicial de 80 ppm de cálcio. Foram estabelecidas 2 plantas por vaso. Em cada vaso foi adicionado 1 L de solução nutritiva por semana, e diariamente a solução percolada era coletada em frascos âmbar, completada para um litro com água e reposta nos vasos. A cada sete dias a solução nutritiva foi renovada, fazendo-se previamente uma lavagem do substrato. Toda água empregada no experimento era destilada e não continha traços de cálcio.

As vagens foram colhidas a partir do 45o dia da semeadura durante um período de 20 dias, com intervalos de 3 a 5 dias. Uma parte das vagens in natura foi acondicionada em sacos de polietileno os quais foram selados a vácuo e congelados a -18 °C para as análises de pectina solúvel e insolúvel.

2.3 - Processamento do Feijão-vagem

Amostras de 130 g de vagens cortadas em pedaços de 9 cm, foram branqueadas em água 76 °C por 4 minutos [18], seguido de resfriamento em banho de gelo e acondicionadas em latas de folhas de flandres de 9,0 x 7,1 cm com revestimento epoxifenólico. As latas foram completadas com 190 ml de salmoura (NaCl 1,5%) a 90 °C de forma a deixar um espaço livre de 2 mm. A esterilização procedeu-se por autoclavagem a 116 °C por 20 minutos, seguida de resfriamento em água corrente. O material autoclavado foi mantido à temperatura ambiente até a realização das análises.

2.4 - Determinação de Cálcio

Realizada por espectrofotometria de absorção atômica, conforme procedimento descrito por MIYASAWA, PAVAN & BLOCK [10].

2.5 - Determinação de Pectina Solúvel e Insolúvel

Partiu-se de uma única amostra para se determinar os dois grupos de pectina, 25 g de vagens congeladas foram trituradas em liquidificador com 125 ml de álcool etílico 95% por 90 segundos (vagens não processadas) e 60 segundos para as vagens enlatadas. Este homogenato foi transferido para erlenmeyer de 250 ml e agitado por 30 minutos em agitador orbital a 160 rpm. A seguir, esta suspensão foi filtrada em funil de Buchner contendo papel de filtro Whatman no 2 e lavado duas vezes com 50 ml de álcool etílico 80%. O resíduo foi transferido quantitativamente para um erlenmeyer de 250 ml com 100 ml de água destilada e agitado por mais 30 minutos. O volume final desta suspensão foi medido e novamente filtrado. Do filtrado foram tomadas alíquotas para determinação da fração hidrossolúvel da pectina.

A partir do resíduo, efetuou-se o procedimento para obtenção das pectinas insolúveis, conforme metodologia descrita por McCREAD & McCOMB [8], com algumas modificações. Adicionou-se 200ml de solução Versene (EDTA 0,5%) e o pH foi ajustado para 11,5 com NaOH 1 N. Após agitação de 30 minutos o pH desta solução foi acidificado para 5,0-5,5 com ácido acético 50%. Adicionou-se 0,1 g de pectinase (SIGMA N° 3.2.1.15) e após agitação por 1 hora em temperatura ambiente, o volume foi completado com água destilada para 250 ml. Este material foi filtrado com papel Whatman no 1. Do filtrado foram tomadas alíquotas para quantificação da pectina insolúvel.

Foi empregado o ensaio colorimétrico para a quantificação das substâncias pécticas, conforme o procedimento descrito por KINTNER & VAN BUREN [6] o qual emprega como reagente de cor meta-hidroxidifenil 0,15%. A quantidade de pectina total foi obtida pela somatória entre as frações solúvel e insolúvel.

2.6 - Determinação de Textura

A textura das vagens in natura e processadas foi determinada pelo uso do texturômetro Instron Universal, modelo 1000, com cela tipo "Kramer Shear" [5]. As amostras foram cortadas com 6,6 cm de comprimento, colocando-se sete a oito vagens na cela em sentido longitudinal às lâminas. As condições de operação do equipamento para as vagens in natura foram: transdutor de 5000 Newtons (N), fundo de escala ("range") de 50, velocidade do pistão 200 mm/min. No caso das vagens processadas as condições utilizadas foram: transdutor de 500 N, "range" de 20 e velocidade do pistão de 200 mm/min.

2.7 - Análise Estatística

O delineamento experimental aplicado foi o inteiramente casualizado, com cinco repetições de cada tratamento e dez vasos por repetição, totalizando duzentas unidades.

A análise estatística foi realizada aplicando-se o teste F na análise de variância para verificar o efeito dos tratamentos. Detectada a significância aplicou-se o teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade para a comparação das médias de tratamentos. Os dados que não se adequaram aos pressupostos da análise de variância foram transformados, utilizando-se a técnica de transformação sugerida por BOX, HUNTER & HUNTER [2]. Utilizou-se o programa SAS [15] para análise dos dados.

3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 - Cálcio

Os teores de cálcio determinados nas vagens da cultivar UEL 1 estão apresentados na Tabela 1.

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*Letras distintas na vertical indicam diferença significativa pelo teste de Tukey (P<0,05) com dados transformados.

 

A concentração de cálcio nas vagens apresentou diferença significativa ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey entre todos os tratamentos. A adição de 300 ppm de cálcio na solução nutritiva resultou numa concentração deste íon nas vagens 4 vezes superior em relação àquelas cultivadas com solução isenta de cálcio. Resultados similares foram obtidos para a variedade "Tendercrop" [22], porém o teor de 540 mg de cálcio nas vagens foi atingido com o emprego de 600ppm de cálcio na solução nutritiva, enquanto que neste trabalho a concentração de 520mg foi observada com a adição de 300 ppm de cálcio. Esta diferença pode ser devida à eficiência dos genótipos na absorção de cálcio [12].

3.2 - Substâncias pécticas

3.2.1 - Vagens in natura

Os valores médios quantificados para as substâncias pécticas das vagens in natura estão descritos na Tabela 2. Os teores de pectina total foram obtidos pela soma das frações solúvel e insolúvel.

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O teor de pectina solúvel das vagens in natura, como mostra a Tabela 2, não diferiu significativamente entre os tratamentos. A concentração de pectina insolúvel das vagens in natura (Tabela 2), apresentou diferença significativa entre a adição de 0 e 150 ppm de cálcio. O aumento no teor de pectina insolúvel nas vagens que receberam soluções nutritivas adicionadas de cálcio pode ser uma resposta à interação destes íons com compostos pécticos. A formação de sítios ligantes como o cálcio entre polímeros adjacentes de pectina torna o complexo insolúvel [3].

Pode-se observar, através dos dados da Tabela 2, um aumento no teor de pectina total das vagens in natura em resposta à aplicação de 150 ppm de cálcio a qual diferiu estatisticamente dos tratamentos com 0 e 75 ppm de cálcio na solução. As pectinas insolúveis foram as responsáveis por esta diferença, uma vez que a concentração da fração solúvel praticamente não variou entre os tratamentos. A investigação do efeito de doses crescentes de cálcio em tomate aplicadas a nível de campo, apresentou dados que mostraram um aumento na produção de pectina total como resposta ao incremento da concentração deste íon na adubação [7].

Na concentração de 150 ppm de cálcio, considerada normal para este mineral, o feijão-vagem cultivar UEL 1 apresentou valores de compostos pécticos bastante próximos aos 5% em base seca observados em feijões "string" [1].

3.2.2 - Vagens processadas

Os teores de substâncias pécticas das vagens processadas estão descritos na Tabela 3.

 

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As concentrações de pectina solúvel, insolúvel e total não foram diferentes estatisticamente entre os tratamentos, ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.

Embora a análise estatística não tenha mostrado diferença significativa entre os teores de pectina insolúvel e total, observa-se através da Tabela 3, que as quantidades foram maiores com a adição de cálcio à solução nutritiva, atingindo o valor mais elevado de 3,0 g ác. galacturônico/100 g de matéria seca na dose de 150 ppm. Talvez um maior número de repetições de cada tratamento reduzisse a interferência dos fatores não controlados, aumentando o poder do teste de comparação de médias em detectar diferenças que realmente existiram. A complexação dos íons cálcio com as cadeias pécticas, formando pectato de cálcio [3], pode ter contribuído para reduzir a solubilização dos poliuronídeos após o tratamento térmico [21].

O processo de enlatamento ocasionou uma solubilização das substâncias pécticas conforme pode se verificar pela Figura 1. Comparando-se dados das Tabelas 2 e 3, verifica-se que houve um aumento em torno de 10 vezes no teor médio de pectina solúvel, ocorrendo uma variação média de 0,160 para 1,505 g de ácido galacturônico/100 g de matéria seca. A solubilização das pectinas durante o cozimento tem sido demonstrada em diversos trabalhos e atribuída principalmente à reação de b eliminação envolvendo os poliuronídeos [19, 20].

 

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FIGURA 1. Teores de substâncias pécticas em vagens in natura e enlatadas cultivadas com níveis crescentes de cálcio aplicados em solução nutritiva.

 

3.3 - Textura

Os dados referentes às determinações de textura das vagens in natura e processadas estão expressas em Newton (N)/g em base seca e discriminados na Tabela 4.

 

18n2a12t4.GIF (10749 bytes)

 

Na Tabela 4 observa-se que, de modo geral, os valores de textura das vagens in natura e processadas apresentaram uma tendência de aumento em paralelo à maior concentração de cálcio aplicada durante o cultivo. A maior disponibilidade de cálcio nas vagens cultivadas com doses crescentes deste íon (Tabela 1), pode ter sido responsável pela presença dos teores mais elevados de pectina insolúvel nestes tratamentos, conforme demonstram as Tabela 2 e 3, devido à formação de complexos, resultando na maior firmeza das vagens.

O teste de comparação de médias demonstrou uma diferença significativa entre a textura das vagens in natura cultivadas na ausência de cálcio e àquelas que receberam soluções nutritivas que continham 75, 150 ou 300 ppm.

Estatisticamente a textura das vagens processadas diferiu no tratamento 0 em relação às doses 150 e 300 ppm, enquanto que o tratamento 75 diferiu da aplicação de 300 ppm de cálcio. Efeitos maiores do cálcio sobre a textura de vegetais cozidos em relação aos frescos foram observados por STERLING [16].

Com a aplicação de calor no processamento as vagens tiveram uma grande perda de firmeza como mostra a Tabela 4, reduzindo em média 97% a força necessária para o cisalhamento. Comparando-se os dados das Tabelas 2 e 3, observa-se que não ocorreram perdas razoáveis de pectina total com o processamento, no entanto, houve uma solubilização das pectinas, o que pode ser visualizado através da Figura 1. Esta redução no teor de pectinas insolúveis aliada à absorção de água pelas vagens as quais tiveram sua umidade elevada em média de 90 para 94% após o enlatamento (dados não apresentados), pode ter aumentado a hidratação dos componentes da parede celular durante o cozimento, contribuindo para o enfraquecimento da interconexão das moléculas de pectina [16].

Estudos envolvendo a aplicação exógena de cálcio em maçã sugeriram que este íon atuaria não só na parede celular, mas também sobre a membrana citoplasmática [14]. Segundo estes autores a habilidade do cálcio em formar ligações cruzadas com os polímeros pécticos da parede celular, tornou-se o fator predominante sobre o amaciamento quando os níveis deste cátion foram substancialmente aumentados. Um grande número destas ligações poderiam facilitar o alojamento dos polímeros pécticos na lamela média, o que além de aumentar a força mecânica, restringiria o acesso de exoenzimas hidrolíticas, principalmente glicosidases. A redução na síntese e/ou atividade de glicosidases devido a altos níveis de cálcio na membrana celular, além do menor acesso ao substrato, poderiam prevenir a liberação de poliuronídeos da lamela média, através da manutenção da estrutura hemicelulósica e das ligações covalentes das pectinas na parede celular primária. A manutenção da integridade da lamela média e suas ligações covalentes seriam os fatores determinantes na firmeza dos frutos.

 

4 — CONCLUSÕES

O aumento na concentração de cálcio aplicada via solução nutritiva resultou em maior acúmulo deste íon nas vagens da cultivar UEL 1. O teor de pectina insolúvel apresentou valores maiores com a adição de cálcio à solução de cultivo, fato esse que pode ter contribuído com a tendência de maior firmeza das vagens in natura e processada nestes tratamentos.

 

5 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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[21] VAN BUREN, J.P. Snap bean texture softening and pectin solubilization caused by the presence of salt during cooking. Journal of Food Science, Chicago, v. 51, n. 1, p. 131-134, 1986.

[22] VAN BUREN, J.P.; PECK, N.H. Effect of calcium level in nutrient solution on quality of snap bean pods. Proceedings American Society Horticultural Science, Alexandria, v. 82, p. 316, 1963.

 

6 — AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o apoio do curso de Mestrado do Dep. Tecnologia de Alimentos e Medicamentos/UEL, ao CNPq pela bolsa de mestrado concedida (processo no 133550/93 — 1) e aos recursos liberados (processo no 400059/95.9), ao Dr. José Alfredo Areas pelo uso do equipamento INSTRON UNIVERSAL da Faculdade de Ciências Farmacêuticas/USP e à Profa. Tiemi Matsuo (Dep. Matemática Aplicada/UEL) pela colaboração nas análises estatísticas.

 

1 Recebido para publicação em 19/02/97. Aceito para publicação em 25/06/98.

2 Faculdade de Agronomia e Veterinária, Dep. Zootecnia e Extensão Rural/UFMT, 78060-900, Cuiabá, MT, Brasil.

3 Dep. Tecnologia de Alimentos e Medicamentos/UEL, C.P. 6001, 86051-970, Londrina, PR, Brasil.

* A quem a correspondência deve ser enviada

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