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Food Science and Technology (Campinas)

On-line version ISSN 1678-457X

Ciênc. Tecnol. Aliment. vol.20 no.3 Campinas Sept./Dec. 2000

http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612000000300022 

POTENCIAL TECNOLÓGICO DO GALACTOMANANO DE SEMENTES DE FAVEIRO (Dimorphandra mollis) PARA USO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1

 

Valéria Regina PANEGASSI 2,3,*, Gil Eduardo SERRA 3 e Marcos Silveira BUCKERIDGE 2

 

 


RESUMO

A utilização de gomas de sementes tem trazido muitos benefícios à indústria de alimentos, melhorando as propriedades dos produtos, principalmente pelo seu poder espessante, estabilizante e geleificante. Gomas obtidas a partir do endosperma de sementes de leguminosas são compostas por manose e galactose (galactomanano). A partir da trituração e posterior peneiramento das sementes de faveiro (Dimorphandra mollis), espécie brasileira que ocorre com alta freqüência nos cerrados e caatinga, foi obtido um extrato rico em galactomanano (83,2%) com proporção manose:galactose 2,7. Esses parâmetros são comparáveis aos obtidos para os galactomananos de uso consagrado em formulações de alimentos, tais como a goma guar com 78-82% de rendimento e razão manose galactose igual a 2 e a goma locusta com 88% de rendimento e razão manose:galactose igual a 4. Ensaios biológicos demonstraram que a goma do faveiro é considerada praticamente atóxica. Esses resultados sugerem que a goma de Dimorphandra mollis apresenta potencial para ser utilizada em formulações de alimentos. Além disso, como é espécie já utilizada para a extração de rutina e também espécie de larga ocorrência em ecossistemas de grande importância tais como o Cerrado e a Caatinga, sua exploração poderia ser feita de forma ecologicamente sustentável.

Palavras-chave: polissacarídeo; galactomanano; goma; faveiro; Dimorphandra; sementes.


SUMMARY

SEEDS OF FAVEIRO (Dimorphandra mollis) AS A POTENTIAL SOURCE OF GALACTOMANNAN FOR THE FOOD INDUSTRY. The use of seed gums has brought a lot of benefits to the food industry, improving their properties primarily for their ability of thickening, stabilising and gelling. The gums obtained from the endosperm of legume seeds are composed of mannose and galactose in different proportions. Using a procedure of grinding and milling, an extract rich in galactomannan (83.2%), with a mannose:galactose ratio of 2.7, was obtained from faveiro (Dimorphandra mollis), which is a Brazilian species native to the savannah and caatinga environments. The yield and composition obtained were comparable to the commercially exploited gums of guar (yield=78-82% and ratio=2) and carob (yield=88% and ratio=4). Biological assays showed that the gum from faveiro is practically atoxic. These results suggest that the gum from Dimorphandra mollis has a potential for industrial applications in the food industry. As this species is already used in Brazil for extraction of phenolic compounds and as it is of large occurrence in the savannah and caatinga ecosystems, its exploitation might be performed in a sustainable fashion with low environmental impact.

Keywords: polysaccharide, galactomannan, gum, faveiro, Dimorphandra, seeds.


 

 

1 - INTRODUÇÃO

Galactomananos são polissacarídeos de reserva característicos de sementes pertencentes à família Leguminosae que possuem endosperma e são classificados como gomas originárias de sementes. São solúveis em água e formam dispersões viscosas e estáveis [19]. São constituídos por manose, que formam uma cadeia principal de manano com ligações b-1,4, ramificada com resíduos de galactose ligadas à cadeia principal com ligações a-1,6.

Os galactomananos estão presentes em sementes de diversas espécies em todo mundo [4, 6, 8], mas suas principais fontes comerciais são a goma guar, goma caroba ou locusta e goma tara [20].

Comumente, as gomas mais utilizadas na indústria são polissacarídeos ou misturas destes. A demanda por gomas hidrossolúveis aumentou com o aumento da população e com a necessidade de haver produtos alimentícios de rápido e fácil preparo [20].

As gomas aqui citadas são compostas por galactomanano com razão manose:galactose variável. A goma guar possui razão 2:1, enquanto a goma tara 3:1, e a caroba ou locusta 4:1. Esta característica pode interferir em algumas de suas propriedades físicas [20]. A razão manose:galactose pode variar, numa mesma goma, de acordo com o tipo de extração e análise do polímero.

A goma guar é obtida a partir de sementes de Cyamopsis tetragonolobus, cuja casca representa 14-17%, o endosperma 35-42%, e o embrião 43-47% do peso seco da semente. O endosperma separado das outras partes das sementes através de processos mecânicos é a goma comercializada [23].

A goma locusta é obtida a partir de sementes de Ceratonia siliqua, esta semente apresenta em peso 30-33% de casca, 42-46% de endosperma e 23-25% de embrião [9].

O endosperma de sementes de locusta é praticamente composto por galactomanano puro, e é separado das sementes através de um processo que engloba a retirada da casca através de um tratamento drástico com ácidos minerais, seguido de lavagem e secagem em estufas. Em seguida as sementes sem casca são trituradas e o embrião é separado do endosperma através da moagem e peneiramento do material [24].

A goma tara é nativa do Peru e suas sementes são similares à locusta, mas seu endosperma representa apenas 20% do peso seco da semente [20]. O mesmo autor afirma que o galactomanano puro só é obtido a partir de sua dispersão em água seguida de precipitação em etanol, mas essa purificação é cara e só é viável em pequena escala.

As gomas aqui citadas, e também conhecidas como galactomananos, são consideradas importantes aditivos alimentares em decorrência de suas propriedades. A capacidade de se ligar à água, o alto poder espessante, a estabilidade das soluções e a capacidade de interagir com outros polímeros para formar gel são os principais motivos pelos quais os galactomananos são usados na indústria de alimentos [20].

Os galactomananos também modificam o comportamento da água nos alimentos, diminuem a fricção entre os componentes auxiliando no processamento e palatabilidade, propiciam o controle da cristalização de soluções saturadas de açúcar e impedem a formação de cristais de gelo em sorvetes [15].

Muitas espécies de leguminosas brasileiras apresentam galactomanano em maior ou menor quantidade em seu endosperma. Muitos destes polissacarídeos são fontes de estudos, seja do ponto de vista biológico ou comercial.

Dimorphandra mollis é uma espécie nativa brasileira pertencente à Família Leguminosae e é popularmente conhecida como faveira, barbatimão-de-folha-miúda, barbatimão-falso, canafístula, faveiro ou fava d’anta e possui porte arbóreo, podendo atingir entre 8-14m de altura [18].

O fruto de Dimorphandra mollis apresenta alto rendimento de rutina; 100g de pericarpo rende 8g de rutina. A verificação da ocorrência de grande quantidade de rutina e a sua fácil extração é de considerável interesse. A rutina tem importância terapêutica em virtude de determinar a normalização da resistência e permeabilidade das paredes dos vasos capilares [22].

Por ser uma espécie já explorada do ponto de vista comercial na produção de rutina a partir das favas da planta, a produção de goma a partir de suas sementes poderia propiciar um melhor aproveitamento da matéria prima, uma vez que atualmente as sementes são descartadas, podendo ser consideradas produtos secundários.

A obtenção de sementes pode ser feita através de extrativismo, pois Dimorphandra mollis é uma espécie importante em cerrados e caatingas brasileiras e no momento são consideradas como subproduto da produção de rutina, mas não são aproveitadas.

Dimorphandra mollis Benth. foi escolhida para a realização deste trabalho por apresentar alto teor de galactomanano (acima de 40% do peso seco da semente) [5] e produzir grandes quantidades de sementes. Sua árvore adapta-se bem a terrenos secos e pobres e é ótima para o plantio em áreas degradadas [18].

Nesse contexto, a contribuição com dados para a extração e caracterização química do polissacarídeo das sementes pode contribuir para o aproveitamento integral dos frutos.

 

2- MATERIAL E MÉTODOS

2.1- Material

As sementes de Dimorphandra mollis foram provenientes da caatinga da Parnaíba (Piauí), fornecidas pela PVP S/A. Também foram processadas sementes oriundas do cerrado (Mogi-Guaçú, SP), para efeito de comparação, nas determinações de peso da semente, teor de casca, endosperma, embrião e galactomanano.

Os ensaios de remoção da casca, de moagem e peneiramento foram realizados com as sementes fornecidas pela PVP S/A. As frações obtidas após o peneiramento foram utilizadas nos experimentos de otimização de extração do galactomanano, de composição centesimal e de determinação da razão manose:galactose.

A fração retida na peneira com 420mm de abertura, proveniente de sementes sem casca, foi utilizada para os experimentos de toxicidade aguda, composição monossacarídica e análise da atividade enzimática. Foi convencionado denominar como galactomanano de D. mollis a fração de sementes sem casca retida na peneira de 420mm.

2.2- Caracterização das sementes

Quatro lotes de 10 sementes de Dimorphandra mollis da caatinga e do cerrado foram dissecadas (separação da casca, endosperma e embrião) e suas partes foram secas em estufa a 60°C até peso constante. Foi determinada a massa de cada uma das partes secas das sementes e o teor de galactomanano das sementes com casca.

2.3- Preparo do material: ensaios de remoção da casca

A fim de obter extratos com baixos teores de impurezas e pigmentos, primeiramente foram feitos testes de retirada da casca das sementes. Para os testes de retirada da casca e obtenção de galactomanano foram utilizadas sementes de Dimorphandra mollis secas em estufa a 60°C.

Os ensaios para avaliação de tratamentos de remoção da casca foram realizados com lotes de 100g de sementes, com três repetições, sendo testada solução de hidróxido de sódio 5% (150ml de solução para 50g de sementes). Esses testes foram realizados por imersão das sementes durante 5, 10, 20 e 30 minutos a 100°C. Após a retirada das sementes do banho com NaOH 5%, as sementes foram colocadas num recipiente com agitação leve e água corrente (temperatura ambiente) por um período de cerca de 1 minuto, para remoção dos pedaços da casca e resíduos de hidróxido de sódio. A seguir as sementes foram secas em estufa a 60°C, pesadas e determinado o peso da casca removida e a remoção (%) da casca. O material obtido, embora em sua maior parte contendo ainda o halo elíptico da casca, foi denominado de semente sem casca.

2.4- Fracionamento das sementes: moagem, peneiramento e extração de galactomanano em sementes

2.4.1- Sementes sem casca

Após a remoção da casca em NaOH 5% a 100°C durante 20 minutos e lavagem em água, as sementes sem casca e secas a 60°C foram submetidas a moagem em moinho de bola (Microtriturador TECNAL- Modelo TE350) durante 3 minutos. Em testes preliminares foi avaliada a carga de 30g de sementes que permitiu o fracionamento ideal. O material triturado foi separado por peneiras com 420, 300, 250, 177, 125 e 74µm de abertura. Para cada uma das frações obtidas foi realizada a extração do galactomanano e determinado o seu peso.

2.4.2- Sementes com casca

Sementes inteiras de D. mollis, secas em estufa a 60°C, foram submetidas a moagem em moinho de bola (Microtriturador TECNAL- Modelo TE350) durante 3 minutos. O material triturado foi separado por peneiras com 420, 300, 250, 177, 125 e 74µm de abertura. Para cada uma das frações obtidas foi determinado o peso do material retido nas diferentes peneiras e realizada a extração de galactomanano.

2.4.3 - Extração aquosa para a determinação do teor de galactomanano

Para a determinação do teor de galactomanano, cada uma das frações obtidas no peneiramento foi submetida à extração aquosa. Essa extração é o método clássico comumente utilizado para extração de galactomananos de sementes [1]. A fração bruta foi dispersa em água na concentração de 1%. A dispersão foi aquecida a 60°C durante 6h com agitação constante. O extrato aquoso foi filtrado em tecido, a vácuo, e o material remanescente foi lavado várias vezes com água destilada até que fosse observada a ausência de goma na fração retida no tecido de filtragem. Ao filtrado foi adicionado etanol 96°GL na proporção de 3 volumes de etanol: 1 volume de extrato, e deixado em repouso a 5°C, por uma noite, para completa precipitação do galactomanano. O polissacarídeo foi separado por nova filtração em tecido, a vácuo, disperso em água destilada à temperatura ambiente e liofilizado. A pesagem do galactomanano liofilizado permite calcular o seu teor na fração.

2.5- Otimização da extração aquosa do galactomanano

Devido à dificuldade observada na filtração da solução do galactomanano, foi delineado um ensaio com uma menor concentração do mesmo, dispersando 0,5 e 1% das frações brutas. O tratamento selecionado para continuidade dos ensaios foi a dispersão do material a 0,5% (p/v) em água a 60°C durante 6h com agitação constante.

Os extratos aquosos do polissacarídeo a 0,5% (p/v) foram submetidos à precipitação com etanol 96° GL nas proporções de 3 volumes de etanol para 1 volume de extrato [1]. Outras amostras oriundas dos extratos aquosos do polissacarídeo a 0,5% (p/v) foram precipitados com etanol 96° GL na proporção de 5:1 (v:v). O tratamento selecionado para continuidade dos testes de quantificação do galactomanano foi a precipitação com etanol 96° GL na proporção de 5:1 (v:v).

2.6- Composição centesimal da semente e suas frações

Os diversos materiais representados por sementes com cascas, sementes sem casca e frações de ambas, foram avaliados quanto ao seu rendimento, composição centesimal aproximada (% galactomanano, proteínas, lipídios, cinzas e fibra bruta). Os ensaios foram conduzidos em triplicata, com sementes sem casca, com casca e frações peneiradas das mesmas. As frações peneiradas foram obtidas de acordo com o item 2.4 e, portanto, os tratamentos avaliados foram:

fração SC - material proveniente de sementes trituradas após a retirada da casca com solução de hidróxido de sódio 5%
fração SC-420 - material proveniente de sementes trituradas sem casca (solução de hidróxido de sódio 5%) e retido na peneira com 420mm de abertura
fração SC-300 - material proveniente de sementes trituradas sem casca (solução de hidróxido de sódio 5%) e retido na peneira com 300mm de abertura
fração SC-250 - material proveniente de sementes trituradas sem casca (solução de hidróxido de sódio 5%) e retido na peneira com 250mm de abertura
fração SC-177 - material proveniente de sementes trituradas sem casca (solução de hidróxido de sódio 5%) e retido na peneira com 177mm de abertura
fração SC-125 - material proveniente de sementes trituradas sem casca (solução de hidróxido de sódio 5%) e retido na peneira com 125mm de abertura
fração SC-74 - material proveniente de sementes trituradas sem casca (solução de hidróxido de sódio 5%) e retido na peneira com 74mm de abertura
fração CC - material proveniente de sementes trituradas com casca
fração CC-420 - material proveniente de sementes trituradas com casca, triturado e retido na peneira com 420mm de abertura

2.6.1 - Galactomanano

Foram feitas extrações aquosas do polissacarídeo na concentração de 0,5% (p/v) a 60°C durante 6h com agitação constante e com a utilização de um condensador. O extrato aquoso foi precipitado em 5 volumes de etanol, e, posteriormente colocado em câmara fria (5°C) durante uma noite. O material precipitado foi filtrado a vácuo e o filtrado recuperado em água destilada e posteriormente liofilizado até completa secagem. O material seco foi pesado para a determinação do rendimento de galactomanano nas frações.

2.6.2 - Proteínas

Foram feitas dosagens de proteínas a partir da determinação de nitrogênio pelo método de micro-Kjeldahl utilizando o valor de correção de 6,25. [16].

2.6.3 - Lipídios

Para a determinação do teor de lipídios, 2g de amostra foram colocados em cartuchos de papel Whatman com 80mm de comprimento e 33mm de diâmetro interno. A extração se procedeu em aparelho de soxhlet durante 5h utilizando éter de petróleo e a quantidade de lipídios foi determinada gravimetricamente [3].

Para a determinação de lipídios foram utilizadas as seguintes amostras: a) SC-420, b) CC-420, c) CC e d) SC.

2.6.4 - Cinzas

Foram colocados 2g de cada amostra em cadinhos de porcelana previamente tarados. Cada cadinho foi submetido a uma incineração preliminar e parcial em bico de Bunsen e em seguida colocado na mufla a 540°C durante 4h. Após o tratamento os cadinhos foram pesados e o teor de cinzas foi determinado gravimetricamente [2].

2.6.5 - Fibra Bruta

Para a dosagem de fibra bruta, 1g de amostra foi colocado em balão de fundo chato com a adição de 100ml de detergente ácido (20g de hexacetil-trimetil brometo de amônia em 1 litro de ácido sulfúrico 1N). Os balões foram colocados em placas aquecedoras até ebulição, permanecendo nestas condições durante 1h. Após a digestão as amostras foram filtradas a vácuo em filtro de Gooch previamente tarado, com lavagem com água quente (90°C) para retirada de todo detergente ácido (quando não é mais observada a formação de espuma). Finalmente as amostras foram lavadas com acetona até remover toda a cor. O filtro contendo fibras foi seco em estufa a 100°C durante 3h, e pesado para determinação de fibras [2].

2.7- Razão manose:galactose do galactomanano

Para a determinação da razão manose:galactose dos extratos aquosos, os mesmos foram submetidos à hidrólise com ácido sulfúrico [21] e posteriormente foram analisados em HPLC.

Para a hidrólise, 5mg de galactomanano, obtidos por extração aquosa e liofilização, foram acrescidos de 0,1ml de ácido sulfúrico 72% e colocados durante 45min em banho-maria a 30°C até o pó estar totalmente disperso no ácido. A seguir 1,7ml de água destilada foi adicionada, procedendo-se à hidrólise do material durante 1h em autoclave a 120°C. Após a hidrólise, foram adicionados à solução 3,2ml de água destilada. O material hidrolisado foi neutralizado com Carbonato de Bário P.A. (Sigma). Cada uma das amostras foi centrifugada durante 3 minutos a 705 x g para separar o excesso de sais. A seguir as amostras foram passadas em colunas de troca iônica (Dowex – Sigma), eluídas em 5 volumes de água deionizada e posteriormente concentradas.

As amostras de galactomanano previamente hidrolisadas com ácido sulfúrico [21] foram analisadas por HPLC utilizando coluna Bio-Rad HPX-87P a 84°C e detetor IR. Foram hidrolizados os polissacarídeos liofilizados obtidos a partir do material triturado e retido nas diferentes peneiras após tratamento com NaOH 5%. Foi determinada a razão manose:galactose dos galactomananos obtidos a partir da extração aquosa proveniente dos seguintes tratamentos: a) SC-420, SC-300, SC-250, SC-177, SC-125 e SC-74, b) CC-420, c) CC, d) SC. Para obtenção de um parâmetro comparativo foi analisada a razão manose:galactose da goma guar comercial.

2.8- Ensaios de avaliação de toxicidade aguda

Para ensaios de toxicidade aguda foi selecionada a fração SC-420. Os ensaios por via oral foram realizados com 10 camundongos em jejum há 12h até atingir a dosagem de 5g por kg de animal (dosagem única), que foi administrada fornecendo 1g/kg em intervalos de 1 hora. O material foi administrado após ter sido disperso em água. Foram utilizados 3 animais para o grupo controle. Os testes foram realizados com a colaboração da área de Ensaios Biológicos do Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas (CPQBA/UNICAMP).

 

3- RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1- Caracterização das sementes

Podemos observar na Tabela 1 que as diferentes estruturas das sementes da caatinga nordestina e do cerrado paulista apresentam massas similares e seus endospermas possuem teor de galactomanano próximos entre si. A massa do endosperma das sementes de D. mollis representa cerca de 64,9% do peso seco da semente do cerrado, e 66,6% do peso das sementes da caatinga. Esses resultados indicam que a massa do endosperma de sementes D. mollis é bem maior que a massa do endosperma das sementes de onde se obtém guar (35-42%) e locusta (42-46%) [9,23].

 

 

O peso do embrião na semente de D. mollis representa 21,2% do peso seco das sementes do cerrado, e 18,4% das da caatinga (Tabela 1) e é menor que o citado pela literatura [9,23] para as sementes de guar e locusta, 43-47% e 25-30%, respectivamente.

Estes resultados podem indicar que o rendimento de galactomanano obtido a partir do processamento de sementes de D. mollis pode ser maior que o das gomas já conhecidas.

3.2- Ensaio de remoção da casca

Os ensaios de remoção da casca das sementes foram realizados com sementes da caatinga nordestina devido à sua facilidade de obtenção.

Como testes preliminares, foram realizados imersões das sementes em ácido sulfúrico concentrado, em água destilada e em hidróxido de sódio 2%, separadamente, obtendo como resultado apenas a destruição das sementes, no caso do uso do ácido. Ao ser utilizada unicamente água destilada, foi observada apenas a embebição das sementes e o tempo requerido para a retirada da casca era muito longo e ineficaz. O uso do hidróxido de sódio 2% provocou a remoção de pequenas partes da casca das sementes.

Segundo dados de literatura [24], usa-se um tratamento drástico com ácido para a remoção da casca de sementes de locusta durante o processamento da goma e, após a remoção da casca, as sementes são lavadas em água corrente, e posteriormente secas para dar continuidade ao processamento.

A Tabela 2 mostra que o tratamento com solução de hidróxido de sódio 5% durante 5 minutos provocou a remoção de 6,0% de casca. Este valor sofre um acréscimo quando o tratamento é feito durante 10min (8,5%). Quando a semente é tratada com o mesmo álcali durante 20min, a remoção da casca atingiu maior eficiência. Com este tratamento pudemos observar que em 20 minutos a semente perde cerca de 14,5% do peso seco, mas através de avaliação visual foi observado que apenas 53,5% das sementes perdem completamente a casca. Na avaliação visual foi observado que um halo da casca permanece ao redor da semente, mesmo após o prolongado tratamento da semente com álcali.

 

 

Quando o banho atingiu 30 minutos foi observado que as sementes deixam de perder casca e começam a intumescer e escurecer, indicando que o endosperma está absorvendo a solução usada no tratamento. A absorção do NaOH pela semente poderia alterar as propriedades físico-químicas do produto final e torná-lo inadequado para a aplicação em alimentos. Juntamente com a embebição pode ocorrer a extração do galactomanano pelo álcali, prejudicando significativamente o seu rendimento.

3.3- Fracionamento das sementes: moagem, peneiramento e teor de galactomanano em sementes

3.3.1- Sementes sem Casca (remoção com NaOH)

Na Figura 1 podemos observar que ao triturar 30g de sementes de D. mollis com casca removida em solução de hidróxido de sódio 5% a 100°C durante 20min, houve uma retenção de 76,4% do material na peneira com 420µm de abertura. O restante do material foi distribuído entre as demais peneiras, de forma homogênea, porém, em baixas quantidades, pois não atingiu 10% de peso seco de amostra em nenhuma das demais peneiras. Também foi observado que o material particulado era maior que 74mm, pois não foi observado material residual.

 

 

A fração 420µm de sementes trituradas mostraram um teor de 71,8% de galactomanano (Figura 2), indicando que nessa fração se concentra o material com maior quantidade de endosperma e mais rico no galactomanano. As demais frações apresentam teores de galactomanano inferiores a 10% do peso seco da amostra. Na mesma Figura podemos observar que o material retido na peneira com 74mm de abertura não foi detectada a presença de galactomanano através do método utilizado neste trabalho.

 

 

Estes resultados indicam que o endosperma das sementes de D. mollis é mais duro que as outras partes das sementes, pois a fração mais resistente ao impacto da bola do moinho foi a retida na peneira com maior abertura, onde o teor de galactomanano é maior. Nas demais frações também aparece o galactomanano, porém em quantidades bem inferiores à da fração 420mm, indicando a presença de pequena quantidade de endosperma e maior quantidade de embrião e casca das sementes.

De acordo com dados da literatura [7], após o processamento das gomas comerciais, são obtidos galactomananos com diferentes graus de pureza devido à presença de distintas quantidades de casca e embrião. Segundo o mesmo autor as amostras obtidas são avaliadas de acordo com a cor, tamanho das partículas, viscosidade e grau de hidratação.

Desta forma, a quantificação de galactomanano em cada uma das frações é importante para avaliarmos a quantidade de endosperma encontrado em cada uma das frações. Esta análise nos dá idéia do grau de pureza de cada amostra. A goma guar apresenta, em peso seco, cerca de 78-82% de galactomanano [15], e a goma locusta e tara, possuem 88 e 82,24% do mesmo polissacarídeo, respectivamente [11, 14]. O restante do material é geralmente composto por proteínas, fibras, cinzas, açúcares solúveis em etanol e lipídios, além de apresentarem pequenas quantidades de metais pesados como o chumbo em níveis toleráveis [15].

3.3.2- Sementes com casca

Na Figura 3 podemos observar os resultados obtidos a partir do ensaio de peneiramento de sementes com casca e uma amostra controle com total remoção manual da casca. Nesta mesma figura, pode-se observar que a ausência total de casca provocou uma maior dispersão do material retido nas diferentes peneiras, havendo maior retenção do material na peneira com 177mm de abertura (35% de retenção). Na peneira com 300mm de abertura houve 21,5% de retenção de material triturado e, nas demais peneiras a retenção variou entre 18 e 4%.

 

 

Ainda na Figura 3 podemos observar que a presença da casca nas sementes provocou a separação de uma fração com 70,0% em peso na peneira de 420µm de abertura. Nas demais peneiras com aberturas variando entre 300 e 74mm, não houve uma retenção de grande quantidade de amostra em qualquer fração, em termos percentuais, com valores inferiores a 10% do peso seco nas diversas peneiras.

O resultado obtido para separação das frações moídas, nas sementes com remoção manual completa da casca, bastante diverso das sementes com casca e das tratadas com solução de hidróxido de sódio 5% (Figura 3), é atribuído à embebição com água que causa intumescimento das sementes com alteração de suas características físicas.

Nesse mesmo ensaio, na análise do teor de galactomanano das frações com ausência total de casca, foi observado um rendimento de polissacarídeo de 58,5% na peneira com 420µm de abertura. Esse valor manteve-se relativamente estável na amostra retida na peneira com 300mm de abertura (53,7%), e foi descendente até atingir 18% na peneira com 74µm de abertura. No material denominado resíduo não foi detectada a presença de galactomanano (Figura 4).

 

 

Nas sementes com casca o material retido na peneira com 420µm de abertura mostrou um teor médio de 71,8% em galactomanano; as demais frações apresentaram valores decrescentes, de 17,7 a 0% (Figura 4). Desta forma podemos verificar que, nas sementes com casca, o endosperma das sementes trituradas concentrou-se na peneira com 420µm de abertura, e nas demais frações o endosperma deve estar em pequena concentração, mas nas sementes trituradas com total ausência de casca, o endosperma parece ter sido distribuído de forma mais homogênea entre as diferentes peneiras.

3.4- Otimização da extração aquosa do galactomanano

Para avaliar o teor de galactomanano em cada fração, o polissacarídeo foi submetido a uma extração aquosa e a otimização desse procedimento contemplou dois fatores: a concentração do galactomanano na solução aquosa e a quantidade de etanol para sua precipitação. Em soluções com 1% de sementes trituradas foi observada a retenção de polissacarídeo no filtro, devido à viscosidade do material disperso em água; assim o uso de soluções com 0,5% de sementes trituradas permitiu uma melhor filtrabilidade e obtenção de rendimentos mais confiáveis.

A Figura 5 mostra os resultados obtidos e vê-se que com soluções da amostra triturada a 0,5% em água e o uso de maior quantidade de etanol (5:1) durante a precipitação, houve maior recuperação do galactomanano. A porcentagem de galactomanano foi de 72, 75 e 83,2% para os tratamentos 1, 2 e 3, respectivamente.

 

 

Quando foi utilizado menor volume de etanol na precipitação (3:1) (v:v), após a filtragem da amostra, foi observado que o etanol ainda permanecia muito turvo. Com a utilização de 5 volumes de etanol durante a precipitação do polissacarídeo foi observado que o etanol remanescente permaneceu menos turvo quando comparado com o seu uso em menor quantidade. Desta forma podemos sugerir que a quantificação do galactomanano feito a partir da amostra solubilizada em água a 0,5% com posterior recuperação em etanol (5:1) (v:v) talvez seja mais confiável para a quantificação dos polissacarídeos nas diferentes frações.

O processo utilizado neste trabalho para obtenção de galactomanano de D. mollis mostrou ser eficaz para quantidades pequenas de material. A produção em grande escala precisaria ser testada com equipamentos adequados e com efeitos similares aos usados em laboratório.

3.5- Composição centesimal da semente e suas frações

3.5.1- Galactomanano

Podemos observar na Tabela 3 que o teor de galactomanano na semente inteira com casca triturada é de cerca de 57,0%, e na amostra com retirada da casca com solução de hidróxido de sódio 5% é de cerca de 58,8%. Não foi observada diferença significativa entre esses teores de galactomanano obtidos a partir das sementes inteiras, com casca ou sem casca.

 

 

Ainda na Tabela 3 podemos observar que o teor de galactomanano é maior na amostra SC-420 (83,2%). A mesma fração (420mm) com casca chega a apresentar cerca de 71,5% de galactomanano. Portanto, o peneiramento da semente triturada permite a separação de uma fração rica no endosperma da semente de D. mollis, uma vez que os teores de galactomanano nas amostras SC-420 e CC420 é bem maior do que os observados nas amostras SC e CC. No caso da amostra CC-420 a presença da casca pode ter influenciado a trituração e tamanho das partículas produzidas, proporcionando uma separação diferencial que mostra aquela fração com menor teor de galactomanano para a semente com casca.

Segundo dados de literatura [23], o teor de galactomanano na goma guar processada é de 78-82%. Isso indica que os resultados obtidos na fração SC-420 estão próximos do observado para outras gomas comerciais.

3.5.2- Proteínas

Através da análise dos dados apresentados na Tabela 3 podemos observar que a amostra SC-420 apresenta cerca de 8,3% de proteínas. Este valor representa cerca de 50% da quantidade de proteínas presentes nas amostras SC (15,8%) e CC (16,8%), indicando que houve purificação parcial da amostra durante o tratamento utilizado. O teor de proteínas na goma guar é de 5 a 6% do peso seco da goma processada [23] e para a goma locusta um teor de 3-4% de proteínas [10].

3.5.3- Cinzas

Os resultados mostram que os teores de cinzas das amostras foram estatisticamente iguais (Tabela 3), variando entre 1,9 e 2,6%. Segundo dados de literatura, o teor de cinzas da goma guar e locusta varia entre 0,5 e 0,8%, e entre 1 e 4%, respectivamente [10, 23].

3.5.4- Fibra Bruta

A análise do teor de fibra bruta apresentou diferença estatisticamente significativa entre os materiais provenientes de diferentes tratamentos. A amostra SC-420 foi a que apresentou menor quantidade de fibras solúveis (9,0%). Nas amostras com casca, CC-420 e CC, encontramos 12,2 e 13,2%, respectivamente. Estes valores foram maiores em relação aos das amostras sem casca (Tabela 3). A presença de casca mostrou pouca influência no teor de fibras, quando se compara os resultados das amostras SC e CC.

Segundo alguns autores [23], a goma guar possui cerca de 2,5% de fibras, sendo este valor próximo do que é citado [10] para a goma locusta (1,5-2,0%). De acordo com estes dados podemos verificar que as sementes de D. mollis , mesmo após os tratamentos utilizados neste trabalho, apresentam grande quantidade de fibra bruta.

3.5.5- Lipídios

De acordo com os resultados da Tabela 3, nas amostras SC-420 e CC-420 não foram detectados lipídios. Nas amostras SC e CC, os teores de lipídios observado foram 6,5 e 7,0, respectivamente. Não foi observada diferença estatisticamente significativa entre esses valores. Os resultados indicam que os lipídios das sementes de D. mollis devem se encontrar no embrião da mesma, sendo que no endosperma a quantidade deve ser mínima ou nula.

3.6- Razão manose:galactose do galactomanano

Na Tabela 4 podemos observar que a amostra SC-420 possui razão manose:galactose igual a 2,7, e as demais amostras apresentam razão M/G entre 2,2 e 2,4. A variação no resultado observado na amostra SC-420 talvez possa ser atribuído ao grau de pureza do galactomanano obtido nas diferentes frações. A amostra de semente inteira sem casca apresentou uma razão M/G de 2,4. As análises da razão manose:galactose da amostra de sementes com casca e CC-420, resultaram em proporções daqueles monossacarídeos 2,2 e 2,4, respectivamente. Estes valores diferem do valor encontrado para a amostra SC-420.

 

 

Observamos que a análise da razão manose:galactose da goma guar (Sigma), realizada através da mesma metodologia, resultou no valor de 1,8. Este resultado é similar aos observados na literatura: 2 segundo NEUKOM [20] e próximo de 1,55 GOYCOOLEA et al. [12]. Alguns autores [13] afirmam que a razão manose:galactose da goma guar varia de acordo com a origem, tipo de solo usado para o plantio, período de colheita e tipo de metodologia utilizada na extração do galactomanano. A goma tara apresenta razão M/G próxima de 3 [20]. Diante deste contexto, verificamos que o valor da razão manose:galactose do galactomanano de D. mollis apresenta valor intermediário entre os valores observados para a goma guar e tara, que apresentam valores relativamente baixos quanto à razão M/G quando comparados ao observado na goma locusta, que é próximo de 4 [20].

Os resultados obtidos nesse trabalho, em conjunto com outros fatores tais como: 1) Dimorphandra mollis é espécie de larga ocorrência nos cerrados e nas caatingas do nordeste brasileiro; 2) a casca da árvore de Dimorphandra mollis, bem como suas vagens, já são utilizadas pela indústria para a produção rutina; 3) o rendimento em galactomanano das sementes de Dimorphandra mollis está entre os maiores já encontrados na natureza [4 e 6] sugerem que essa espécie tem potencial para ser utilizada em escala industrial.

Um aspecto aparentemente desfavorável para a exploração comercial do galactomanano faveiro é que pouco se conhece sobre o seu crescimento e desenvolvimento, não sendo possível, no momento, plantá-lo em larga escala. No entanto deve ser salientado que a exploração comercial do faveiro poderia ser de forma sustentável, sem ou com pouca alteração de seu ambiente natural. Isto já vem sendo feito no que concerne a extração de rutina.

3.7- Ensaios de avaliação de toxicidade aguda

Durante o ensaio de toxicidade aguda,10 camundongos foram tratados por via oral com dosagem única (5g/kg) do material SC-420. Os animais foram acompanhados durante um período de 15 dias e nenhum deles apresentou alterações fisiológicas ou de comportamento. Estes dados indicam que o material administrado pode ser classificado como praticamente atóxico [17], pois a quantidade de material administrado encontra-se entre 5 e 15g/kg.

 

4- CONCLUSÕES

Os resultados indicam que é possível obter galactomanano com grau de pureza similar aos produtos comerciais de uso consagrado (gomas guar e locusta), através de moagem e separação por peneiramento de uma fração com particulas maiores que 420mm onde se concentra o amterial mais rico em endosperma, ocorrendo uma purificação parcial da goma proveniente de sementes de D. Mollis. Com a metodologia desenvolvida nesse trabalho, o material sem casca (NaOH), triturado e retido na peneira com 420mm de abertura apresentou 83,2% de galactomanano e razão manose:galactose 2,7, a qual é intermediária entre os valores médios descritos para a goma guar (78/82% e razão 2,0) e goma locusta (88% e razão 4,0). A separação foi possível devido à diferença em dureza existente entre o endosperma e o embrião da semente de Dimorphandra mollis. Por ser mais duro, a fragmentação por impacto produziu fragmentos maiores de endosperma, que puderam ser coletados como partículas maiores do que 420µm. A retirada prévia da casca das sementes por tratamento com NaOH 5% alterou o efeito da moagem por impacto, modificando o padrão de separação. Como não houve alteração significativa da cor ou da composição do galactomanano obtido de sementes com ou sem casca, concluiu-se que a manutenção desta deve ser feita, pois evita-se o uso de hidróxido de sódio, o que contribui para diminuir a contaminação da goma com produtos indesejáveis, e também diminui o custo de produção. A fração SC-420 foi considerada praticamente atóxica através do ensaio biológico realizado, indicando a viabilidade de dar continuidade aos estudos referentes à extração e aplicação industrial do galactomanano de D. mollis.

 

5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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6- AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pelo apoio financeiro concedido para o desenvolvimento deste trabalho. Ao Setor de Ensaios Biológicos do Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícola (CPQBA/UNICAMP), pelos testes iniciais de toxicidade realizados.

 

 

1 Recebido para publicação em 09/04/98. Aceito para publicação em 23/03/99

2 Instituto de Botânica de São Paulo, Seção de Fisiologia e Bioquímica de Plantas, Caixa Postal 4005, São Paulo, SP CEP 01061-030, Brasil.

3 Departamento de Tecnologia de Alimentos, Faculdade de Engenharia de  Alimentos/UNICAMP.

* A quem a correspondência deve ser enviada.