Concentração de suco de uva por osmose direta e estudo tecnológico para o aproveitamento do bagaço

Abstract

A uva é uma fruta amplamente consumida em todo o mundo e importante fonte de compostos com atividade antioxidantes, principalmente compostos fenólicos. A operação mais tradicional de conservação de alimentos é pelo uso de calor, porém ele acarreta em alterações sensoriais e nutricionais do produto acabado. A utilização do bagaço de uva, resultante do processo de extração de suco, também tem demonstrado grande potencial para elaboração de produtos ricos em compostos com atividade antioxidante e fibras. Logo, estudos tecnológicos para o apropriado processamento industrial do suco de uva e de seus resíduos são necessários para incrementar o seu uso como componente funcional na indústria de alimentos. Os resultados sobre a concentração do suco de uva por osmose direta mostraram que o aumento da diferença de pressão osmótica, da vazão de alimentação e da temperatura acarretam em aumento do fluxo de água e sódio através da membrana. Também, foi observado que os fenômenos de polarização por concentração são fatores determinantes no desempenho do processo e podem ser minimizados pelo controle dos parâmetros de processo de osmose direta. Esse estudo mostrou que o suco concentrado por osmose direta não perde suas propriedades antioxidantes e não há redução da concentração de compostos fenólicos na bebida. Os resultados mostraram que há o aumento do teor de sódio de 0,9 mg L-1 para 1,75 mg L-1, quando o suco foi concentrado por osmose direta, porém esse aumento não acarreta em níveis altos para o consumo humano. Os resultados de secagem do bagaço de suco de uva mostram que maiores temperaturas e velocidades de ar de secagem implicaram em um processo de desidratação mais rápido. A retenção de compostos bioativos se mostrou maior em menores temperaturas. Em relação à velocidade do ar de secagem, a retenção da concentração dos compostos fenólicos totais foi maior quando foram utilizadas maiores fluxos de ar. Os flavonóis e flan-3-óis foram sensíveis ao aumento da velocidade de ar de secagem devido a degradações oxidativas. A atividade sequestrante de radicais ABTS aumentou no resíduo tratado a altas temperaturas, possivelmente devido à formação de produtos da reação de Maillard que também apresentam tal característica. A extração de compostos fenólicos do bagaço de suco de uva mostrou que grande parte de compostos fenólicos, principalmente taninos condensados, estão fortemente ligados na matriz do resíduo e não são facilmente extraíveis com solventes orgânicos. Além disso, esses compostos apresentam grande capacidade antioxidante, principalmente poder quelante de ferro. O estudo cinético de extração de compostos fenólicos e de antocianinas de bagaço de uva mostrou que o modelo de pseudo-primeira ordem foi o modelo que melhor representou a extração dos polifenóis. Em relação à estabilidade da farinha de bagaço de uva, os resultados mostraram que os compostos fenólicos e compostos com atividade sequestrante de radiais DPPH e de ferro se mostraram estáveis durante o armazenamento do produto a 25ºC por um período de 6 meses. Antocianinas e compostos com a atividade de sequestrar radiais ABTS se mostraram sensíveis à degradação durante o armazenamento. Foi observado que a farinha se mostrou livre de Salmonella sp., Bacillus cereus e coliformes fecais, havendo a necessidade de cuidados com o crescimento de bolores e leveduras durante a armazenagem. Finalmente, foram elaboradas massas tipo fettuccini, substituindo farinha de trigo por farinha de bagaço de uva, em que foi verificado que a adição do subproduto do suco de uva não interferiu na absorção de água e na perda de sólidos da massa durante o seu cozimento. Houve grande incremento de compostos fenólicos, antocianinas e de compostos com atividade antioxidante nos produtos adicionados de farinha de bagaço de uva, sendo a massa tipo fettuccini com melhor aceitação aquela em que se adicionou 2,5% do subproduto na sua preparação. Assim, farinha de bagaço de uva se mostra como um potencial componente funcional para ser utilizado tanto na indústria de alimentos quanto na agricultura familiar.

Grapes are widely consumed fruits throughout the world and important source of compounds with antioxidant activity, particularly phenolic compounds. The most traditional operation of food preservation is the use of heat, but it leads to changes on sensory and nutritional properties of the industrialized product. The use of grape pomace, resulting from the extraction of juice, has also shown great potential for development of products rich in compounds with antioxidant activity and fiber. So, technology studies to the propper industrial processing of grape juice and their waste ar essential to enhance the use of them as functional components in food and pharmaceutical industries. The results of the concentration of grape juice by forward osmosis showed that the concentration polarization phenomena are determining factors on process performance. Also, the study showed that the juice concentrated by FO does not degrade the compounds with antioxidant activity and does not change the nutritional properties of the beverage, despite of the small sodium transport for juice. The drying procedures of the grape marc show that higher temperatures and air velocity implied on a faster process of dehydration. The retention of bioactive compounds was greater at lower temperatures. In relation to the air velocity, the retention of the phenolic compounds was higher when higher values of air flows were used. Flavonols and flan-3-ols were sensitive to the increasing of the air velocity due to oxidative degradation. The ABTS-radical scavenging activity was increased when high temperatures were applied, possibly due to the formation of Maillard reaction products which also have this characteristic. The extraction of phenolic compounds from grape juice marc showed that most of the phenolic compounds, mainly tannins, are strongly linked in the matrix of residue and are not easily extractable with organic solvents. Furthermore, these compounds still have great antioxidant capacity, mainly iron chelating power, which shows the great potential of grape pomace be used in food applications, both in the form of phenolic extracts, as in the form of flour. The kinetics of extraction of phenolic compounds and anthocyanins in grape pomace showed that the model of pseudo-first order was the equation that best represented the extraction of polyphenols. Much of polyphenols is strongly linked to bagasse and not extracting solvent, as well as much of bioactive with antioxidant activity, reducing power and chelating activity is linked. In relation to the stability of the marc powder, the results showed that the phenolic compounds and compounds with DPPH radial and iron scavenging activity were stable during storage of the product at 25 ° C for a period of 6 months. Anthocyanins compounds with the capability of scavenging ABTS radicals were sensitive to degradation during storage. It was observed that the dried residue was free of Salmonella sp., Bacillus cereus and faecal coliforms, although it may be of great concern the growth of yeasts and molds during storage. The sorption isotherm curve of grape marc at 25 ° C had sigmoidal behavior, and the GAB model was the best equation to describe the experimental data. Finally, fettuccini type pastas were prepared, substituting wheat flour by grape marc powder. It was observed that the addition of the dried by-product did not interfere in water absorption capability and the solid loss of the past during cooking procedures. High enhance of the concentration of phenolic compounds, anthocyanins and compounds with antioxidant activity was observed in the blend added of grape marc powder, being the fettuccini pasta with better acceptance that in which it was added 2.5% of the residue to the preparation. These results so far show that grape pomace and the its phenolic extracts have great potential to be use as functional components in the food industry.