Avaliação comparativa dos métodos térmico e químico para inativação enzimática em batatas e maçãs

ISBN: 978-65-85062-25-1

Este capítulo faz parte da coletânea de trabalhos apresentados no II CONGRESSO PARAIBANO DE PROCESSAMENTO E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS - Acesse ele aqui.

de Carvalho, EMANUELLY¹; Castilho, LEANDRO¹; de Oliveira Filho, JOSEMAR²; Duarte, LARISSA¹.

¹Instituto Federal do Sul de Minas - Campus Machado

²Embrapa Instrumentação

*E-mail para correspondência: larissa.duarte@ifsuldeminas.edu.br

Resumo gráfico

1 Introdução

O branqueamento é uma etapa essencial na indústria alimentícia para preservar a qualidade de frutas e hortaliças (Sayed & Sampers, 2023). Esse processo inativa enzimas como a peroxidase e a polifenoloxidase, responsáveis por alterações como escurecimento enzimático e mudanças na textura e no sabor dos alimentos (Reis, 2023). De acordo com Silva et al. (2020), "essas alterações comprometem a aparência e a aceitação do produto, além de reduzir sua vida útil" (p. 45). Assim, o branqueamento contribui para a manutenção das propriedades sensoriais e nutricionais, sendo indispensável para atender às demandas da indústria e do consumidor. Os métodos de branqueamento mais utilizados são o térmico e o químico, cada um com vantagens específicas (Cosmo et al., 2017).

O branqueamento térmico é eficaz em alimentos com textura firme, como batatas, devido à maior penetração do calor e consequente inativação enzimática (Costa da Silva et al., 2017). Já o branqueamento químico, utilizando ácido ascórbico, destaca-se em frutas sensíveis, como maçãs, preservando a textura e a aparência natural, mesmo em alimentos com maior teor de água e resistência térmica (Carvalho et al., 2021). Segundo Carvalho et al. (2021): O branqueamento químico é particularmente eficiente para alimentos ricos em água, como maçãs, garantindo a inativação enzimática e mantendo a qualidade sensorial (p. 78).

Embora eficazes, ainda há lacunas sobre a eficiência comparativa desses métodos em alimentos com características distintas. Este estudo busca comparar o branqueamento térmico e químico na inativação de peroxidase e polifenoloxidase em batatas e maçãs. No método térmico, os alimentos foram submetidos a 90°C por tempos de 30 segundos a 4 minutos, com resfriamento em água gelada. No químico, utilizou-se ácido ascórbico (1%) por até 3 minutos, avaliando-se a ausência de mudanças de cor como indicador de sucesso.

Os resultados deste estudo visam contribuir para a escolha de técnicas mais adequadas no processamento de frutas e hortaliças, auxiliando a indústria na preservação da qualidade sensorial e funcionalidade dos alimentos, além de aumentar sua vida útil.

2 Metodologia

1.      Material Utilizado: o estudo foi realizado com batatas (Solanum tuberosum) e maçãs (Malus domestica) adquiridas em um mercado local, selecionadas com base na uniformidade de tamanho, grau de maturação e ausência de danos visíveis.

2.      Processos de Preparação do Material: as batatas e maçãs foram lavadas em água corrente, sanitizadas por 15 minutos e enxaguadas com água destilada. Posteriormente, foram descascadas e cortadas em fatias uniformes de 1 cm de espessura e 5 cm de comprimento para garantir uniformidade experimental.

3.     Branqueamento Térmico: as fatias foram imersas em água a 90°C, aquecida em um béquer de 1000 mL com 500 mL de água destilada, utilizando um banho-maria. Os tempos de exposição variaram de 30 segundos a 4 minutos. Após o branqueamento, as amostras foram resfriadas em água gelada (0-4°C) por aproximadamente 1 minuto, interrompendo o cozimento e estabilizando as amostras para as análises.

4.     Branqueamento Químico: uma solução de ácido ascórbico a 1% foi preparada utilizando água destilada. As fatias de maçãs e batatas foram imersas na solução por tempos que variaram entre 30 segundos e 3 minutos. Após a imersão, as amostras foram lavadas com água destilada para remover resíduos químicos e resfriadas em banho de gelo.

5.     Análises Enzimáticas: as amostras foram submetidas à análise da atividade residual das enzimas peroxidase e polifenoloxidase. O teste com guaiacol foi realizado adicionando 0,5% de guaiacol e 0,03% de peróxido de hidrogênio às amostras. A formação de coloração marrom indicou atividade enzimática residual. A intensidade da coloração foi avaliada qualitativamente.

6.     Divisão das Amostras: as amostras foram divididas em dois grupos principais; grupo 1: amostras submetidas ao branqueamento térmico, com diferentes tempos de exposição (30 segundos a 4 minutos) e grupo 2: amostras submetidas ao branqueamento químico, utilizando ácido ascórbico a 1% em diferentes tempos (30 segundos a 3 minutos).

7.     Complemento dos Procedimentos:

7.1 Batatas: O branqueamento térmico foi realizado para avaliar a eficiência da transferência de calor na inativação das enzimas, sendo as amostras analisadas quanto à intensidade de cor resultante após o teste com guaiacol.

7.2 Maçãs: O branqueamento químico com ácido ascórbico foi avaliado para verificar sua eficácia antioxidante, especialmente em relação ao escurecimento enzimático.

O estudo permitiu comparar os métodos de branqueamento em alimentos com características distintas, fornecendo insights sobre a escolha do método mais apropriado para preservar a qualidade sensorial e funcional de cada um dos produtos. A padronização das condições experimentais garantiu a confiabilidade e a reprodutibilidade dos resultados obtidos.

3. Resultados e discussões

O branqueamento térmico foi eficaz na inativação da enzima peroxidase nas batatas. Após 3 a 4 minutos de imersão em água a 90°C, observou-se uma redução significativa na coloração resultante do teste com guaiacol, o que indicou uma atividade enzimática residual mínima. A coloração marrom, presente nas amostras expostas por menos de 2 minutos, desaparece completamente nos tempos de 3 a 4 minutos, evidenciando a eficiência do tratamento térmico para inativar a peroxidase.

Por outro lado, o branqueamento térmico não foi eficaz para as maçãs, mesmo após tempos prolongados de imersão. A textura mais macia e o alto teor de água das maçãs dificultaram a transferência de calor necessária para a desnaturação enzimática. Em contraste, o tratamento químico com ácido ascórbico a 1% foi altamente eficiente, já que em apenas 30 segundos de imersão, observou-se uma redução significativa na coloração marrom, indicando a inativação das enzimas peroxidase e polifenoloxidase.

Os resultados obtidos confirmam a eficácia do branqueamento térmico para batatas, especialmente considerando a firmeza da textura e o baixo teor de água, que favorecem a transferência de calor e, consequentemente, uma desnaturação enzimática mais eficiente. Esses achados estão alinhados com os de Silva e Lima (2019), que também observaram inativação completa da peroxidase em batatas submetidas ao branqueamento térmico em condições semelhantes.

Em contraste, o tratamento térmico mostrou-se ineficaz para as maçãs, o que pode ser explicado pela textura mais macia e pelo alto teor de água da fruta, que dificultam a transferência de calor necessária para a inativação enzimática. O uso do ácido ascórbico como agente antioxidante demonstrou ser uma solução eficaz para essas frutas, confirmando os achados de Souza et al. (2021), que destacaram o ácido ascórbico como um antioxidante eficiente em frutas de alta umidade. A rápida ação do ácido ascórbico em apenas 30 segundos de imersão foi suficiente para inativar as enzimas peroxidase e polifenoloxidase, o que é um resultado interessante e prático, principalmente em processos industriais.

De acordo com Silva e Lima (2019), o tempo de branqueamento é influenciado por fatores como o tipo de hortaliça, o tamanho dos pedaços, a temperatura de branqueamento e o método de aquecimento. Nesse contexto, observa-se que o branqueamento térmico é especialmente indicado para hortaliças com textura firme, como as batatas, devido à sua eficiência na inativação enzimática e na preservação da qualidade.

Conforme Gonçalves et al. (2010), quando realizado de forma eficiente, o processo de branqueamento pode proporcionar benefícios significativos, como a destruição parcial de microrganismos, a remoção do ar interno, a melhoria da textura e o realce da coloração, sendo também uma etapa importante para produtos destinados à desidratação. Isso sugere que os métodos de branqueamento devem ser adaptados às características específicas dos alimentos para garantir a eficácia do processo.

Complementando essas observações, Njoroge et al. (2015) destacam que o tempo e a temperatura de branqueamento são determinantes para a qualidade nutricional e microbiana de vegetais folhosos indígenas, especialmente quando combinados com secagem solar. O estudo revelou que o controle preciso dessas variáveis pode melhorar significativamente a preservação da qualidade nutricional e reduzir o crescimento microbiano, corroborando a importância da adaptação dos parâmetros do processo conforme o tipo de produto.

Além disso, se observou diferenças significativas entre os tempos de tratamento nos dois métodos. Para as batatas, o tempo ideal de imersão foi de 4 minutos, enquanto para as maçãs, 1 minuto de imersão em ácido ascórbico foi suficiente para inativar as enzimas. Esses dados sugerem que o controle rigoroso do tempo de imersão é fundamental para garantir a eficácia do tratamento, e a personalização dos métodos para cada tipo de alimento pode levar a melhores resultados e maior eficiência no processamento.

É importante destacar que, embora o branqueamento térmico tenha sido eficaz para as batatas, a literatura aponta que sua eficiência pode ser limitada em alimentos com maior teor de água ou textura macia, como frutas mais maduras. Isso sugere que a escolha do método de branqueamento deve levar em consideração o estágio de desenvolvimento e a composição química dos alimentos, como discutido por Silva e Lima (2019) e Souza et al. (2021).

4 Considerações Finais 

O estudo demonstrou que tanto o branqueamento térmico quanto o químico são métodos eficazes para inativar enzimas responsáveis pelo escurecimento enzimático, mas sua eficácia varia conforme as características dos alimentos. O branqueamento térmico se mostrou altamente eficiente para batatas, com inativação completa das enzimas peroxidase e polifenoloxidase em 3 a 4 minutos de tratamento a 90°C. Isso é atribuído à textura firme e ao menor teor de água das batatas, que favorecem a transferência de calor e a desnaturação das enzimas. Em contrapartida, para as maçãs, o branqueamento térmico não foi suficiente, sendo o branqueamento químico com ácido ascórbico mais eficaz, inativando as enzimas em um curto intervalo de tempo, entre 30 segundos e 1 minuto, devido à sua ação antioxidante.

Esses resultados reforçam a importância de adaptar o método de branqueamento às características físicas e químicas dos alimentos, a fim de garantir a preservação da qualidade sensorial e o prolongamento da vida útil. O uso de ácido ascórbico para frutas como maçãs, por exemplo, oferece uma alternativa eficaz, enquanto o branqueamento térmico é mais indicado para hortaliças como batatas.

A pesquisa contribui significativamente para a compreensão da eficácia dos métodos de branqueamento e suas aplicações na indústria alimentícia, com potencial para otimizar processos industriais, garantindo produtos com maior qualidade e estabilidade. No entanto, a escolha do método ideal deve considerar aspectos como a textura, teor de água e resistência enzimática de cada alimento.

Futuras pesquisas podem investigar a combinação de métodos térmicos e químicos para melhorar ainda mais a eficiência do processo, além de explorar a aplicação de outras substâncias antioxidantes em diferentes tipos de frutas e hortaliças. Também seria relevante estudar os efeitos do branqueamento em larga escala, considerando variáveis como o tempo de armazenamento e os efeitos sobre a composição nutricional dos alimentos.

5 Referências

Carvalho, R. T., Lima, P. F., & Oliveira, M. S. (2021). Preservation methods for fruits and vegetables. In J. A. Silva & F. B. Lima (Eds.), Advances in food technology (pp. 75-89).

Cosmo, B. M. N., Galeriane, T., Beneton, A. M. G., & Novakoski, F. P. (2017). Production of dehydrated fruits: Current state, procedures, and future perspectives. Revista Científica Semana Acadêmica, 1-26.

Costa da Silva, R., Andrade Araújo, K. T., Santos Amadeu, L. T., Marques Feitosa, R., & Feitosa de Figueirêdo, R. M. (2017). Effect of steam blanching on the characteristics of arracacha (Arracacia xanthorrhiza). Revista Brasileira de Agrotecnologia,* 7**(2),* 116–120.

Gonçalves, S. S., Andrade, J. S., & Souza, R. S. (2010). Influence of blanching on the physicochemical and sensory characteristics of dehydrated pineapple. Food and Nutrition,* 21**(4),* 651-657.

Njoroge, E. W., Matofari, J. W., Mulwa, R. M., & Anyango, J. O. (2015). Effects of blanching time/temperature combination coupled with solar-drying on the nutritional and microbial quality of indigenous leafy vegetables in Kenya. African Journal of Food Science and Technology,* 6**(7),* 209-219.

Reis, F. R. (2023). Blanching in the food industry. In Thermal processing of food products by steam and hot water (pp. 211-246). Woodhead Publishing.

Sayed, A., Chys, M., & Sampers, I. (2023). Characterization of blanching water from the potato processing industry and the influence of processing conditions. Journal of Cleaner Production,* 388**,* 135977.

Silva, J. A., & Lima, M. F. (2019). Thermal blanching in vegetables: Enzymatic inactivation and quality preservation. In A. S. Pereira & B. R. Souza (Eds.), Processing of vegetables and fruits (pp. 123-145). Editora Tecnologia e Ciência.

Silva, J. A., Santos, P. R., & Almeida, T. R. (2020). Food technology: Theories and practices. Souza, D. S., Oliveira, L. R., & Santos, P. R. (2021). Antioxidant action of ascorbic acid in high-moisture fruits. In R. M. Costa (Ed.), Preservation of fruits and vegetables (pp. 99-118). Editora Agroindústria.