Otimização da hidrolise pectinolítica em mosto de maracujá da Caatinga com pectinase comercial, de acordo com a abordagem do Delineamento Composto Central Rotacional

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i5.28088

Palavras-chave:

Bioma Caatinga; DOE; Design fatorial; Passiflora cincinnata Mast; Pectina.

Resumo

O Passiflora cincinnata Mast. apresenta elevado sabor e potencial para produção de vinho e outras bebidas alcoólicas. No entanto, para a produção de vinho, a presença de pectina torna-se indesejável, pois influencia na eficiência do processo de fermentação e na limpidez do produto final. O objetivo deste estudo foi otimizar o processo de hidrólise da pectina em mosto de maracujá da Caatinga para produção de vinho com enzimas pectinolíticas, utilizando um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). O DCCR fatorial 2³, ensaios E01 a E17, foi aplicado com seis testes axiais e três repetições no ponto central. O mosto de maracujá da Caatinga foi obtido com polpa e água destilada (proporção 40:60). Enzima comercial com alta concentração de pectinase foi testada. Concentração da enzima (0,014-0,056 g L-1), temperatura de trabalho (43-57°C) e tempo de reação (12-139min) foram as variáveis ​​independentes no processo de otimização; e o teor de pectina solúvel (mg 100g-1) correspondeu a uma variável dependente do processo. Antes do início dos ensaios, a fim de fornecer a faixa de pH de trabalho ideal para a pectinase, corrigiu-se o pH do mosto para 3,9. O mosto inicial de maracujá da Caatinga continha 24,06 mg 100g-1 de pectina solúvel em sua composição. Após a otimização com DCCR, os tratamentos apresentaram teores de pectina variando de 6,81 (E16: 0,014g L-1/50°C/75min) a 0,00 mg 100 g-1 (E05: 0,05 g L-1/45°C/30min) e E06: 0,05 g L-1/45°C/120min). De acordo com os resultados, para um processo satisfatório de hidrólise de pectina em vinho de maracujá da Caatinga deve-se adicionar 0,05 g L-1 de pectinase a 45°C por 30min.

Biografia do Autor

Renata Torres dos Santos e Santos, Federal University of Paraíba

Posgraduate Program in Food Science and Technology, Federal University of Paraíba, Campus I - Technology Center, CEP 58051-900, João Pessoa, PB, Brazil.

Luis Henrique Pereira Sá Torres, State University of Bahia

Posgraduate Program in Irrigated Horticulture, State University of Bahia, Campus III, CEP48900-000, Juazeiro, BA, Brazil.

Aline Camarão Telles Biasoto, Brazilian Agricultural Research Coorporation

EMBRAPA - Brazilian Agricultural Research Coorporation, BR 128, Km 152, CEP 56302-970, Petrolina, PE, Brazil.

Sérgio Tonetto de Freitas, Brazilian Agricultural Research Coorporation

EMBRAPA - Brazilian Agricultural Research Coorporation, BR 128, Km 152, CEP 56302-970, Petrolina, PE, Brazil.

Natoniel Franklin de Melo, Brazilian Agricultural Research Coorporation

EMBRAPA - Brazilian Agricultural Research Coorporation, BR 128, Km 152, CEP 56302-970, Petrolina, PE, Brazil.

Flávio Luiz Honorato da Silva, Federal University of Paraíba

Department of Chemical Engineering, Federal University of Paraíba, Campus I - Technology Center, CEP 58051-900, João Pessoa, PB, Brazil.

Referências

Aidar, S. T., Araújo, F. P., Castro, C. D. P. & Rybka, A. C. P. (2016). Plantas frutíferas. In: Porto, DD, Souza, FF (Ed.). Cadernos do semiárido: Biodiversidade da Caatinga para a Produção Agropecuária. Recife, PE, UFPE, 18-22.

AOAC (2012). Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists (19th ed.). Gaithersburg, MD, USA: AOAC.

Amorim, F. L., Silveira, P. T. S., Silva, G. V., Cafieiro, C. S. P. (2013). Elaboração e aceitação sensorial de licor maracujá-do-mato com diferentes tipos de calda. Revista de Desenvolvimento e Inovação, 1(1), 88-91. https://revista.ifro.edu.br/index.php/redi/article/view/29/21

Araújo, F. P., Faleiro, F. G., Aidar, S. T. & Melo, N. F. (2018). Alimentícias. In: Coradin, L, Camillo, J & Pareyn, FGC (Ed). Espécies nativas da flora brasileira de valor econômico atual ou potencial, plantas para o futuro: região Nordeste. Brasília – DF, MMA, 217-224.

Araújo, F. P., Melo, N. F. & Faleiro, F. G. (2016). Cultivar de maracujazeiro silvestre (Passiflora cincinnata Mast.) para a Caatinga e para o Cerrado BRS SF. Petrolina: Embrapa Semiárido. Np. 1 Folder.

Batista, P. F., Lima, M. A. C., Trindade, D. C. G., Alves, R. E. (2015). Quality of different tropical fruit cultivars produced in the lower basin of the São Francisco Valley. Revista Ciência Agronômica, 46(1), 176-184. https://doi.org/10.1590/S1806-66902015000100021

Brasil. (2012). Instrução Normativa n.34 de 29 de novembro de 2012. Estabelece a complementação dos padrões de identidade e qualidade para as bebidas fermentadas. Brasília – DF. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.

Brasil. (2018). Instrução Normativa nº 48 de 31 de agosto de 2018. Resolve alterações na Instrução Normativa nº 14, de 08 de fevereiro de 2018, sobre a Complementação dos Padrões de Identidade e Qualidade do Vinho e Derivados da Uva e do Vinho. Brasília - DF. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.

Canteri, M. H. G., Wosiacki, L. M. G., Scheer, A. P. (2012). Pectina: da matéria-prima ao produto final. Polímeros, 20(2), 149-157. https://doi.org/10.1590/S0104-14282012005000024

Carvalho, P. P., Antoniazzi, C. A., Silva, N. T., Mikosvki, A. I., Carvalho, I. F., Carvalho, M. L. S. (2017). Regeneração in vitro de Passiflora miniata Mast.. Ornamental Horticulture, 23(1), 88-95. https://doi.org/10.14295/oh.v23i1.965

Cervi, ACO. (2006). O gênero passiflora l. (Passifloraceae) no brasil, espécies descritas após o ano de 1950. Adumbrationes Ad Summae Editionem, Ed. 16: 1-5. https://bibdigital.rjb.csic.es/medias/ef/5a/55/c5/ef5a55c5-f0cb-4e7b-95f4-012a78c3544b/files/Adumb_16.pdf

Freire, M. T. A., Petrus, R. R., Freire, C. M. A., Oliveira, C. A. F., Felipe, A. M. P. F., Gatti, J. B. (2009). Caracterização físico-química, microbiológica e sensorial de polpa de cupuaçu congelada (Theobroma grandiflorum Shum). Brazilian Journal of Food Technology, 12(1), 9-16. http://dx.doi.org/10.4260/BJFT20090608

Gomes, W. P. C., Yoshinaga, F., Bortoleto, G. G. (2020). Determinação de álcoois em bebidas comerciais por cromatografia gasosa e amostragem por headspace. Bioenergia em Revista: Diálogos, 10(1), 111-124. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7746

Haagensen, F. D. (2009). Enzyme performance and hydrolysis cost. Novozymes, Rethink Tomorrow.

Hamid, H. S. H. B. & Ismail, K. S. K. (2020). Optimization of enzymatic hydrolysis for acid preteated date seeds into fermentable sugars. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 24, 101530. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101530

Hamid, H. S. H. B. & Ismail, K. S. K. (2016). Two stage pretreatment of date’s seeds for fermentable sugar production. Adances in Environmental Biology, 10(7), 294-300. http://www.aensiweb.net/AENSIWEB/aeb/aeb/2016/July/294-300.pdf

Jayani R. S., Saxena S., Gupta, R. (2005). Microbial pectinolytic enzymes: a review. Process Biochem, v. 40, p. 2931- 2944. http://dx.doi.org/10.1016/j.procbio.2005.03.026

Jesus, O. N. & Faleiro, F. G. (2016). Classificação Botânica e Biodiversidade. In: Faleiro, FG, Junqueira, NTV. (Ed.). Maracujá: o produtor pergunta, a Embrapa responde. Brasília, DF: Embrapa. 348.

Kluge, R. A., Tezoto-Uliana, J. V., Silva, P. P. M. (2015). Aspectos fisiológicos e ambientais da fotossíntese. Revista Virtual de Química, 7(1), 56-73. http://dx.doi.org/10.5935/1984-6835.20150004

Liu, Y., Shi, J., Langrish, T. A. G. (2006). Water-based extraction of pectin from flavedo and albedo of orange peels. Chem. Eng. J., 120, 203-209. https://doi.org/10.1016/j.cej.2006.02.015

Locatelli, G. O. (2012). Estudo das condições de hidrólise da pectina para uso como substrato na produção de polihidroxialcanoatos. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia Industrial) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife.

Manica, I. (1981). Fruticultura tropical 1: Maracujá. São Paulo: Agronômica Ceres, 151p.

May, C. D. (2000). Pectins. Handbook of Hydrocolloids. Edited by: Phillips, G. O.; WIlliams, P. A. New York.

McReady, R. M., McComb, E. A. (1952). Extraction and determination of total pectic materials in fruits. Analytical Chemistry, 24, 1986-1988. https://doi.org/10.1021/ac60072a033

Meneguel, L., Santos, M., Pozza, A., Rossi, C., Miglioranza, B., Malvessi, E., Silveira, M. M. (2016). Aplicação de extrato pectinolítico produzido por Aspergillus oryzae no tratamento de suco de maçã. In: XII Seminário Brasileiro de Tecnologia Enzimática - ENZITEC.

Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31(3), 426-428. https://doi.org/10.1021/ac60147a030

Moreno-Arribas, M. V. & Polo, M. C. (2009). Wine Chemistry and Biochemistry. Springer Science, New York, USA.

Ninga, K. A, Desobgo, Z. S. C., S, Nos, E. J. (2021). Pectinase hydrolysis of guava pulp: effect on the physicochemical characteristics of its juice. Helyon, 7, e08141. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e08141

Reis, J. A., Martins, V. L., Lyra, W. S., Gomes, P. R. B. (2020). Determinação de metanol em bebidas alcoólicas utilizando colorimetria por imagens digitais. Revista Brasileira de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, 7(16), 455-468. https://doi.org/10.21438/rbgas(2020)071601

Rodrigues, M. I .& Iemma A. F. (2014). Experimental Design and Process Optimization. (1 Ed). Campinas, São Paulo, 336p.

Santos, E. H. F., Neto, A. F. & Donzeli, V. P. (2016). Aspectos físico-químicos e microbiológicos de polpas de frutas comercializadas em Petrolina (PE) e Juazeiro (BA). Brazilian Journal of Food Technology, 19, e 2015089. https://doi.org/10.1590/1981-6723.8915

Santos, R. T. S., Biasoto, A. C. T., Rybka, A. C. P., Castro, C. D. P. C., Aidar, S. T., Borges, G. S. C. & Silva, F. L. H. (2021a). Physicochemical characterization, bioactive compounds, in vitro antioxidant activity, sensory profile and consumer acceptability of fermented alcoholic beverage obtained from Caatinga passion fruit (Passiflora cincinnata Mast.). Food Science and Technology, 148, 111714. http://dx.doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111714

Santos, T. B., Araújo, F. P., Neto, A. F., Freitas, S. T., Araújo, J. S., Vilar, S. B. O., Araújo, A. J. B,. Lima, M. S. (2021b). Phytochemical Compounds and Antioxidant Activity of the Pulp of Two Brazilian Passion Fruit Species: Passiflora Cincinnata Mast. And Passiflora Edulis Sims. International Journal of Fruit Science, 22, 1-15. https://doi.org/10.1080/15538362.2021.1872050

Silva, G. S., Borges, G. S. C., Castro, C. D. P. C., Aidar, S. T., Marques, A. T. B., Freitas, S. T., Rybka, A. C. P. & Cardarelli, H. R. (2020). Physicochemical quality, bioactive compounds and in vitro antioxidant activity of a new variety of passion fruit cv. BRS Sertão Forte (Passiflora cincinnata Mast.) from Brazilian Semiarid region. Scientia Horticultae, 220, 109595. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109595

Silva, J. A., Silva, F. L. H., Alves, R. R. N., S. D. P. (2006). Influência das variáveis nitrogênio, fósforo e brix na produção dos metabólitos secundários contaminantes totais da fermentação alcoólica. Química. Nova, 29, 695. https://doi.org/10.1590/S0100-40422006000400013

Taherzadeh, M. J. & Karimi, K. (2007). Enzyme-based hydrolysis processes for ethanol from lignocellulosic materials: A Review. BioResources, 2(4), 707-738. https://ojs.cnr.ncsu.edu/index.php/BioRes/article/view/BioRes_2_4_707_738_Taherzadeh_Karimi_EnzymeBased_Hydrol_Ethanol_Review

Ueda S., Fujio Y., Lim J. (1982). Production and some properties of pectic enzymes from Aspergillus oryzae A-3. J. Appl. Biochem, 4, 524-532.

Uenojo, M. & Pastore, G. M. (2007). Pectinases: aplicações industriais e perspectivas. Química Nova, 30(2), 388-394. https://doi.org/10.1590/S0100-40422007000200028

Yapo, B. N., Robert, C., Etienne, I., Wathelet, B., Paquot, M. (2006). Effect of extraction conditions on the yield, purity and surface properties of sugar beet pulp pectin extracts. Food Chemistry, 100(4), 1356-1364. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.12.012

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Publicado

31/03/2022

Como Citar

SANTOS, R. T. dos S. . e .; TORRES, L. H. P. S.; BIASOTO, A. C. T.; FREITAS, S. T. de; MELO, N. F. de; SILVA, F. L. H. da. Otimização da hidrolise pectinolítica em mosto de maracujá da Caatinga com pectinase comercial, de acordo com a abordagem do Delineamento Composto Central Rotacional. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 5, p. e14511528088, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i5.28088. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/28088. Acesso em: 15 maio. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas