Aproveitamento de resíduos do processamento mínimo de beterraba : elaboração de produtos tecnológicos, avaliação sensorial, físico-química e de compostos funcionais

Abstract

A beterraba (Beta vulgaris L.) pertence à família Chenopodiaceae na qual a parte comestível é a raiz tuberosa. Destaca-se por suas características nutricionais e coloração vermelha característica. Esta coloração é resultado da presença das betalaínas, pigmentos hidrossolúveis que estão divididos em duas classes: betacianinas, responsáveis pela coloração avermelhada e betaxantinas, responsáveis pela coloração amarelada. Dentre os produtos minimamente processados esta olerícola vem ganhando destaque. O processamento mínimo desta hortaliça gera uma quantidade significativa de resíduos. O objetivo deste trabalho foi utilizar o resíduo do processamento mínimo de mini beterraba na formulação de produtos alimentícios que contenham características funcionais inerentes a esta hortaliça e atributos sensoriais satisfatórios para os consumidores. O estudo foi dividido em três experimentos. No primeiro experimento, formulou-se farinha a partir dos resíduos centrifugados obtidos no processamento mínimo e avaliou-se sua vida de prateleira. Os resíduos foram secos em estufa de circulação de ar forçada por 7 horas a 50, 60 e 70 ºC, sendo realizadas análises de pH, matéria seca (umidade), betalaínas e açúcares redutores totais. Após a escolha do binômio ideal para secagem, foi realizado o estudo de vida de prateleira. Os resíduos foram secos, moídos, tamisados, em peneiras de 0,250 mm e 0,300 mm, acondicionados em embalagens de polietileno de baixa densidade de aspecto transparente e leitoso e armazenados à temperatura ambiente, por um período de 90 dias. As alíquotas retiradas a cada 10 dias, foram submetidas às análises de pH, matéria seca, índice de cor, betalaínas, açúcares redutores totais e compostos fenólicos totais. No segundo experimento, os resíduos foram utilizados para formulação de polpa pasteurizada e estudo da vida de prateleira deste produto. Os resíduos foram pasteurizados a 65 ºC por 30 minutos, 75 ºC por 8 minutos e 85 ºC por 1 minuto. Foram recolhidas alíquotas antes e após a pasteurização e estas submetidas às análises de pH, betalaínas totais e açúcares redutores totais. Após a escolha do binômio ideal para a pasteurização, foi conduzido o estudo de vida de prateleira durante 25 dias, no qual a polpa pasteurizada foi armazenada a 10 ºC e -18 ºC e foram realizadas as análises de pH, índice de cor, betalaínas totais, açúcares redutores totais e compostos fenólicos totais. No terceiro experimento utilizou-se a polpa pasteurizada obtida do resíduo do processamento mínimo de beterraba na produção de sorbet. Foram produzidas quatro formulações de sorbet, contendo 25%, 50%, 75% e 100% de polpa de beterraba, em substituição ao abacaxi, denominadas formulações A, B, C e D, respectivamente. Uma formulação básica para controle foi elaborada, sem adição de polpa de beterraba, denominada P (padrão). Após a formulação, os sorbets foram submetidos à avaliação sensorial para os atributos cor, aroma, sabor, textura e aceitação global, através de testes afetivos, utilizando-se escala hedônica estruturada de nove pontos. Realizou-se determinações de pH, açúcares redutores totais, índice de cor, betalaínas totais e compostos fenólicos totais. Observou-se que a secagem, em todas as temperaturas, foi concluída em 3 horas. Os resultados de pH encontraram-se dentro da faixa de estabilidade das betalaínas (3,5 a 7).Na análise de açúcares redutores totais verificou-se que houve um aumento na concentração após a primeira hora de secagem, sendo os maiores teores encontrados na secagem a 50 ºC. Para o teor de betacianinas, o maior valor foi encontrado no binômio 60ºC /4 horas (70,88 mg/100 g MS) e o teor de betaxantinas para este mesmo binômio foi de 34,98 mg/100 g MS. Escolheu-se o binômio 60 ºC por 4 horas, para a secagem do resíduo, considerando-se os maiores teores de betalaínas. A farinha de beterraba manteve-se estável durante o armazenamento e não houve diferença significativa entre os dois tipos de embalagem utilizada. O tamanho de partícula influenciou nos resultados, sendo que a farinha que apresentou os melhores resultados, para todos os parâmetros analisados foi a de tamanho de partícula > 0,250 mm. No segundo experimento, verificou-se uma redução no teor de pH em todas as temperaturas de pasteurização, sendo a maior redução verificada a 65 ºC/ 30 min (9,2%). Os maiores resultados, em relação às betacianinas, betaxantinas e açúcares foram obtidos na pasteurização a 85 ºC por 1 minuto, sendo este o binômio escolhido para a pasteurização. Durante o armazenamento a polpa manteve-se estável, em relação aos teores pH, ficando em torno de 6,4 em todas amostras. Em relação às betalaínas, o armazenamento em freezer, mostrou-se mais eficiente que o refrigerado, já que neste houve redução dos pigmentos. Os maiores teores de fenólicos totais foram encontrados para a polpa armazenada a -18 ºC. E os melhores resultados de açúcares também foram encontrados no armazenamento em freezer. No experimento de formulação do sorbet as análises evidenciaram que a substituição do abacaxi pela polpa de beterraba pode ser feita até uma proporção de 50%, para que o produto seja aceito sensorialmente (nota maior que 6). Nos atributos cor, aroma e aceitação global a formulação padrão obteve os melhores resultados (7,36, 7,02 e 7,23, respectivamente). No atributo sabor, o sorbet com 25% de polpa obteve a maior nota (7,13). E a formulação B, obteve maior nota na textura (6,25). A análise físico-química mostrou que os valores de pH aumentaram com a adição da polpa de beterraba. O teor de açúcar variou de 38,36 g.100 g-1 (D) a 45,79 g.100 g-1 (A). Em relação ao índice de cor, o menor resultado foi obtido pela formulação P, e os maiores, pelos sorbets C e D. As betalaínas aumentaram progressivamente, na medida em que se adicionou polpa de beterraba na formulação. As betacianinas variaram de 1,40 a 4,41 mg .100 g-1, nas formulações A e D, respectivamente. Enquanto que os teores de betaxantina variaram de 1,41 (formulação A) a 5,79 mg . 100 g-1 (formulação D). O conteúdo de fenólicos totais encontrado nas formulações de sorbet variou entre 17,56 a 21,95 mg EAG . 100 g-1, nas formulações D e B, respectivamente. Conclui-se, ao final dos experimentos, que os processos de secagem e pasteurização mostraram-se eficazes na obtenção de novos produtos tecnológicos a partir dos resíduos do processamento mínimo de mini beterraba. Os compostos bioativos foram encontrados em maiores teores na secagem a 60 ºC durante 4 horas e na pasteurização a 85 ºC por 1 minuto, em relação aos demais binômios de secagem ou pasteurização. Além disso, a polpa e a farinha mostraram-se estáveis, principalmente nos teores de compostos bioativos, se armazenados em temperatura ambiente durante 90 dias e em freezer por 25 dias, respectivamente. O sorbet mostrouse como uma alternativa viável para a utilização da polpa pasteurizada de resíduos de beterraba, na obtenção de produto com características nutricionais satisfatórias. A substituição do abacaxi pela polpa de beterraba no sorbet pode ser feita até uma proporção de 50%, para que o produto seja aceito sensorialmente. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Beet root (Beta vulgaris L.) is a vegetable crop of the Chenopodiaceae family. The edible part is the tuberous root, which is known for its functional and color characteristics. The red color is due to betalains, hydro soluble pigments subdivided in two classes: betacyanins (red color) and betaxantins (yellow color). The interest in fresh-cut beet root is increasing although the process generates a significant amount of by-products. The objective of the present work was to develop new technological products, such as flour and puree, with acceptable sensory characteristics and significant quantities of functional compounds. The study was divided in three experiments. In the first, beet root flour was developed using centrifuged fresh-cut by-product and the shelf life was evaluated. The by-product was dried in a forced-air dryer for 7 hours at 50, 60, and 70 oC. Dry matter, pH, betalains and reducing sugars were assayed. After choosing the best time-temperature combination, shelf-life was studied. Dried by-products were then grinded, passed through 0.250 and 0.300 mm mesh sieve, packed in low density polypropylene bags (transparent and translucent) and stored at room temperature for 90 days. Every 10 days, samples were analyzed for pH, dry matter, color, betalains content, total reducing sugars and total phenolic compounds. In a second set of experiments, by-products were used to formulate pasteurized beet root pulp and the shelf-life was evaluated. By-products were pasteurized for 65 oC for 30 min, 75 oC for 8 min, and 85 oC for 1 min. Samples were obtained before and after pasteurization and were assayed for pH, total betalains and total reducing sugars. After choosing the best time – temperature combination, shelf – life was evaluated for 25 days during storage at 10 oC and – 18 oC. Color, pH, total betalains, total reducing sugars, and total phenolic compounds were evaluated. In the third experiment, pasteurized pulp was used in the production of “sorbet”, a milk – free ice-cream. Five ice – cream formulations were prepared, combining different percentages of beet root and pineapple pulp, as follows: 0 (control - S), 25 (A), 50 (B), 75 (C), and 100% (D) beet root pulp. Pineapple pulp was added up to 100% in the indicated combinations. Sensory analysis was carried out for attributes such as color, flavor, texture and overall appearance. A hedonic scale with nine different scores was used. The ice – cream was evaluated for pH, total reducing sugars, color, total betalains, and total phenolic compounds. Drying process was completed in 3 hours for all treatments. pH values were within the betalayn stability range (3.5 – 7). Higher contents of total reducing sugars were observed for beet root dried at 50 oC. For betacianins and betaxantins, higher contents were observed when by-products were dried at 60 oC for 4 hours, which was chosen as the best temperature – time combination due to the highest pigment retention. Beet root flour was stable during the storage period and no significant differences were observed between the packing systems used. Flour particle size influenced the results. Best results were achieved, in the studied parameters, using 0.250 mm flour particles. In the second experiment, pH reduced in all pasteurizing treatments, being 9.2% lower than control at 65 oC for 30 min. The best results in terms of higher total reducing sugars content and pigment retention were observed at 85 oC for 1 min and, thus, this temperature – time combination was chosen for pulp pasteurization. Pulp pH did not vary significantly during storage for all treatments. Pulp stored under – 18 oC showed higher pigment retention, total phenolic compounds and total reducing sugars when compared to 10 oC. For the ice – cream formulation prepared, pineapple pulp substitution by beet root pulp can be done up to 50% in order to have sensory acceptance (score higher than 6). For color, aroma and overall acceptance, control (100% pineapple pulp) had the highest scores (7.36; 7.02; and 7.23, respectively). Flavor scored higher in sorbet prepared with 25% of beet root pulp and formulation B had the highest score for texture. Physico – chemical evaluations demonstrated that pH values increased with the increment of beet root pulp. Sugar content varied from 38.86 g . 100 g-1 (D) through 45.79 g . 100 g -1 (A). Lower values for color index were observed for formulation S and higher values for sorbets C and D. Betalains content increased with the addition of beet root pulp in the formulations. Betacyanins varied from 1.40 through 4.41 mg . 100 g-1 in the A and D formulations, respectively, whereas betaxantin varied from 1.41 (A) through 5.70 mg . 100 g-1 (D). At the end of the experimental period it was concluded that drying and pasteurization processes were efficient in the development of new food products having, as a raw material, fresh-cut beet root by-products. Bioactive compounds content was higher when the drying process was carried out at 60 oC for 4 hours and pasteurization was performed at 85 oC for 1 min, when compared to other treatments. Furthermore, both beet root pulp and flour had a consistent stability, in terms of bioactive compounds, when stored either at ambient conditions for 90 days (flour) and at – 18 oC for 25 days (pulp). Sorbet was considered a feasible alternative for the utilization of pasteurized beet root pulp, when a stable and nutritive product was searched. In terms of sensory quality, pineapple pulp can be substituted by beet root pulp up to 50% in the formulation of sorbet.