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Título: Influência das etapas de branqueamento e temperatura de secagem na composição bromatológica e na atividade antioxidante de folhas de erva-mate
Título(s) alternativo(s): Influence of bleaching steps and drying temperature on proximate composition and antioxidant activity of mate leaves
Autor(es): Nomura, Vitor Hiroyuki
Orientador(es): Johann, Gracielle
Palavras-chave: Branqueamento
Secagem
Modelos matemáticos
Sistemas difusos
Bleaching
Drying
Mathematical models
Fuzzy Systems
Data do documento: 28-Mai-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: NOMURA, Vitor Hiroyuki. Influência das etapas de branqueamento e temperatura de secagem na composição bromatológica e na atividade antioxidante de folhas de erva-mate. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021.
Resumo: A erva-mate (Ilex paraguariensis) é uma planta que após ter suas folhas branqueadas, secas e moídas, gera bebidas quentes ou frias, tradicionalmente consumidas no sul do Brasil e países adjacentes. Sua popularidade teve um crescente nos últimos anos, ganhando reconhecimento e aumento de seu consumo em todo o mundo. Um dos motivos para tal é a relação da planta e benefícios à saúde, como efeitos antitumorais, anti-inflamatórias e antimicrobianos. Os processos de branqueamento e secagem são primordiais para o produto final, causando impactos químicos e físico-químicos nas folhas. Infelizmente, devido à forma que é realizado o branqueamento, é comum haver agregação de compostos pirolenhosos, como HPAs, amplamente associados ao desenvolvimento de câncer. Logo, buscou-se analisar a cadeia de processo das folhas de erva-mate a fim de produzir um produto final mais seguro à saúde e que mantenha os compostos antioxidantes. Para isso, observou-se o comportamento da composição centesimal e atividade antioxidante após um branqueamento alternativo, cuja as folhas foram imersas em água destilada à 87 °C por 90 s, seguida de secagens à 90, 100 e 110 °C. A partir do acompanhamento da perda de massa das amostras durante o processo de desidratação, foi obtida a cinética de secagens das mesmas, e por meio de modelagem buscou-se descrever matematicamente o fenômeno. Todo procedimento foi comparado com o processamento tradicional, na qual se utiliza o sapeco como forma de branqueamento. Por meio de análise estatística, observou-se que, dentre os modelos estudados, o modelo de Newton foi o que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais de secagem de folhas de erva-mate, com R2 entre 0,9968 e 1,0000 e erros relativos entre 0,001 e 0,055. A composição centesimal não sofreu variações significativas, seja por branqueamento tradicional ou por imersão em água. Assim, obteve-se os valores médios de 5,77 ± 0,74; 25,72 ± 2,41; 7,29 ± 1,64; e 6,90 ± 0,51% para cinzas, fibra bruta, lipídios e proteínas, respectivamente. Analisando o teor de atividade antioxidantes pelos métodos utilizando ácido 2,2’- azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfonico (ABTS), 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), capacidade de redução férrica do plasma (FRAP) e de compostos fenólicos totais (FT), constatou-se impacto pelas formas de branqueamento e secagem. Quanto maior a temperatura de secagem, maiores teores de atividade antioxidante foram encontrados. Tendo a análise DPPH como exemplo, as amostras branqueadas por imersão, e secas em seguida, apresentaram valores de atividade antioxidante de 283,50 ± 2,85 a 305,39 ± 5,98d μM ET g-1, enquanto a amostra in natura apresentou apenas 41,50 ± 2,60 μM ET g-1, porém inferiores ao sapeco, com atividade antioxidante entre 336,61 ± 0,69 e 339,83 ± 2,91 μM ET g-1. Sendo assim, apesar de apresentar valores inferiores ao branqueamento tradicional, o tratamento por imersão pode ser uma alternativa viável durante o processamento da erva-mate. Também, por meio de sistema de inferência fuzzy (FIS) e sistema de inferência neuro-fuzzy adaptativa (ANFIS), foi possível determinar quantidade de FT a partir de dados experimentais de ABTS, DPPH e FRAP; apresentando erro absoluto médio, erro percentual médio e erro quadrático médio de 1,555, 0,105, e 8,239, respectivamente.
Abstract: Yerba mate (Ilex paraguariensis) is a plant that after having its leaves bleached, dried and ground, is used in the manufacture of hot and cold drinks, traditionally consumed in southern Brazil and adjacent countries. Its popularity has grown in recent years, gaining recognition and increasing its consumption worldwide. One of the reasons for this is the relationship of the plant and health benefits, such as anti-tumor, antiinflammatory and antimicrobial effects. The bleaching and drying process are essential for the final product, causing chemical and physico-chemical impacts on the leaves. Unfortunately, due to the way that bleaching is carried out, it is common to have aggregation of pyroligneous compounds, such as PAHs, molecules widely associated with the development of cancer. Therefore, we sought to analyze the process chain of the leaves of yerba mate in order to seek a final product that is safer to health and with the highest amount of antioxidant compounds. For this, the behavior of the proximate composition and antioxidant activity in different processes of yerba mate was monitored through alternative bleaching, where the leaves were immersed in distilled water at 87 °C for 90 s. Dryings were carried out at 90, 100 and 110 °C, from mass measures performed during them, drying kinetics were obtained and used to determine a satisfactory descriptive mathematical model. Through statistical analysis, it was observed that, among the studied models, the Newton model was the one that best described the drying of yerba mate leaves, showing R2 between 0.9968 and 1.0000 and relative errors between 0.001 and 0.055. The proximate composition did not change significantly, either by traditional bleaching or by immersion in water. Thus, the mean values of 5.77 ± 0.74, 25.72 ± 2.41, 7.29 ± 1.64 and 6.90 ± 0.51% were obtained for ash, crude fiber, lipids and proteins, respectively. Analyzing the content of antioxidant activity by the methods using 2,2′-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), 2,2-Diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazin-1-yl (DPPH), ferric reducing ability of plasma ( FRAP) and total phenolic content (TF) were found to have an impact by the forms of bleaching and drying. The higher the drying temperature, the higher the levels of antioxidant activity were found. Taking the DPPH assay as an example, immersion bleached samples, that were dried after, presented antioxidant activity values from 283.50 ± 2.85 to 305.39 ± 5.98d μM ET g-1, while the in natura sample presented only 41.50 ± 2.60 μM ET g-1, however inferior to sapeco, with antioxidant activity between 336.61 ± 0.69 and 339.83 ± 2.91 μM ET g-1 Therefore, despite having lower values than traditional bleaching, immersion treatment can be a viable alternative during the yerba mate processing. Also, by means of a fuzzy inference system (FIS) and an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), it was possible to determine the amount of TF from experimental data of ABTS, DPPH and FRAP; showing absolute error mean, percentage error mean, and square error mean of 1.555, 0.105, and 8.239, respectively.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26006
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