Concentração de compostos fenólicos do suco de morando (Fragaria x. ananassa Duch.) por nanofiltração

Abstract

O morango (Fragaria x ananassa Duch.) é um fruto consumido mundialmente devido a sua cor, sabor atrativo e seu valor nutricional. Seu consumo é, principalmente, in natura porém também é encontrado em produtos derivados. Além disso, é considerado um alimento funcional devido a sua atividade biológica relacionada ao teor de compostos fenólicos e antocianinas. Um dos problemas na produção e distribuição do morango é a sua alta perecibilidade, relacionada aos altos valores de produção em determinadas épocas do ano. Esta elevada produção torna necessário o processamento de maneira a se reduzir as perdas pelo excesso de produção. Neste contexto, os processos de separação por membranas se mostram como uma alternativa para a produção de suco de morango com boa qualidade sensorial e nutricional. O objetivo deste trabalho foi concentrar os compostos fenólicos presentes no suco de morango utilizando-se membranas de microfiltração e nanofiltração. O suco foi extraído em centrífuga de alimentos e posteriormente concentrado por dois processos distintos: (1) somente nanofiltração (NF SN) e (2) processo conjugado de microfiltração e posterior nanofiltração (NF MF). Amostras de permeado e retido (concentrado) foram avaliadas quanto a cor, pH, compostos fenólicos totais (FT), atividade antioxidante pelos métodos de DPPH e ABTS e antocianinas totais (AT). A estabilidade dos compostos fenólicos durante o processamento foi monitorada pela análise de FT realizada em intervalos de 10 minutos. A partir dos resultados obtidos, observa-se que ambos os processos realizados, (1) NF SN e (2) NF MF apresentaram fluxo permeado em torno de 1 L.h-1.m-² no estado pseudo-estacionário. Ambos os processos estudados alcançaram valores de rejeição para os FT e AT superiores a 97%. Verificou-se, também, que os compostos fenólicos não sofreram degradação durante o processamento. Além disso, não foi observada redução da atividade antioxidante dos FT presentes no suco. Durante o processo de concentração, a principal resistência ao fluxo permeado foi a polarização por concentração para a NF. Por outro lado, para o processo de MF observou-se uma influência maior do fouling. Os modelos matemáticos utilizados para análise de fluxo permeado e bloqueio de poros se mostraram capazes de predizer a redução do fluxo permeado, com ajustes de modelo (R²) superiores a 0,97. Com exceção do concentrado do processo (1), que apresentou comportamento pseudoplástico, todas as demais frações (permeado e alimentação ? NF14SN; permeado, alimentação e concentrado ? NF MF) apresentaram comportamento Newtoniano. Todas as frações apresentaram bons ajustes aos modelos utilizados. Elevados valores de retenção de compostos fenólicos foram alcançados em ambos os processos. Os processos de separação por membranas se mostram alternativas promissoras para a produção de suco de morango concentrado com elevado valor nutricional.<br>

Abstract : Strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) is a worldwide consumed fruit due to its attractive colour and flavour, in addition to its high nutritional value. The strawberry fruits are consumed in natura or as processed products, furthermore, they are considered functional foods due to their biological activity related to the content of anthocyanins and phenolic compounds. One problem of the production and distribution of strawberry is its high perishability related to the high production values at certain times of the year. In this context, the processing becomes necessary to reduce losses by excessive production. Membrane separation processes are one alternative for the strawberry juice production with high sensory and nutritional quality. The aim of this study was to concentrate phenolic compounds of strawberry juice using microfiltration and nanofiltration polymeric membranes. The juice was obtained on juicer and subsequently concentrated by two different processes: (1) only nanofiltration (NF) and (2) conjugate process microfiltration (MF) and nanofiltration. Samples of permeate and concentrate were evaluated regarding colour, pH, total phenolic compounds (FT), antioxidant activity by DPPH and ABTS methods and total anthocyanins (AT). The stability of the phenolic compounds during processing was monitored by FT analysis performed every 10 min for the concentrate and permeate. Both processes, (1) NF and (2) MF and NF presented pseudo stationary permeate flux around 1 L.h-1.m-². Both processes presented rejection values above 97%. The phenolic compounds did not showed degradation during the tested processes. Besides that, no reduction on antioxidant activity was observed in the strawberry juice. For the period of the concentration process, the main resistance to permeate flux was the polarization concentration to NF, in contrast to the MF process where larger influence of fouling was observed. The mathematical models used to analyse the permeate flux and pore blocking evidenced being capable to predict the reduction of permeate flux, with model fit (R²) greater than 0,97. Except concentrate of process (1) which presented pseudoplastic behaviour, all other fractions showed Newtonian behaviour. All fractions showed good fit to the rheological models. Considering these results, the processes present high rejection values for the phenolic compounds, which makes this process an alternative for the strawberry juice production with higher nutritional value.