Inativação térmica das enzinas polifenoloxidase e peroxidase em forno esteira e efeitos sobre a cor da erva-mate (Ilex paraguariensis)

Abstract

A definição da cor verde da erva-mate comercializada no Brasil é obtida no processo de sapeco, que inativa as enzimas óxido redutases do mate. No sapeco, a erva-mate é submetida à temperatura elevada das chamas, do mesmo modo como era realizado pelos primeiros exploradores desta matéria prima. A falta de controle na temperatura deste processo acarreta na contaminação do produto por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), por pirólise do produto ou carreamento da fumaça. Visando sugerir um sistema ideal de sapeco, foi desenvolvido um sapecador elétrico, forno esteira, com o qual foi estudada a inativação térmica das enzimas polifenoloxidase e peroxidase da erva-mate. As condições testadas em laboratório seguiram a definição das proporções folhas e talos, empregadas nas unidades industriais do município de Catanduvas, SC, bem como, as amostras foram caracterizadas quanto à composição centesimal. As amostras de erva-mate estudadas neste trabalho apresentaram os seguintes teores de proteína (14,19 ± 0,62 g/100g), extrato etéreo (9,01 ± 1,10 g/100g), cinzas (6,00 ± 0,29 g/100g), fibra bruta (6,00 ± 0,29 g/100g) e glicídeos (48,30 ± 2,07 g/100g). A erva-mate como matéria prima apresentou densidade aparente de 27,43 ± 6,04 kg/m3 e, proporção folhas/talos de 1,79 ± 0,29. A matéria prima apresenta irregularidades em suas dimensões a serem consideradas em futuros projetos industriais, a cinética de inativação térmica das enzimas nas folhas deve levar em consideração estas irregularidades. O forno esteira foi caracterizado em relação às condições de operação. O forno atingiu estabilidade térmica após 90 min. A temperatura de ajuste não correspondeu à temperatura real do forno esteira. O efeito da temperatura sobre o tempo de residência foi mais acentuado nas menores freqüências. Neste trabalho, foi avaliado o efeito do sapeco em forno esteira, sem contato direto com as chamas, na inativação das enzimas, a cor e a degradação da clorofila da erva-mate. A POD apresentou maior termo estabilidade em relação a PFO. Os modelos bifásico e por etapas consecutivas apresentaram os melhores ajustes aos dados de inativação térmica da POD (R2=0,99) para a condição estudada. A erva-mate processada em forno esteira foi comparada com a erva-mate processada em escala industrial. Foi verificado que em forno esteira, a temperatura de 255 ºC, por 20 segundos, pode substituir a operação de sapeco industrial. Este binômio tempo temperatura tem a vantagem significativa sobre a cor verde e minimização da degradação da clorofila, além de representar uma redução significativa na temperatura de processamento tradicionalmente empregada na operação industrial de sapeco da erva-mate.

The green colouring of the mate marketed in Brazil is obtained by submitting mate leaves to the high temperatures of flames. This traditional process is known as sapeco and it inactivates the oxide reductase enzymes in mate tea. The sapeco process is carried out in the same manner as it used to be carried out by the first exploiters of this raw material. Since there is no temperature control in this process, the product is eventually contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), by pyrolysis of the product, or by deposition of smoke. Aiming to suggest an ideal system of sapeco that can avoid these contaminants, an electric conveyor oven was developed and the thermal inactivation of polyphenoloxidase and peroxidase enzymes in mate was studied when performed with such conveyor oven. The conditions tested in laboratory followed the same proportion of leaves to twigs as that applied in the industrial units of the municipal district of Catanduvas, SC. Also, the samples were characterized in relation to their centesimal composition. The mate samples studied in this work showed the following contents: protein (14.19 ± 0.62 g/100g), ethereal extract (9.01 ± 1.10 g/100g), ashes (6.00 ± 0.29 g/100g), crude fibres (6.00 ± 0.29 g/100g), and total carbohydrates (48.30 ± 2.07 g/100g). Mate as raw material showed a apparent density of 27.43 ± 6.04 kg/m3 and a leaves to twigs proportion of 1.79 ± 0.29. There are irregularities in the dimensions of this raw material to be considered in future industrial projects; the kinetics of thermal inactivation of the enzymes in the leaves should take these irregularities in consideration. The conveyor oven was characterized in relation to operating conditions. The oven has reached thermal stability after 90 min. The settled temperature did not match the real temperature. The effect of temperature on the residence time was more pronounced in the lower frequencies The effect of the sapeco on the inactivation of the enzymes, the colour, and the chlorophyll degradation in mate was evaluated in this work, where the sapeco was performed in a conveyor oven, without any direct contact with the flames. POD presented more thermal stability than PFO. The biphasic and consecutive steps models showed the best adjustment to the data of thermal inactivation of POD (R2=0.99) in the condition studied. The mate processed in the conveyor oven was compared with mate processed in industrial scale. The results showed that the sapeco performed in the conveyor oven at a temperature of 255 ºC for 20 seconds can substitute the process of industrial sapeco. This time-temperature binomial has a significant advantage on the green colour and on the minimization of chlorophyll degradation, besides representing a significant reduction in the processing temperature traditionally used in the industrial sapeco of mate.