UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS E ATIVIDADE DA PEROXIDASE E POLIFENOLOXIDASE EM GENÓTIPOS DE CUPUAÇU (Theobroma grandiflorum Willd ex-Spreng Schum) SUBMETIDOS AO CONGELAMENTO SALOMÃO ROCHA MARTIM MANAUS 2013 UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS SALOMÃO ROCHA MARTIM CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS E ATIVIDADE DA PEROXIDASE E POLIFENOLOXIDASE EM GENÓTIPOS DE CUPUAÇU (Theobroma grandiflorum Willd ex-Spreng Schum) SUBMETIDOS AO CONGELAMENTO Dissertação apresentada ao programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos, da Universidade Federal do Amazonas, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ciência de Alimentos. Orientadora: Profa Dra. Ila Maria de Aguiar Oliveira MANAUS 2013 Ficha Catalográfica (Catalogação realizada pela Biblioteca Central da UFAM) Martim, Salomão Rocha Características físico-químicas e atividade da peroxidase e M378c polifenoloxidase em genótipos de cupuaçu (Theobroma grandiflorum Willd ex-Spreng Schum) submetidos ao congelamento / Salomão Rocha Martim. - Manaus: UFAM, 2013. 69 f. : il. color. Dissertação (Mestrado em Ciência de Alimentos) –– Universidade Federal do Amazonas. Orientadora: Profª. Drª. Ila Maria de Aguiar Oliveira. 1. Cupuaçu – Processamento 2. Tecnologia de alimentos I. Oliveira, Ila Maria de Aguiar (Orient.) II. Universidade Federal do Amazonas III. Título CDU (2007): 633.74(043.3) ii SALOMÃO ROCHA MARTIM CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS E ATIVIDADE DA PEROXIDASE E POLIFENOLOXIDASE EM GENÓTIPOS DE CUPUAÇU (Theobroma grandiflorum Willd ex-Spreng Schum) SUBMETIDOS AO CONGELAMENTO Dissertação aprovada como requisito para a obtenção do título de Mestre em Ciência de Alimentos pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências dos Alimentos da Universidade Federal do Amazonas. BANCA EXAMINADORA Profa. Dra. Ila Maria de Aguiar Oliveira Universidade Federal do Amazonas (Presidente/Orientadora) Dra. Maria Aparecida Claret de Souza Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Membro) Prof. Dr. José Cardoso Neto Universidade Federal do Amazonas (Membro) Prof. Dr. José Merched Chaar Universidade Federal do Amazonas (Membro) Manaus, 30 de agosto de 2012 iii AGRADECIMENTOS A Deus que sempre me abençoou. A minha família pelo apoio incondicional. À professora Dra Ila Maria de Aguiar Oliveira por sua orientação impecável. À Dra Aparecida Claret de Souza pelo fornecimento das polpas de cupuaçu. Aos amigos sempre presentes. iv RESUMO No congelamento de polpas de frutas a atividade enzimática não é completamente cessada. Podem ocorrer mudanças sensoriais, nutricionais e de coloração devido à ação de enzimas oxidativas, como a peroxidase e a polifenoloxidase. Considerando que as polpas de cupuaçu congeladas, comercializadas no Brasil, têm um prazo de validade de um ano e tornam-se escurecidas ao longo deste período, objetivou-se neste estudo avaliar o efeito do tempo de congelamento nas características físico-químicas e nas atividades da polifenoloxidase e peroxidases solúvel e insolúvel presentes nas polpas de quatro novos genótipos de cupuaçu, durante doze meses. Os frutos dos genótipos de cupuaçu, desenvolvidos pela Embrapa Amazônia Ocidental, foram despolpados, congelados e armazenados à temperatura de -30 ºC. A polifenoloxidase das polpas dos quatro genótipos apresentou aumento na sua atividade com picos no sexto, nono e décimo mês e as peroxidases apresentaram oscilações na atividade enzimática. As propriedades físico-químicas das polpas apresentaram variações durante os doze meses de armazenamento sob congelamento. O teor de vitamina C dos genótipos D 28-10 e P 3-10 diminuiu a partir do 4º e 10º mês, respectivamente. Por outro lado os genótipos B 28-7 e P 9-8 permaneceram estáveis. Em relação à acidez em ácido cítrico, as amostras B-28-7, D 28-10 e P 9-8 não diferiram, havendo redução no genótipo P 3-10. O valores de pH e sólidos solúveis totais de todos os genótipos diminuíram ao longo do período avaliado. Houve aumento na concentração de açúcares das polpas dos genótipos B 28-7, P 3-10 e P 9-8, com exceção da amostra D 28-10 que permaneceu inalterada. Todos os genótipos apresentaram-se dentro dos padrões físico-químicos exigidos pela legislação, com exceção do genótipo P 3-10 que apresentou acidez inferior. Em relação aos parâmetros enzimáticos, houve variações na atividade das peroxidases e polifenoloxidases de todos os genótipos avaliados. Palavras-chave: Theobroma grandiflorum, escurecimento enzimático, frutos amazônicos v ABSTRACT During the freezing of fruits pulps, the enzyme activity is not finished completely. Sensory, nutritional and coloring changes may occur on fruits due to the action of oxidative enzymes such as peroxidase and polyphenoloxidase. The frozen cupuaçu pulps, sold in Brazil, have a shelf life of one year and become browned during this period. The aim of this study was to evaluate the effect of frozen storage on the physicochemical characteristics, polyphenoloxidase activity and soluble and ionically bound peroxidases presented in the pulps of four new cupuaçu genotypes over twelve months. The cupuaçu genotypes developed by the West Amazonian Agroforestry Research Center (EMBRAPA) were pulped, frozen and stored at – 30 °C. The polyphenoloxidase of the four cupuaçu genotypes showed an increase in activity according to the storage time with peaks in the sixth, ninth and tenth months, but the peroxidases exhibited oscillations in the enzyme activity. The physicochemical properties of the pulps showed variations during the twelve months of storage under freezing. The vitamin C content of D 28-10 and P 3-10 genotypes decreased from the fourth and tenth months, respectively. Moreover P 9-8 e B 28-7 genotypes remained stable. In relation the acidity of citric acid, the B-28-7, D 28-10 and P 9-8 samples were not different, but P 3-10 genotype presented a reduction. The pH and total soluble solids of all genotypes decreased over the study period. There was an increase in sugar concentration of B 28-7, P 3-10 and P 9-8 genotypes, except for D 28-10 sample which remained unchanged. All genotypes were in accordance with physical-chemicals standards required by legislation, except for P 3-10 genotype that showed a lower acidity. In respect of the enzymatic parameters, there were variations in the activity of peroxidase and polyphenoloxidases of all genotypes. Keywords: Theobroma grandiflorum, enzymatic browning, amazonian fruits vi LISTA DE FIGURAS TABELAS, QUADROS E FLUXOGRAMAS Tabela 1. Composição físico-química da polpa de cupuaçu ......................................................... 16 Figura 1. Mecanismo de oxidação do guaiacol. ............................................................................ 22 Quadro 1. Fontes vegetais de peroxidase ...................................................................................... 24 Figura 2. Mecanismo de oxidação da polifenoloxidase. ............................................................... 29 Quadro 2. Fontes vegetais de polifenoloxidase ............................................................................ 30 Fluxograma 1. Etapas do processamento e análises das amostras de polpa de cupuaçu. ............. 36 Tabela 1. Efeito do tempo de congelamento na composição físico-química da polpa de cupuaçu- Genótipo B 28-7 ............................................................................................................................ 59 Tabela 2. Efeito do tempo de congelamento na composição físico-química da polpa de cupuaçu- Genótipo D 28-10 ......................................................................................................................... 60 Tabela 3. Efeito do tempo de congelamento na composição físico – química da polpa de cupuaçu – Genótipo P 3. 10 ........................................................................................................................ 60 Tabela 4. Efeito do tempo de congelamento na composição físico-química da polpa de cupuaçu- Genótipo P 9-8 .............................................................................................................................. 61 Figura 1. Atividade da peroxidase insolúvel nos genótipos de cupuaçu armazenados sob congelamento ................................................................................................................................ 63 Figura 2. Atividade da peroxidase solúvel nos genótipos de cupuaçu armazenados sob congelamento ................................................................................................................................ 64 Figura 3. Atividade da polifenoloxidase nos genótipos de cupuaçu armazenados sob congelamento ................................................................................................................................ 65 vii LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS M Metro Cm Centímetro mg Miligrama G Grama % Porcentagem Kg Quilograma Mm Milímetro Cv Cultivar °C Graus Celsius POD Peroxidase H O Peróxido de hidrogênio 2 2 H Hora TPO Peroxidase tireoidiana PFO Polifenoloxidase Km Quilômetro M Molar mL Mililitro EDTA Ácido Etilenodiaminatetraacético CaCl Cloreto de Cálcio 2 PEG Polietilenoglicol ART Açúcares Redutores Totais NaOH Hidróxido de sódio SN Somogyi e Nelson DFI 2,6-diclorofenolindofenol kPa Kilopascal viii SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 10 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 12 2.1 Distribuição geográfica e características botânicas do cupuaçu ................................................. 12 2.2 Importância comercial e composição físico-química do cupuaçu .............................................. 14 2.3 Congelamento ............................................................................................................................. 18 2.4 Peroxidase ................................................................................................................................... 21 2.5 Polifenoloxidase .......................................................................................................................... 28 3 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 35 3.1 Geral ............................................................................................................................................ 35 3.2 Específicos .................................................................................................................................. 35 4 METODOLOGIA ................................................................................................................ 36 4.1 Modelo de estudo ........................................................................................................................ 36 4.2 Amostras dos frutos .................................................................................................................... 36 4.3 Processamento e análises ............................................................................................................ 36 4.3.1 Seleção e lavagem dos frutos .............................................................................................. 37 4.3.2 Obtenção das polpas............................................................................................................ 37 4.3.3 Armazenamento das polpas ................................................................................................ 37 4.4 Análises enzimáticas e físico-químicas ....................................................................................... 37 4.4.1 Análises enzimáticas ........................................................................................................... 38 4.4.2 Análises fisico-químicas ..................................................................................................... 38 5 ANÁLISE ESTATÍSTICA ................................................................................................... 38 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 40 7. RESULTADOS ..................................................................................................................... 54 7.1 Artigo submetido à revista Semina Ciências Agrárias (qualis B1) ............................................. 54