15 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PROGRAMA DE PÓS …

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA

TICIANA DE BRITO LIMA

CULTIVO DA ALGA MARINHA VERMELHA Solieria filiformis (Kützing) P.W.

Gabrielson: TEXTURA DE GÉIS AQUOSOS E LÁCTEOS.

FORTALEZA 2012




FORTALEZA 2012

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa

de Pós-graduação em Bioquímica da Universidade

Federal do Ceará, como requisito parcial para

obtenção do Título de Mestre em Bioquímica.

Orientadora: Prof.ª Dra. Norma Maria Barros Benevides

Coorientadora: Prof.ª Dra. Márjory Lima Holanda




Aprovada em: 14 / 09 / 2012.

BANCA EXAMINADORA

Profa. Dra. Norma Maria Barros Benevides (Orientadora)

Universidade Federal do Ceará (UFC)

Profa. Dra. Márjory Lima Holanda (Coorientadora)

Universidade Federal do Ceará (UFC)

_____________________________________________________

Prof. Dra. Stella Regina Sobral Arcanjo

Universidade Federal do Piauí (UFPI)

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa

de Pós-Graduação em Bioquímica da Universidade

Federal do Ceará, como requisito parcial para

obtenção do Título de Mestre em Bioquímica. Área de

concentração: Bioquímica Vegetal.

Aos meus pais, Lima e Marillac.

Ao meu esposo Luis Hemílio e meu filho João Arthur.

AGRADECIMENTOS

A Deus, pela saúde, fortaleza e suporte, em todos os momentos da minha vida.

A Profª. Norma Maria Barros Benevides pela oportunidade de aprendizagem,

confiança e orientação, contribuindo para meu crescimento profissional.

A Profª. Márjory Lima Holanda pelos ensinamentos, apoio e amizade.

A Profª. Stella Regina Sobral Arcanjo, por gentilmente integrar a banca examinadora

deste trabalho.

A EMBRAPA Agroindústria Tropical por permitir a realização das análises de textura

nas suas instalações.

Ao pesquisador da EMBRAPA Hílton César Magalhães pelo profissionalismo, apoio

e ensinamentos.

A Associação dos Produtores de Algas de Flecheiras e Guajirú (APAFG), em

especial aos pescadores Eridan e Raimundão por todos os ensinamentos e

dedicação na execução desse trabalho.

A todos do Laboratório de Carboidratos e Lectinas (Carbolec): Ana Luíza Quinderé,

Ariévilo Rodrigues, Chistiane Oliveira, Edfranck Vanderlei, Fabíula Moura, Felipe

Barros, Gabriela de Paula, Gardênia Mendonça, Gerardo Carneiro, Ianna de Araújo,

Ismael de Queiroz, Luana Silva, Renata, Natássia Ribeiro, Ricardo Silva, Ticiana

Abreu, Willame Silva e Ygor Eloy.

Em especial aos amigos Neto Silva, Jane de Fátima e Tricya Magalhães pela

amizade incondicional e valorosa contribuição nesta conquista.

A amiga Erika Bessa por toda dedicação, cumplicidade e pela linda amizade em

todos os momentos importantes da minha vida.

Aos amigos do grupo JESUS, Sônia Zeferino, Sueli Zeferino, Lídia Maria, Débora

Brasileiro, Helena Priscila, Euterla Maria, Alexandra Silva, Márcia Regina, Priscila,

Carina, Lita e Suzane pelos momentos maravilhosos e amizade verdadeira

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, por terem

contribuído com o meu crescimento estudantil, profissional e pessoal. Aos colegas

do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular.

Aos meus pais Lima e Marillac, a quem dedico todas as minhas conquistas. A minha

irmã Tatiana, meu cunhado Evaldo e minha sobrinha Maria, por todos os momentos

de alegria proporcionados.

Aos dois homens da minha vida, por todo amor, companheirismo, dedicação e por

me fazerem a mulher mais feliz do mundo: Luis Hemilio e João Arthur. Amo para

todo o sempre...

À Universidade Federal do Ceará (UFC); ao Programa de Pós-Graduação em

Bioquímica; ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

(CNPq), pelo apoio financeiro com a manutenção de custeio de projetos

desenvolvidos no Carbolec; também ao RENORBIO e à Fundação Cearense de

Amparo à Pesquisa (FUNCAP), pelo custeio de bolsas de pesquisa e projetos

desenvolvidos no Carbolec.

RESUMO

A alga marinha vermelha Solieria filiformis, abundante no litoral cearense,

biossintetiza, dentre outros polissacarídeos, um ficocolóide denominado

carragenana de grande importância comercial devido às suas propriedades

espessantes, estabilizantes e gelificantes. No Brasil, espécies exóticas de algas

marinhas vêm sendo cultivadas em escala comercial com o objetivo de suprir a

demanda industrial desse ficocolóide. O objetivo desse trabalho foi analisar a textura

de géis aquosos e lácteos elaborados com ι-carragenana extraída da alga S.

filiformis, cultivada no litoral cearense através da técnica de esporulação natural,

com a finalidade de estabelecer um comparativo entre esses géis e aqueles

elaborados com carragenanas comerciais (ι e κ carragenanas). As algas foram

cultivadas através de esporulação natural, onde mensalmente estruturas de PVC (25

mm) de tamanho 25 x 44 cm, contendo cada uma única corda de nylon (10 mm) de

23 m de comprimento foram mantidas em profundidades de 1 e 2 m durante um

período de nove meses. Para extração da ι-carragenana foram coletadas em ambas

profundidades amostras da alga S. filiformis dos bastidores que apresentaram maior

e menor biomassa, determinadas para a estação chuvosa (Janeiro- 26,2 Kg e Abril-

46,5 Kg) e seca (Outubro- 53,0 Kg e Novembro- 31,7 Kg). Inicialmente, as algas

foram secas, trituradas em moinho elétrico e submetidas à extração aquosa (1,5%

m⁄v), sob agitação a cada 20 minutos, em banho-maria a 90 ºC durante 4 h. Os

homogenatos foram filtrados em tecido de nylon, os resíduos descartados. Os

filtrados foram submetidos a uma filtração à vácuo em funil de placa sinterizada, e as

carragenanas obtidas foram congeladas, liofilizadas e pesadas. Os maiores

rendimentos de ι-carragenana obtidos foram das algas coletadas dos bastidores que

acumularam esporos no período seco (35,6%- Novembro 2M a 45,3%- Outubro 1M),

enquanto as algas que acumularam no período chuvoso apresentaram os menores

rendimentos (29,6%- Abril 1M a 33,8%- Abril 2M). Já os teores de açúcares totais

variaram entre 37,6 e 50,5% e os teores de sulfato das carragenanas variaram de

21,6 a 33,3%, de acordo com os teores já verificados para carragenanas do tipo ι. A

textura dos géis aquosos na presença de CaCl2 0,1% e lácteos preparados com as ι-

caragenanas de S. filiformis e caragenanas comerciais nas concentrações de 0,5 e

1,5%, foram analisados quanto a firmeza, adesividade, coesividade, elasticidade,

gomosidade e mastigabilidade. Todas as amostras com ι-carragenanas de S.

filiformis dos bastidores obtiveram valores de firmeza, gomosidade e mastigabilidade

superiores aos encontrados para ι-carragenana comercial. Os bastidores de

novembro das amostras com ι-carragenanas de S. filiformis obtiveram os maiores

valores no parâmetro de firmeza para os géis aquosos e lácteos quando

comparados aos géis comerciais. Adesividade, elasticidade e coesividade

mostraram valores próximos aos encontrados para ι-carragenana comercial. Os

resultados obtidos para firmeza e mastigabilidade da κ-carragenana foram

superiores quando comparados a ι-carragenana de S. filiformis e ι-carragenana

comercial. Os géis formulados com leite reconstituído obtiveram resultados de

firmeza superiores aos formulados com solução de cloreto de cálcio 0,1%, devido às

interações entre as proteínas do leite e a ι-carragenana. Com os dados obtidos

pode-se concluir que a utilização da ι-carragenana de S. filiformis oriunda de cultivo

por esporulação natural é capaz de formar géis mais firmes quando comparada a ι-

carragenana comercial, podendo gerar economia através da utilização de

concentrações de carragenana inferiores a comercial, para se obter a firmeza

desejada para um produto.

Palavras-chave: esporulação natural; Solieria filiformis; carragenana; perfil de textura

ABSTRACT The red seaweed Solieria filiformis, abundant in Ceará, biossintetiza, among other

polysaccharides, phycoloide called carrageenan of great commercial importance

due to its properties thickeners, stabilizers and gelling agents. In Brazil, exotic

species of marine algae are being grown on a commercial scale in order to meet

the demand of industrial phycoloide. The aim of this study was to analyze the

texture of aqueous gels made with milk and carrageenan extracted from seaweed

S. filiformis, cultivated in Ceará through sporulation natural technique, in order to

establish a comparison between these gels and those prepared with commercial

carrageenans (iota and kappa carrageenan). The algae were grown through

sporulation natural, where monthly PVC structures (25 mm) in size 25 x 44 cm,

each containing a single nylon cord (10 mm) of 23 m length were kept at depths

of 1 and 2 m over a period of nine months. For extraction of carrageenan were

collected at both depths seaweed samples S. filiformis backstage with higher and

lower biomass, some for the rainy season (January and April) and dry (October

and November). Initially, the algae were dried, crushed in electric grinder and

subjected to aqueous extraction (1.5% m / v), stirring every 20 minutes in a water

bath at 90 °C for 4 h. The homogenates were filtered through nylon cloth, the

waste discarded. The filtrates were subjected to filtration on a vacuum funnel

sintered plate, and carrageenans obtained were frozen, lyophilized and weighed.

The highest yields were obtained from carrageenan seaweed collected from the

scenes that have accumulated during the dry spores (35.6% - November 2M to

45.3% - October 1M), while the algae that accumulated during the rainy season

had the lowest incomes (29 6% - April 1M to 33.8% - April 2M). In contrast, levels

of total sugars ranged between 37.6 and 50.5% and the content of carrageenan

sulfate ranged from 21.6 to 33.3% according to the levels already checked to

carrageenans of the iota type. The texture of aqueous gels in the presence of

CaCl2 and 0.1% milk prepared with carrageenan S. filiformis and commercial

concentrations of 0.5 and 1.5%, were analyzed for firmness, adhesiveness,

cohesiveness, springiness, gumminess and chewiness. All samples with

carrageenan derived from S. filiformis backstage obtained values of firmness,

gumminess and chewiness than those found for ι-carrageenan commercial.

Backstage November had the highest values in the parameter of firmness for

aqueous gels and compared to ι-carrageenan commercial dairy. Adhesiveness,

elasticity and cohesiveness showed values close to those found for ι-carrageenan

commercial. The results for firmness and chewiness of κ-carrageenan were

superior when compared to commercial car ι-carrageenan and S. filiformis. The

gels formulated with milk obtained results strongly higher than those formulated

with a solution of calcium chloride 0.1% due to interactions between the proteins

and the milk carrageenan. With the data obtained it can be concluded that the use

of carrageenan S. filiformis derived by sporulation natural cultivation is capable of

forming gels when compared to stronger ι-carrageenan commercial could

generate savings through the use of lower concentrations of the carrageenan

commercial, to obtain the desired firmness of a product.

Keywords: natural sporulation; Solieria filiformis; carrageenan; texture profile

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Estrutura básica repetitiva de carragenanas com unidades

D-alternantes .......................................................................... 19

Figura 2 - Representação esquemática da gelificação das

carragenanas (Segundo Genu Ltd., 1985) ................................ 21

Figura 3 - Alga Marinha Vermelha Solieria filiformis (Kützing) P.W.

Gabrielson (Rhodophyta, Gigartinales, Solieriaceae) ............... 30

Figura 4 - Localização da área de cultivo - Praia de Flecheiras,

Ceará, Brasil .............................................................................. 32

Figura 5 - Visão geral do módulo utilizado com os dois

bastidores nas duas profundidades .......................................... 33

Figura 6 - Estrutura utilizada na esporulação natural. A= bastidor

pronto; B= fixação dos esporos; C= formação dos

microtalos; D= corda estendida ................................................. 34

Figura 7 - Esquema de extração da carragenana semi-refinada

da alga marinha S. filiformis ....................................................... 36

Figura 8 - Exemplo de curva para a determinação dos parâmetros

de Análise Instrumental do Perfilo de Textura (TPA) .................. 39

Figura 9 - Firmeza dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada

da alga Solieria filiformis e ιιιι-carragenana comercial .................... 45

Figura 10 - Firmeza dos géis aquosos de ιιιι e κ-carragenanas

comerciais ..................................................................................... 46

Figura 11 - Adesividade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana

semi-refinada da alga Solieria filiformis e

ιιιι-carragenana comercial ............................................................... 47

Figura 12 - Elasticidade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana



Figura 13 - Coesividade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana



Figura 14 - Gomosidade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana



Figura 15 - Mastigabilidade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana



Figura 16 - Firmeza dos géis lácteos de ιιιι-carragenana



Figura 17 - Adesividade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana



Figura 18 - Elasticidade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana



Figura 19 - Coesividade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana



Figura 20 - Gomosidade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana



Figura 21 - Mastigabilidade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana



LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Definições instrumentais, físicas e sensoriais dos

parâmetros do perfil de textura ..................................................... 23

Tabela 2 - Cultivo de S. filiformis no mar através do método de

esporulação natural em bastidores: início e períodos

de captação de esporos e crescimento da alga .......................... 33

Tabela 3 - Rendimentos e teores de carboidratos totais e sulfato das

ιιιι-carragenanas semi-refinadas da alga marinha S. filiformis

coletada de bastidores selecionados nas estações seca

e chuvosa .................................................................................... 43

Tabela 4 - Parâmetros de análise do perfil de textura dos géis aquosos

e lácteos da κ-carragenana comercial nas concentrações

de 0,5 e 1,5% ............................................................................... 54

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CaCl2 Cloreto de Cálcio

°C Grau centígrado

g grama

h hora

ha

ι

J

κ

λ

Hectare

Iota

Joule

Kappa

Lambda

µg Micrograma

µL

µm

Microlitro

Micrômetro

m Metro

mg Miligrama

min Minuto

mL Mililitro

nº

N

%

Sf

TPA

ton

Número

Newton

Porcentagem

Solieria filiformis

Análise de Perfil de Textura

Tonelada

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................... 15

1.1 As Algas Marinhas e sua Importância Ecológica ......................... 15

1.2 Importância Econômica ............................................................. 17

1.3 Carragenanas ............................................................................ 18

1.3.1 Reatividade com Proteínas ......................................................... 21

1.4 Caracterização de Textura .......................................................... 22

1.5 Cultivo de Algas Marinhas .......................................................... 25

2 OBJETIVOS ............................................................................... 29

2.1 Geral ........................................................................................... 29

2.2 Específicos ................................................................................. 29

3 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................... 30

3.1 Materiais ...................................................................................... 30

3.1.1. Alga Marinha Solieria filiformis ..................................................... 30

3.1.2 Reagentes e outros materiais ....................................................... 30

3.2 Métodos ...................................................................................... 31

3.2.1 Cultivo da Alga Marinha S. filiformis ............................................. 31

3.2.2 Extrações Aquosas da Carragenana S. filiformis ........................ 34

3.2.3 Análises Químicas ....................................................................... 36

3.2.4 Elaboração dos géis aquosos e lácteos....................................... 37

3.2.5 Analise do perfil de textura dos géis aquosos e lacteos................ 37

3.2.6 Análises estatísticas ..................................................................... 39

4 RESULTADOS E DISCURSÃO..................................................... 40

4.1 Rendimentos de ι-Carragenana e Análises Químicas ................. 40

4.2 Perfil de Textura dos géis aquosos............................................... 44

4.3 Perfil de Textura dos géis lácteos ................................................ 51

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................... 59

6 CONCLUSÃO ................................................................................ 60

7 REFERÊNCIAS ............................................................................. 61

15

1. Introdução

1.1 As Algas Marinhas e sua Importância Ecológica

O termo "Alga" refere-se a uma grande variedade de organismos que são, na

sua maioria, remotamente relacionados uns aos outros, sendo, então, um grupo

polifilético, que possui representantes nos Domínios Eubacteria e Eukarya. Além

disso, sendo produtores primários, as algas têm semelhantes funções biológicas e

ecológicas como as plantas, mas não compartilham uma história evolutiva comum e

sua bioquímica difere significativamente (STENGEL; CONNAN; POPPER, 2011).

As algas estão dispostas em onze Divisões, segundo critérios químicos,

citológicos e morfológicos, que estão relacionados aos tipos e às combinações de

pigmentos fotossensibilizantes presentes; à natureza química das substâncias de

reserva e das paredes celulares; à ausência ou à presença de flagelos; ao padrão e

ao curso da mitose e da citocinese; à presença ou à ausência de membrana no

retículo endoplasmático e ao tipo e à complexidade de ciclo de vida. Esses

organismos variam bastante no tamanho, podendo apresentar de 3-10 µm como as

algas unicelulares (microalgas) até mais de 70 m de comprimento como as gigantes

kelps (macroalgas) e encontram-se distribuídos em diferentes habitats: oceanos,

corpos de água doce, solos, rochas e superfície de vegetais (CARVALHO; ROQUE,

2000).

As algas são predominantemente aquáticas, sendo encontradas no mar, em

águas estuarias, dulcíolas e em superfícies úmidas. Sua distribuição depende da

temperatura e salinidade da água, disponibilidade de luz solar, correntes dos

oceanos e das condições físicas e químicas afins (RAVEN; EVERT; EICHORN,

1996).

Nos sistemas aquáticos as algas incorporam energia solar em biomassa,

produzem o oxigênio que é dissolvido na água e usado pelos demais organismos

aquáticos, atuam na mineralização e no ciclo dos elementos químicos e servem

como alimento para animais herbívoros e onívoros. Ao morrerem, seus constituintes

químicos sofrem transformações nos sedimentos, são solubilizados e reciclados na

água. Estas diferentes "funções" desempenhadas pelas algas nos sistemas

aquáticos dependem da temperatura, da intensidade da radiação solar, da

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concentração de nutrientes na água e da alimentação dos animais presentes no

sistema (VIDOTTI; ROLLEMBERG, 2004).

As algas participam naturalmente na reciclagem de nutriente e tratamento de

resíduos e reagem às mudanças na qualidade da água, portanto, pode ser utilizada

como biomonitores de eutrofização (WERLINGER, 2004). Como espécies

representativas do nível trófico inferior, as algas são organismos ecologicamente

importantes, porque servem como fonte de alimento fundamental para outras

espécies aquáticas e ocupam, assim, uma posição única entre os produtores

primários. Elas também constituem um elo importante na cadeia alimentar e

essenciais à “economia” dos ambientes aquáticos como alimentos (VIDOTTI;

ROLLEMBERG, 2004), sendo, portanto utilizadas como alimentos para os

herbívoros e, indiretamente para os carnívoros e consideradas importantes

produtores primários de oxigênio e de matéria orgânica em ambientes costeiros

através de suas atividades fotossintéticas (CHOPIN; SAWHNEY, 2009).

Há cerca de 8000 espécies de algas vermelhas, a maioria das quais são de

origem marinha. Estas são encontradas em profundidades de 40 a 250 m. Algas

vermelhas são consideradas como a fonte mais importante de muitos metabolitos

biologicamente ativos, em comparação com as outras classes de algas (ALI, 2010).

Além disso, biossintetizam moléculas de alta massa molecular, na sua maioria

polissacarídeos contendo galactose (galactanas) e denominados ficocolóides, que

desempenham funções tecnológicas importantes para diferentes indústrias como

farmacêuticas, químicas, de alimentos, etc (VAN DE VELDE et al., 2002). Dentre

esses ficocolóides estão as agaranas e carragenanas que impregnam a parede

celular das algas e estão envolvidas na permeabilidade seletiva das células. Esses

polissacarídeos, quando presentes nas algas que vivem na zona entre - marés,

supostamente protegem-nas contra a dessecação durante as marés baixas

(TRIPODI; DE MASI, 1975). Na parede celular das células reprodutivas, esses

polissacarídeos, por sua natureza higroscópica, desempenham também um

importante papel na liberação dos esporos e gametas (BOUZON; MIGUENS;

OLIVEIRA, 2000).

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1.2 Importância Econômica

O cultivo de algas é uma atividade que surgiu na China como uma forma

alternativa de obtenção de alimento e assim permaneceu por um longo período

sendo utilizadas na forma in natura, até a sua comercialização se intensificar e,

posteriormente, a indústria processar seus ficocolóides, surgindo assim uma grande

diversidade de utilização das algas na forma in natura e de seus produtos. A

produção de algas cultivadas na China cresceu na última década, com 6,1 milhões

de ton em 1995, representando hoje 86% da oferta mundial de algas, tendo sido

exportadas principalmente para a República da Coréia e Japão. A República da

Coréia, por sua vez, exportou os gêneros de algas vermelha (Porphyra) e marrom

(Undaria) para o Japão (21.000 ton cada). Já o mercado europeu importou 58.000

ton de algas, em especial das Filipinas, Chile e Indonésia (OLIVEIRA, 2005).

No Brasil a partir da década de 70, tiveram início os primeiros estudos sobre o

aproveitamento econômico das algas que objetivaram analisar os seguintes fatores:

aceitabilidade das diferentes espécies de algas pelos diferentes grupos étnicos,

distribuição em seus respectivos habitats e ainda as diferenças químicas e físicas

existentes entre as espécies (ROBINSON, 1980). A crescente demanda do mercado

de hidrocolóides motivou estudos sobre o potencial econômico de bancos naturais

de algas marinhas da costa brasileira e apontaram a alga Hypnea musciformis como

uma espécie viável para a extração de κ-carragenana. Atualmente, o nordeste

brasileiro possui instalações industriais para a produção de ágar e kappa-

carragenana refinados, sendo provenientes de bancos naturais de algas da referida

região, limitando-se a produzir somente 10 ton/mês temendo a escassez das

espécies (FURTADO, 2004).

No Brasil, três empresas nacionais vêm processando agaranas e

carragenanas: a Griffith do Brasil, com sede em Mogi das Cruzes (São Paulo), que

importa algas das Filipinas; a Agar Gel, localizada em João Pessoa (Paraíba), que

cultiva e produz a carragenana da alga H. musciformis e o ágar das epécies de algas

Gracilaria grevillea e Gracilaria chilensis provenientes da costa nordestina e do

Chile, respectivamente (FURTADO, 1999; CARVALHO FILHO, 2004) e a empresa

Sete Ondas Biomar (Baía da Marambaia- Rio de Janeiro) que cultiva e processa

carragenana semi refinada da alga Kappaphycus alvarezi (Doty) (REIS et al., 2006).

18

1.3 Carragenanas

As carragenas têm habilidade de formar, a baixas concentrações, colóides ou

géis em soluções aquosas e devido a tais propriedades elas estão entre os

principais hidrocolóides utilizados na indústria alimentícia. Atuam como agentes

geleificantes, estabilizantes, espessantes, emulsificantes e retentores de umidade

em diversos produtos como sobremesas tipos gelatinas, geléias, carnes

processadas, produtos derivados do leite, pasta de dente ou clarificante de cervejas,

entre outros. Devido à capacidade de formação de gel, as carragenanas permitem

reter umidade em produtos que são submetidos a processamentos térmicos,

melhorando e estendendo sua vida útil bem como evitando a perda de rendimento

(GELYMAR, 2005).

A extração e comercialização de carragenanas mundiais chegaram a

movimentar cerca de US$ 310 milhões no ano de 2000 com um crescimento anual

de 3 a 4% (VAN DE VELDE et al., 2002; FURTADO, 2004). As carragenanas κ

(kappa), ι (iota) e λ (lambda) são as mais comercializadas. A diferença estrutural

entre a κ, ι e λ-carragenana está na quantidade e posicionamento de grupos sulfatos

que esterificam os carbonos das unidades A e B da cadeia principal, de modo que a

κ-carragenana possui 1 (C-4 da unidade A), a ι-carragenana 2 (C-4 da unidade A e

C-2 da unidade B) e a λ-carragenana 3 (C-2 da unidade A e nos C-2 e 6 da unidade

B) grupos sulfato (Figura 1). Essas diferenças estruturais observadas entre as

carragenanas gelificantes (κ e ι) também são refletidas nas características físico-

químicas dos géis formados de tal maneira que as κ-carragenanas formam géis

duros, fortes e quebradiços, enquanto que as ι-carragenanas formam géis macios e

fracos. No entanto, misturas entre os diferentes tipos de carragenanas permitem

obter uma ampla gama de texturas (VAN DE VELDE et al., 2002). A conformação 1C4 da unidade B (3,6-anidrogalactose) nas κ e ι-carragenanas permite a formação

da estrutura helicoidal que é essencial para a formação do gel e a substituição do

3,6-anidrogalactose por anéis piranosídicos em conformação 4C1, bem como o

número, tipo e posição dos grupos de éster sulfato na cadeia polimérica, têm efeitos

deletérios sobre as propriedades de gelificação desses hidrocolóides (VAN DE

VELDE et al., 2002).

19

O

OR

RO

O

CH2OR

O

OORHO

CH2OR

Além desses três tipos de carragenana de importância comercial, outros dois

tipos merecem destaque as µ e ν-carragenanas também denominadas mu e nu-

carragenanas, respectivamente. São polímeros formados por unidades de galactose

sulfatadas no C-6 da unidade B, consideradas precursores bioquímicos da κ e ι-

carragenana, respectivamente e incapazes de formar gel. A presença desses

polímeros em carragenanas comerciais, diminuem a sua capacidade gelificante e

são considerados contaminantes (CARDOZO et al., 2007). Por outro lado, foi

verificado que em meio alcalino, acontece a ciclização da α-D-galactopiranose-6-

sulfato dando origem ao 3,6-anidrogalactose, justificando a presença de NaOH e

KOH nas extrações industriais de carragenana (FREILE-PELEGRIN; ROBLEDO;

AZAMAR, 2006). In vivo, os precursores bioquímicos mu e nu-carragenas são

convertidos em κ e ι-carragenana, respectivamente, pela enzima sulfohidrolase (DE

RUITER et al., 2000).

Figura 1 – Estrutura básica repetitiva de carragenanas com unidades D-alternantes.

As carragenanas, em estado puro seco, apresentam-se sob a forma de um pó,

inodoro e sem sabor. A solução aquosa e o gel de carragenana apresentam-se,

normalmente translúcidos e a incorporação de carragenana em outros tipos de

soluções não modifica o sabor nem a coloração dos produtos de origem. Quando em

solução, os polímeros de carragenana comportam-se como colóides hidrófilos

aniônicos (RIBIER; GODINEAU, 1984; CRAIGIE, 1990). Muitos modelos têm sido

propostos para explicar o processo de gelificação dos polímeros, porém o mais

aceito sugere que em altas temperaturas as carragenanas permanecem na forma de

Unidade A Unidade B

R = H, CH3 ou SO3-

20

novelos aleatórios e que ao resfriarem assumem uma conformação em dupla hélice.

Isto leva a formação de pequenos domínios independentes envolvendo um número

limitado de cadeias via associação intermolecular. No entanto, quando

cátions são incorporados, diferentes domínios permitem a ligação cruzada das

hélices a longa distância formando uma rede coesiva (Figura 2). Esta estrutura

quaternária contribui para as propriedades mecânicas e reológicas dos géis

resultantes (ROBINSON, 1980).

As algas marinhas brasileiras foram estudadas pela primeira vez, sobre o

aspecto de produção de carragenana, por Saito e Oliveira em 1990. Neste trabalho,

dentre as espécies consideradas carragenófitas, encontra-se a alga vermelha

Solieria filiformis, comumente encontrada no litoral nordestino do Brasil. Em 1997,

MURANO e colaboradores avaliaram mais detalhadamente (RMN e IR) a estrutura

das carragenanas produzidas por S. filiformis e Agardhiella subulata coletadas no

Mar Piccolo, Taranto, Itália. Em geral, o principal componente estrutural das

carragenanas de S. filiformis é um 3,6-anidrogalactose 2-sulfato-galactose 4-sulfato

que é característico de ι-carragenanas. Além disso, uma ressonância típica para

estrutura de κ-carragenana foi detectada em S. filiformis, embora com uma

intensidade muito baixa (MURANO et al., 1997).

Vários estudos objetivando avaliar o papel dos cátions na formação das ligações

cruzadas têm mostrado que o íon cálcio (Ca++) favorece a gelificação de ι-

carragenana, pois é capaz de formar pontes entre os grupos sulfato presentes em

resíduos D-anidrogalactose e D-galactose da ι-carragenana (NAKAMURA; KOHDA,

1987). Além disso, em 2010 Thrimawithana e colaboradores, analisando o papel de

cátions sobre a gelificação de ι-carragenanas verificaram que a concentração de

Ca++ capaz de produzir a maior força de gel foi de 0,1%. Portanto, a presença de

cátions tem influência direta sobre as propriedades físico-químicas das

carragenanas e esses efeitos têm sido amplamente investigados.

21

Figura 2 - Representação esquemática da gelificação das carragenanas, segundo Genu Ltd.,

1985.

1.3.1 Reatividade com Proteínas

Uma das propriedades que diferenciam a carragenana de outros

hidrocolóides é a sua habilidade de interagir com as proteínas do leite evitando a

separação de fases (precipitação protéica). A alta reatividade da carragenana no

leite deve-se à forte interação eletrostática entre os grupos de éster sulfato

negativamente carregados da molécula da carragenana com a micela de caseína do

leite que possui regiões de forte carga positiva (resíduos 97-112 da κ-caseína). Este

fenômeno de interação e reatividade da carragenana com as proteínas do leite em

combinação com sua habilidade de formar gel e reter água torna-o um ingrediente

eficaz para a estabilização e gelificação de produtos lácteos.

Porém, ainda existem muitos questionamentos a respeito dessa interação

proteína-polissacarídeo e duas teorias têm sido propostas para explicar essa

interação. A primeira, citada anteriormente, é recusada pelo fato que as micelas de

caseínas são cobertas por uma camada de glicomacropeptídeo conferindo uma

carga negativa à micela (HOLT; HORNE, 1996). A segunda defende a hipótese que

22

a rede tridimensional formada pela carragenana (gel) abraça as micelas de caseína

evitando a separação de fases e promovendo a estabilidade do sistema lácteo

(BOURRIOT; GARNIER; DOUBLIER, 1999).

Estudos visando obter imagens da interação caseína-κ-carragenana por

microscopia eletrônica foram realizados e os resultados observados sugerem que

ambas as teorias, adsorção da κ-carragenana à micela de caseína e a formação da

rede tridimensional, são responsáveis pela propriedade estabilizante do

polissacarídeo em sistemas lácteos. Em sistemas cárneos, a carragenana ajuda a

reter água nos espaços intersticiais do gel de proteína formado, reforçando a

estrutura e conferindo uma maior firmeza ao produto final (SPAGNUOLO et al.,

2005).

1.4 Caracterização de Textura

O termo textura é definido segundo a norma ISO (1992) como sendo “o conjunto

de propriedades mecânicas, geométricas e de superfície de um produto, detectáveis

pelos receptores mecânicos e tácteis e, eventualmente pelos receptores visuais e

auditivos”. As características de textura dependem das características químicas e

biofísicas dos produtos (BOURNE, 2002).

O perfil de textura é aplicado com eficiência para uma variedade de alimentos e

em especial na apreciação da qualidade dos produtos lácteos (ARCANJO, 2011). A

classificação dos termos de textura para alimentos sólidos e semi-sólidos deu origem

ao método de Análise Instrumental do Perfil de Textura (TPA) (PONS; FISZMAN,

1996; TUNICK, 2000). A TPA foi proposta como uma alternativa de superar os

principais inconvenientes e limitações da avaliação sensorial relacionadas às

dificuldades de interpretação e variação dos resultados (ANZALDÚA-MORALES,

1994). Segundo Lucey (2004), essas medidas são técnicas quantitativas úteis para

avaliar as propriedades de textura de alimentos, como leites fermentados. O método

da TPA envolve a compressão da substância por um corpo de prova (probe) que

após penetrar ou comprimir o alimento, retorna ao ponto de origem, simulando os

movimentos mecânicos da mordida ou mastigação (PONS; FISZMAN, 1996;

TUNICK, 2000). Essa simulação é convertida em um gráfico de tensão, dessa forma

23

podem-se obter os parâmetros que representam as propriedades físicas do material

(KULMYRZAEV et al., 2005). Na tabela 1, encontra-se a definição de alguns

atributos obtidos na análise de perfil de textura.

Tabela 1: Definições instrumentais, físicas e sensoriais dos parâmetros do perfil de textura.

Parâmetros Instrumental Física Sensorial

Firmeza

(N)

É definido como o pico

de força durante o

primeiro ciclo de

compressão.

Força necessária para

produzir certa

deformação.

Força requerida para

compressão entre os

dentes molares (para

sólidos) e entre a língua e o

palato (para semi-sólidos).

Coesividade

Razão da força

positiva da área do

segundo ciclo de

compressão pelo

primeiro ciclo de

compressão.

Quantidade de energia

necessária para romper

as ligações internas das

amostras.

Grau que uma substância é

comprimida entre os dentes

antes de se romper.

Elasticidade

(mm)

É a medida que o

alimento atinge entre o

final do primeiro ciclo

de compressão e o

segundo.

Velocidade na qual um

material deformado

volta à condição não

deformada depois que a

força de compressão é

removida.

Grau que o produto volta a

sua forma original.

Adesividade

(J)

É a área de força

negativa do primeiro

ciclo de compressão,

representando a força

necessária para a

retirada da probe do

alimento.

Trabalho necessário

para superar as forças

atrativas entre a

superfície do alimento e

outra superfície a qual o

alimento está em

contato.


remover o alimento que

adere à boca (palato).

Gomosidade

(N)

É definido como o

produto entre a

firmeza e a

coesividade.

Força para mastigar

alimentos semi-sólidos

até deglutição.


desintegrar uma amostra

semi-sólida à consistência

adequada para deglutição.

Mastigabilidade

(J)

É definido como o

produto entre a

coesividade,

elasticidade e firmeza.

Força para mastigar

alimentos sólidos até

deglutição.


desintegrar uma amostra

sólida à consistência

adequada para deglutição.

FONTE: Bourne, 1978.

24

A análise de textura instrumental que usa uma compressão uniaxial começou

com o trabalho de Szczesniak em 1963 (KEALY, 2006). Em 1968, Bourne derivou

uma técnica em que a partir das curvas de força-deformação traçadas a partir de

ensaios conduzidos em máquinas universais de testes mecânicos, os parâmetros do

perfil de textura puderam ser mensurados (SOARES et al., 2007).

Os equipamentos utilizados para medir a textura consistem basicamente em três

elementos: um “probe” (objeto de aplicação da força), uma fonte de movimento e um

registrador. As propriedades mecânicas são estudadas submetendo o alimento a

uma força e observando a deformação produzida pelo esforço correspondente

(RICHTER, 2006).

Segundo Konstance (1993), a utilização de polissacarídeos em alimentos

contribui para a obtenção de géis mais estáveis, recuperando a energia consumida

na compressão. Ye, Singh e Hemar (2004), afirmam que a presença de goma

xantana, carragenana, guar, arábica, bem como amidos modificados em baixas

concentrações em alimentos melhoram a sua cremosidade.

Huang e colaboradores (2007) pesquisaram o perfil de textura do gel de amido

de arroz modificado por gelana, κ-carragenana e glucomanana, onde verificaram

que com o aumento da concentração de polissacarídeos nos géis de amido a

firmeza é aumentada. Pedroso e Demiate (2008), realizaram uma pesquisa sobre a

influência do amido e da κ-carragenana nas características físico-químicas e

sensoriais do presunto de peru. O sinergismo entre o amido e a κ-carragenana

mostrou ser uma vantagem na tecnologia do produto, pois reduziu a formação do

exsudado gelatinoso presente na amostra que continha 1% de κ-carragenana. O

mesmo resultado foi observado por Cai e Xue (2000), quando utilizaram amido e

uma mistura de gomas xantana e κ-carragenana nas concentrações de 9% e 0,6%,

respectivamente. Langendorff et al. 2000, observaram os efeitos de carragenanas

comerciais (κ, ι e λ) no congelamento de misturas com o leite. Quando as misturas

foram aquecidas a 60 ºC, as micelas de todos os sistemas exceto ι-carragenana

regressaram ao seu tamanho inicial (com histérese significante para κ). Este

comportamento não se correlaciona com a reologia de uma ι-carragenana, para os

quais as temperaturas de gelificação e fusão são iguais. Os resultados sugerem que

a λ-carragenana forma uma ponte com as micelas de caseína em baixas

25

concentrações, levando a sedimentação de λ-carragenana/misturas do leite em 60

ºC. Já sistemas contendo ι-carragenana formam facilmente uma rede, onde na

presença de excesso de ι-carragenana essa rede é reforçada por ligações cruzadas

de ι-carragenana/ι-carragenana. As misturas de κ-carragenana/leite, indicaram que

tal mistura é termicamente reversível a 60 ºC.

Marinho-Soriano e Bourret (2003), analisando o rendimento e a qualidade do

ágar, observaram que a força dos géis constituídos de ágar das algas Gracilaria

gracilis e Gracilaria bursa-pastoris em solução aquosa 1,5%, apresentaram valores

da força do gel de 543,26 g cm-2 e 101,78 g cm-2 respectivamente. Vidigal (2009),

estudou o efeito da adição de concentrado protéico de soro (CPS) em sobremesas

lácteas, onde avaliou sua textura instrumental e perfil sensorial. Nesse estudo, as

concentrações de 1,5% e 3,0% de CPS melhoraram a textura, sabor e aroma das

sobremesas lácteas, favorecendo a aceitabilidade do produto. Arcanjo (2011),

utilizou a galactomanana obtida de sementes da planta de Caesalpinia pulcherrima

como espessante e estabilizante em sobremesas lácteas, realizando estudos

reológicos e análise do perfil de textura desses produtos. Os resultados mostraram

que a galactomanana foi capaz de alterar as características reológicas dessas

sobremesas atribuindo consistência e viscosidade, constituindo uma fonte alternativa

de espessante e estabilizante de sistemas lácteos. Mello (2009), desenvolveu

derivados de pescado (polpa e surimi) onde foram avaliadas as características

bacteriológicas e sensoriais dos produtos. O maior tempo de cozimento em banho-

maria influenciou diretamente os resultados, onde se observou uma maior firmeza do

gel nas amostras em que foram adicionados extensores macromoleculares (amido,

alginato, carboximetilcelulose e gomas de xantano).

1.5 Cultivo de Algas Marinhas

De acordo com a FAO – (Food and Agriculture Organization of The United

Nations), a “Aquicultura” é o cultivo de organismos aquáticos incluindo peixes,

moluscos, crustáceos e plantas aquáticas. O cultivo implica em alguma forma de

intervenção no processo de criação, de modo a aumentar a produção, tal como o

26

armazenamento regular, fornecimento de alimento, proteção de predadores, dentre

outros. O cultivo implica ainda na posse individual ou associativa do estoque

cultivado (FAO, 1996).

Com a demanda crescente do extrativismo os bancos naturais começaram a

diminuir drasticamente, então surgiu a idéia de implantação de cultivos sustentáveis

pelo mundo, visando produzir as algas com maior valor comercial, maior aceitação

no mercado e melhor produtividade.

A prática de cultivo vem ocorrendo desde várias décadas na cultura oriental,

onde em geral, vem sendo amplamente utilizadas na alimentação sendo parte na

cozinha popular, mas somente nos últimos 50 anos vem se estabelecendo bases

cientificas para seu desenvolvimento, tanto no oriente como em outros lugares do

mundo (CHOPIN; SAWHNEY, 2009).

A maricultura para qualquer espécie de alga deve ser estabelecida quando a as

exigências da sociedade excede a quantidade de algas impedindo a ocorrência do

extrativismo natural, tendo em vista que a procura aumenta, as populações naturais

freqüentemente tornam-se sobre exploradas e a necessidade do cultivo das

espécies emerge. A versatilidade de várias espécies de algas utilizadas para

extração de ficocolóides pelas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética é

responsável pelo grande aumento da demanda de algas que não pode ser suprida

somente por captura de populações de algas selvagens. Das 16,8 milhões de

toneladas de algas obtidas pelas empresas em 2008, a maioria (93,8%) foi oriunda

de cultivo (FAO, 2010a) e ainda, 92% da oferta mundial de algas provêm de

espécies cultivadas (CHOPIN; SAWHNEY, 2009).

Dentre as diversas técnicas de cultivo utilizadas, a de balsa flutuante com corda

única (SRFR- Single Rope Floating Raft) tem se mostrado mais adequada para o

cultivo de algas em áreas amplas e com maior profundidade. Esta técnica consiste

em uma corda de polipropileno de 10 mm de diâmetro, ligado a duas estacas de

madeira, ancorado com dois cabos de fibra sintética e mantido à tona com bóias

sintéticas. Cada balsa é mantida à tona por meio de 25-30 flutuadores. A corda de

cultivo tem 1 m de comprimento, 6 mm de diâmetro e é fixada na corda flutuante.

Uma pedra é anexada à extremidade inferior da corda de cultivo para mantê-la em

posição vertical. Geralmente essa tecnologia de balsa flutuante tem sido

recomendada para ser usada no cultivo de agarófitas (SAJID; SATAM, 2003).

27

A metodologia de balsa flutuante, após sofrer modificação, por adição de mudas

de algas fixadas na corda flutuante, passou a ser denominada de Long-line, tendo

sido utilizada em diferentes estudos com a espécie de alga H. musciformis

(Gigartinales, Rhodophyta), por vários autores (OLIVEIRA; BERCHEZ, 1987;

BERCHEZ; PEREIRA; KAMIYA, 1993; MASIH et. al, 2005; REIS et. al, 2006). Masih

e colaboradores (2005) utilizaram a alga H. musciformis coletada no banco natural

situado na praia de Flecheira, Ceará, mesma área de estudo deste trabalho para

realizar um cultivo utilizando estruturas em long-line. As algas cultivadas a 0,20 m de

profundidade atingiram uma taxa de crescimento diário (TCD) de 5,38%. Reis e

colaboradores (2006), utilizando a mesma espécie de alga, sendo esta coletada na

praia do Kutuca, Rio de Janeiro, obtiveram uma TCD de 2,85 % quando as mudas

foram fixadas com abraçadeira nas estruturas long-line.

O principal fator determinante para o sucesso da maricultura é a escolha da área

adequada, tendo em vista que se a espécie de alga a ser cultivada for natural do

mesmo ambiente onde deverá ser desenvolvida a maricultura, irá favorecer as

condições ideais para o cultivo, por a referida espécie de alga já se encontrar

adaptada as condições ambientais. Caso contrário, outros fatores deveriam ser

considerados como salinidade, temperatura, movimentos da alga e da água, firmeza

do fundo do mar, quantidade de diferentes espécies de algas locais e quantidade de

luz solar (McHugh, 2003).

No Brasil, cultivos de espécies exóticas de algas vêm sendo desenvolvido na

tentativa de suprir a grande demanda da indústria por ficocolóides. Apesar dos

esforços da única empresa que processa essas substâncias no Estado do Rio de

Janeiro (Sete Ondas Biomar - www.ondasbiomar.com.br) de incentivar a maricultura

comercial de Kappaphycus alvarezii, uma espécie de alga marinha exótica, esta

atividade ainda não atingiu uma produção que abasteça o mercado nacional, ou

seja, continuam a dependência do Brasil por produtos importados e a promessa de

novos postos de trabalho e renda.

Além disso, a Instrução Normativa do IBAMA, no185, que permite o cultivo

comercial desta espécie entre a Baía de Sepetiba (RJ) e na Ilha Bela (SP), ainda

sofre questionamentos sobre o impacto ambiental ocasionado pelo cultivo de algas

exóticas no litoral brasileiro.

28

Portanto, intensificam-se estudos e projetos que visam o estabelecimento de

cultivo de espécies de algas nativas no nordeste brasileiro (S. filiformis,. H.

musciformis e G. birdae) que segundo a FAO, trata-se de uma região que reúne

muitos dos fatores considerados favoráveis a maricultura.

Já quanto aos estudos relacionados a maricultura de macroalgas no nordeste do

Brasil o gênero Gracilaria (MARINHO-SORIANO, 2005; CABRAL et al., 2003;

OLIVEIRA, 2005, TEIXEIRA et al., 2002) foi utilizado. No litoral do Ceará, a

maricultura deste gênero vem sendo realizada em parceria com uma comunidade

pesqueira e vem mostrando altas taxas de crescimento com boas perspectivas para

expansão (TEIXEIRA et al., 2002).

Quanto à espécie S. filiformis, cultivos experimentais utilizando as técnicas de

long-line e esporulação natural vêm sendo realizados pelo Laboratório de

Carboidratos e Lectinas (Carbolec) em parceria com a Associação dos Produtores

de Algas de Flecheiras e Guajiru (APAFG) e os resultados preliminares têm

demonstrado uma taxa de crescimento diário da alga de até 5,1%.

Desse modo, ampliar o conhecimento sobre a biologia das espécies de algas

brasileiras com potencial para maricultura e sobre as técnicas apropriadas de cultivo

com a finalidade de implementar a maricultura utilizando espécies nativas torna-se

urgente, afim de evitar a exploração de bancos naturais (ACCIOLY, 2005;

MARINHO- SORIANO, 2005).

29

2 Objetivos

2.1 Geral

Analisar a textura de géis aquosos e lácteos elaborados com ι-carragenana

extraída da alga Solieria filiformis.

2.2 Específicos

� Realizar extrações aquosas a quente da ι-carragenana da alga marinha S.

filiformis cultivada através de esporulação natural (bastidores);

� Determinar o rendimento da ι-carragenana, teores de carboidratos totais

solúveis, sulfato e contaminantes protéicos;

� Analisar o perfil de textura dos géis aquosos e lácteos elaborados a partir

da ι-carragenana de S. filiformis e das carragenanas comercias (ι e κ) em

diferentes concentrações;

� Estabelecer um comparativo entre os perfis de textura dos géis aquosos e

lácteos elaborados com a ι-carragenana de S. filiformis e carragenanas

comercias (ι e κ).

30

3 Materiais e Métodos

3.1. Materiais

3.1.1 Alga marinha S. filiformis

A alga marinha vermelha da espécie Solieria filiformis (Kützing) P.W.

Gabrielson (Rhodophyta, Gigartinales, Solieriaceae), mostrada na Figura 3,

abundante no litoral cearense e biosintetizadora de ι-carragenana, foi cultivada na

Praia de Fleicheiras, município de Trairi, Ceará. Essa espécie está depositada na

forma de exsicata (nº 35682) no Herbário Prisco Bezerra da Universidade Federal

do Ceará.

Figura 3 - Alga Marinha Vermelha Solieria filiformis (Kützing) P.W. Gabrielson (Rhodophyta,

Gigartinales, Solieriaceae).

Filo: Rhodophyta

Classe: Florideophyceae

Ordem: Gigartinales

Família: Solieriaceae

Gênero: Solieria

Espécie: Solieria filiformis (Kützing)

P.W. Gabrielson

3.1.2. Reagentes e Outros Materiais

Albumina Sérica Bovina e as carragenanas comerciais (ι-carragenana, Tipo II e

κ-carragenana,Tipo III de Echeuma cottonii) foram obtida da Sigma-Aldrich (E.U.A);

Reativo para Fenol (Folin Ceocalteau), Gelatina e Agarose foram obtidas da Oxoid

LTD (Hampshire, Inglaterra). Os demais reagentes, adquiridos comercialmente,

foram de grau analítico.

Fonte: Holanda (2007)

31

Os materiais utilizados no cultivo da alga como canos de PVC (poli cloreto de

vinila) e cordas de nylon, foram adquiridos no comércio de Fortaleza. Já as

embarcações (bote inflável e paquete) utilizadas para a manutenção das estruturas

de cultivo da alga foram cedidas pela APAFG.

3.2 Métodos

3.2.1 Cultivo da Alga S. filiformis

Algumas técnicas de cultivo foram testadas para o cultivo da alga S. filiformis.

A primeira técnica foi utilizando redinhas plásticas amarelas, onde as mudas da alga

eram pesadas, amarradas e colocadas dentro destas. As redinhas eram fixadas nas

cordas secundárias (2m) de uma estrutura de long-line de 11 m de comprimento.

Bóias de isopor foram utilizadas em intervalos na corda principal para sua flutuação

e âncoras de ferro fixaram a estrutura no fundo. No decorrer do cultivo foi observado

grande acúmulo de sedimentos nos espaços da redinha, ocasionando quase total

fechamento da tela. Esse fato propiciou a diminuição da atividade fotossintética não

contribuindo para seu crescimento. A segunda técnica testada foi a de long-line com

secundárias, onde a corda principal era de 11 m de comprimento possuindo 10

cordas secundárias cada uma com 2 m de comprimento. As mudas eram pesadas e

amarradas em intervalos nas cordas secundárias. Bóias de isopor foram utilizadas

em intervalos na corda principal para sua flutuação e âncoras de ferro fixaram a

estrutura no fundo. Utilizando essa técnica, obteve-se uma taxa de crescimento

diário positiva de 5,06%, mas alguns fatores observados contribuíram para o não

aproveitamento da alga acumulada. As mudas eram amarradas e com o decorrer do

tempo essas amarrações folgavam ocorrendo o desprendimento das mudas. Outro

fator negativo era que com o crescimento da alga, as mudas ficavam pesadas e

acabavam se soltando da estrutura.

A alga S. filiformis foi cultivada através da técnica de esporulação natural na

praia de Flecheiras (03º13´06´´S -39º16´47´´W), no município de Trairi, Ceará,

Brasil, utilizando uma área de aproximadamente 0.5 ha, 3-5 m de profundidade,

32

localizada a 200 m da costa e onde sabidamente se localiza um banco natural da

referida espécie (Figura 4).

Figura 4 – Localização da área de cultivo - Praia de Flecheiras, Ceará, Brasil.

Durante o ano de 2009, foram colocados na área de cultivo, nove módulos (Figura

5) constituídos de uma corda de nylon de 10mm x 3 m de comprimento dotadas de

uma bóia e uma âncora de ferro nas extremidades. Esses módulos continham duas

estruturas retangulares de PVC (25 mm) cada uma, de tamanho 25 x 44 cm,

enroladas por uma única corda de nylon (10 mm) de 23 m de comprimento,

denominadas bastidores, (Figura 6a). Eles foram dispostos no mar em

profundidades de 1 e 2 m visando o acúmulo de esporos e crescimento da alga em

diferentes períodos e estações do ano: chuvosa (janeiro a junho) e seca (julho a

dezembro). Cada estrutura permaneceu no mar por um período de nove meses,

segundo Tabela 2. Assim sendo, durante os três primeiros meses, após a

observação dos microtalos (Figuras 6b e c) as cordas das diversas estruturas foram

distendidas e mantidas na área de cultivo por 6 meses sob manutenção quinzenal

para retirada de epífitas e outras espécies de algas que por ventura se fixassem na

corda (Figura 6d). As cordas distendidas, foram fixadas com âncoras de ferro e

mantidas em flutuação com bóias dispostas em intervalos de um metro. Os dados

referentes às precipitações ocorridas durante todo o período do experimento (2009 e

33

2010) foram fornecidos pela estação pluviométrica de Itapioca/Ce da Fundação

Cearense de Meteorologia (FUNCEME).

Figura 5 – Visão geral do módulo utilizado com os dois bastidores nas duas profundidades.

Tabela 2: Cultivo de Solieria filiformis no mar através do método de esporulação natural em

bastidores: início e períodos de captação de esporos e crescimento da alga.

Início do

Cultivo

(2009)

Períodos

Captação de Esporos Crescimento da Alga

Janeiro Janeiro a Abril Abril a Novembro

Março Março a Junho Junho a Dezembro

Abril Abril a Julho Julho a Janeiro/2010

Junho Junho a Setembro Setembro a Março/2010

Agosto Agosto a Novembro Novembro a Maio/2010

Setembro Setembro a Dezembro Dezembro a Junho/2010

Outubro Outubro a Dezembro Dezembro a Junho/2010

Novembro Novembro a Janeiro/2010 Janeiro a Agosto/2010

Dezembro Dezembro a Março/2010 Março a Setembro/2010

34

Figura 6 – Estrutura utilizada na esporulação natural. A= bastidor pronto; B= fixação dos

esporos; C= formação dos microtalos; D= corda estendida.

3.2.2 Extrações Aquosas da Carragenana de S. filfiormis

Dos dezoito bastidores (2 por módulo) dispostos no mar para o cultivo de S.

filiformis, foram selecionados para remoção das algas a serem utilizadas nos

experimentos de extração da ι-carragenana, os bastidores que apresentaram

maiores e menores biomassas após todo o período de cultivo (captação de esporos

e período de crescimento), nas duas profundidades para cada estação do ano (seca

e chuvosa), totalizando oito bastidores (4 para cada estação).

O valor da biomassa total de cada bastidor foi obtido a partir da soma total

das biomassas nas duas profundidades (1 e 2 m). Diante do exposto, os bastidores

na estação seca que apresentaram as menores e maiores biomassas totais foram os

iniciados em janeiro e abril. Já os bastidores iniciados na estação chuvosa que

apresentaram menores e maiores biomassas totais foram os de outubro e novembro.

Os processos de extração podem ser sofisticados ou simples, dependendo da

especificação e da qualidade do produto final desejado (PAULA; PEREIRA, 1998).

Existem dois métodos comerciais para a produção de carragenanas, baseados em

35

diferentes princípios. No método original, o único utilizado até a década de 1970 e

início da década de 1980, a carragenana é extraída da alga quando aquecida em

água, sendo o resíduo removido por filtração e a carragenana recuperada da

solução por precipitação com álcool ou por congelamento e descongelamento. Esta

carragenana produzida é denomina refinada. O processo de recuperação é caro em

relação aos custos do segundo método. O princípio deste último é lavar a alga para

remover tudo que de dissolva em solução alcalina e água, deixando a carragenana e

outras matérias insolúveis na estrutura do talo. Esse resíduo insolúvel composto por

carragenana e celulose, é seco e vendido como carragenana semi-refinada. Por não

ser necessário recuperar a carragenana da solução, o processo é mais curto e

barato (MCHUGH, 2003).

As extrações da ι-carragenana das algas selecionadas, foram realizadas

conforme o esquema de extração semi-refinada da Figura 7. Após a coleta, as algas

úmidas foram armazenadas em sacos plásticos e transportadas ao Laboratório de

Carboidratos e Lectinas (Carbolec) da Universidade Federal do Ceará. Em seguida

foram lavadas para retirada de incrustantes, epífitas e grãos de areia, secas a

temperatura ambiente, trituradas em moinho elétrico e submetidas à extração

aquosa (1,5% m/v), durante 4 horas a uma temperatura de 90 ºC em banho-maria

sob agitação manual a cada 20 minutos. Os homogenatos foram filtrados em tecido

de nylon, os resíduos descartados, e os filtrados, após nova filtração em funil de

placa sinterizada, foram congelados e liofilizados para a obtenção das ι-

carragenanas.

36

Figura 7 - Esquema de extração semi-refinada da ι-carragenana da alga marinha vermelha

Solieria filiformis.

3.2.3 Análises Químicas

As determinações dos teores de carboidratos totais e de sulfato e de

contaminantes protéicos foram realizadas segundo Dubois et. al., (1956), Dodgson e

Price (1962) e Bradford (1976), respectivamente.

• Extração aquosa 1,5% (m/v) por 4

h a 90 ºC

• Filtração em tecido de nylon

• Congelamento (-20 ºC)

• Liofilização

Filtrado

Resíduo (Descartado)

Filtrado

ι-carragenana Semi-refinada

Alga Seca

10 g

Resíduo (Descartado)

• Filtração em funil de placa sinterizada

37

3.2.4 Elaboração dos géis aquosos e lácteos

Para elaboração dos géis aquosos as ι-carragenanas semi-refinadas de S.

filiformis e comerciais (ι e κ) foram pesadas e dissolvidas em solução de cloreto de

cálcio (CaCl2) 0,1% de modo a se obter uma solução na concentração máxima em

carragenana de 0,5% estabelecida no padrão de identidade e qualidade de

sobremesa láctea cremosa (BRASIL, 1991) que foi utilizada como espessante e

outra solução na concentração de 1,5% (m/v) a ser utilizada na formação de géis

firmes. Na formação dos géis aquosos a solução de cloreto de cálcio (CaCl2) 0,1%

foi utilizada para garantir a presença de cátions divalentes no meio, contribuindo com

a gelificação através da interação de cargas do grupo sulfato.

Na formação dos géis lácteos, as soluções de carragenana foram preparadas

nas mesmas concentrações descritas anteriormente (0,5 e 1,5%) tendo sido as

carragenanas dissolvidas em leite reconstituído integral segundo orientações do

fabricante. Dando continuidade ao procedimento de formação dos géis 30 ml

(quintuplicata) de cada solução aquosa/CaCl2 e láctea, foram aquecidas sob

agitação em agitadores magnéticos a 50 °C até completa dissolução das

carragenanas. Posteriormente foram acondicionadas em copos plásticos de 50 ml e

após resfriamento à temperatura ambiente para formação dos géis, permaneceram

sob refrigeração a 4°C por 24 horas, seguidas das análises do perfil de textura. Os

géis foram denominados de acordo com as iniciais do nome da espécie alga,

seguido do mês do início do cultivo do bastidor, profundidade e concentração do gel.

3.2.5 Análise do Perfil de Textura dos géis aquosos e lácteos

As Análises do Perfil de Textura (TPA) foram realizadas no Laboratório de

Análise de Alimentos da EMBRAPA Agroindústria Tropical, Fortaleza-CE, por meio

do teste de dupla compressão dos géis aquosos e lácteos das ι-carragenanas de S.

filiformis e comerciais, em analisador de textura TA-XT2i (Stable Micro System) com

probe cilíndrico de alumínio de 25 mm de diâmetro. Os resultados obtidos das

curvas força x tempo foram calculados pelo programa Texture Expert for Windows

38

versão 1.19. As condições de medida foram: velocidade do teste de 10 mm/s;

distância de compressão 40 mm e força de contato 5,0 g.

A partir da curva de penetração, foram obtidos os parâmetros de interesse para

este estudo: firmeza, adesividade, coesividade, elasticidade, gomosidade e

mastigabilidade, que permitem avaliar e quantificar a textura do alimento. A firmeza é

definida como a força máxima (Fmax) durante o ciclo da penetração inicial e a

adesividade é a área negativa sob a curva obtida entre os ciclos (Figura 8). A

coesividade é a relação entre a área da força obtida durante o segundo ciclo de

compressão e a área da força obtida no primeiro ciclo de compressão. A elasticidade

é dada como a altura que o alimento recupera entre o primeiro e segundo ciclo de

compressão, enquanto que a gomosidade é o produto da firmeza pela coesividade.

Já a mastigabilidade é o produto da firmeza, coesividade e elasticidade (BOURNE,

2002).

39

Figura 8 – Exemplo de curva para a determinação dos parâmetros de Análise Instrumental

do Perfil de Textura (TPA).

3.2.6 Análises Estatísticas

A análise de variância (ANOVA) foi conduzida para determinar as diferenças

(P > 0,05). Teste de Tukey foi usado sempre que os valores de F foram significativos

na ANOVA. A análise estatística foi feita usando o software PRISM 4, versão 4.03.

Força

Tempo (s)

40

4 Resultados e Discussão

4.1 Rendimentos da ι-carragenana e Análises Químicas

Os rendimentos da ι-carragenanas obtidos das extrações semi-refinadas foram

calculados com base na alga seca (Tabela 3). Os maiores rendimentos foram

obtidos para as algas coletadas dos bastidores nas profundidades de 1 e 2 m e que

acumularam esporos na estação seca nos meses de outubro (45,3 e 44,2%

respectivamente) e novembro (43,4 e 35,6%, respectivamente). Enquanto, os

menores rendimentos foram obtidos para as algas coletadas dos bastidores que

acumularam esporos na estação chuvosa nos meses de abril e janeiro na

profundidade de 1 m (29,7 e 32,3% respectivamente) e no mês de abril na

profundidade de 2 m (33,8%). Os maiores resultados de rendimentos obtidos neste

estudo estão em concordância com os obtidos para diferentes espécies de algas,

pertencentes à mesma família (Solieriaceae) Eucheuma spinosum, 35,0% (FOSTIER

et al., 1992), E. isiformi, 45,0% (FREILE-PELEGRIN; ROBLEDO; AZAMAR, 2006),

E. denticulatum, 42,5%, (MOLLION; BRAUD, 1993) e Kappaphycus alvarezii, 43,0%

e 32,7% (HAYASHI; PAULA; CHOW, 2007; MUÑOZ; FREILE-PELEGRIN;

ROBLEDO, 2004). Enquanto, os menores resultados de rendimento deste trabalho

estão de acordo com os obtidos para a mesma espécie de alga, utilizada nesse

trabalho, por Rodrigues, et al. (2010), Murano et al. (1997) e Holanda (2007) que

obtiveram rendimentos de 22,5, 27,0 e 32,7%, respectivamente. Vale salientar que a

grande variação nos rendimentos de ι-carragenanas obtidos para uma mesma

espécie de alga pode ser atribuída às diferentes metodologias de extração utilizadas

em cada estudo conforme descrito por HAYASHI; PAULA; CHOW (2007) e as

variações sazonais conforme resultados descritos acima.

Com relação ao maior rendimento obtido (53,1%), para a alga coletada do

bastidor que acumulou esporos na estação chuvosa (janeiro/2009) e na

profundidade de 2 m, pode ser justificado por uma contaminação fúngica da alga

armazenada, que pode ter ocasionado a degradação da estrutura celular da alga e

portanto favorecido a extração de seus componentes.

41

Os maiores rendimentos de carragenanas atribuídos a estação seca e os

menores rendimentos atribuídos a estação chuvosa também podem ser justificados

a efeitos de outros fatores ambientais. Como por exemplo, segundo a FUNCEME, a

média das precipitações obtidas foi considerada baixa para a estação chuvosa no

ano de 2010 (100,8 mm) quando comparada à média das precipitações obtidas para

a estação chuvosa no ano de 2009 (332,9 mm). Esses dados também foram

confirmados pelo Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará (IPECE,

2011), onde o ano de 2010 foi configurado como tipicamente seco, apresentando

irregularidades temporais e espaciais das precipitações, mostrando-se, portanto,

contrário ao ano de 2009 que apresentou chuvas excessivas. Além disso, na

estação considerada chuvosa neste trabalho (janeiro a julho de 2010), as algas

cultivadas permaneceram expostas a uma alta luminosidade, que contribui com o

aumento da atividade fotossintética e conseqüentemente ocasionando um aumento

do metabolismo da alga (ROSEMBERG; RAMOS, 1982).

Marinho-Soriano e colaboradores (2006), realizando estudo comparativo da

qualidade do agar também mostraram correlações positivas entre os teores de

carboidratos e os fatores ambientais temperatura (r = 0.39, p < 0.05; r = 0.36,

p < 0.05), salinidade (r = 0.34, p < 0.05) para as espécies Gracilaria cervicornis e

Sargassum vulgare respectivamente e irradiação (r = 0.46, p < 0.01) para G.

cervicornis.

Sousa-Pinto e colaboradores (1999), em estudos realizados sobre o efeito da luz

com o crescimento e o conteúdo de ágar da Gelidium pulchellum, observaram que

acima de um certo limite de irradiação (130 µmol m-2s-1) , a síntese de carboidratos

(amido) pode ser balanceada ou inibida em função da imediata construção de

compostos precursores de agarobiose, para posterior síntese de novos

polissacarídeos da parede celular.

Com relação à alga em estudo, nos resultados para aos teores de carboidratos

totais foi demonstrado que os maiores teores foram para as algas coletadas dos

bastidores que acumularam esporos durante a estação seca outubro nas

profundidades de 1 e 2 m (49,6 e 47,0% respectivamente) e novembro nas

profundidades de 1 e 2 m (48,7 e 50,5% respectivamente). No entanto, com relação

aos teores de sulfato obtidos apresentaram valores que variaram de 21,6 a 33,3%.

Resultados semelhantes foram observados por Saito e Oliveira (1990) para a

42

mesma espécie de alga coletada no litoral de João Pessoa, Paraíba, no qual

obtiveram uma média de 30,1% ± 5,9. Não foi encontrada contaminação protéica

nas ι-carragenanas extraídas.

43

Tabela 3: Rendimentos e teores de carboidratos totais e sulfato das ι-carragenanas semi-refinadas da alga marinha Solieria filiformis coletada de

bastidores selecionados nas estações seca e chuvosa.

Estação do

ano

Bastidores/

Mês do início

do cultivo

Profundidade

1m 2m

Rendimento

(%)

Carboidrato

(%)

Sulfato

(%)

Rendimento

(%)

Carboidrato

(%)

Sulfato

(%)

Chuvosa

Janeiro

32,3 41,4 24,6 53,1 41,1 24,5

Abril

29,6 37,6 21,6 33,8 44,6 22,1

Seca

Outubro

45,3 49,6 24,8 44,2 47,0 24,1

Novembro 43,4 48,7 31,7 35,6 50,5 33,3

44

4.2 Perfil de textura dos géis aquosos/CaCl2

A firmeza dos géis aquosos/CaCl2 de ι-carragenanas de S. filiformis (0,5%, m/v)

coletadas de diferentes bastidores, mostrou superioridade significativa (p< 0,05)

quando comparada com a firmeza do gel preparado com a ι-carragenana comercial

na mesma concentração (Figura 9). Os maiores valores (0,98±0,008, 0,97±0,018 e

0,96±0,012 N, respectivamente) foram observados para SfNov2-0,5a, SfOut2-0,5a e

SfNov1-0,5a. Já os géis aquosos/CaCl2 de ι-carragenana de S. filiformis a 1,5% não

apresentaram diferença significativa quando comparados com o gel de ι-

carragenana comercial na mesma concentração (2,24±0,097 N), com exceção do

SfNov2-1,5a que apresentou valor de 4,25±0,156 N (p< 0,05).

A superioridade do parâmetro de firmeza dos géis elaborados com as

carragenanas das algas que cresceram nos períodos de janeiro a agosto e fevereiro

a setembro de 2010 (ano seco) pode ser atribuída a um maior conteúdo de 3,6-

anidrogalactose, a qual é afetada tanto pelo estágio de vida da alga quanto pelas

condições ambientais. Resultados semelhantes foram encontrados por Marinho-

Soriano e Bourret (2003) quando analisaram a qualidade do ágar extraído de

Gracilaria gracillis cultivada no verão, que mostraram uma correlação positiva entre a

força do gel e a concentração de 3,6-anidrogalactose do ágar. Ressalta-se ainda

que o rendimento de ágar também foi maior para as algas que cresceram no verão.

45

Figura 9 – Firmeza dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria

filiformis e ιιιι-carragenana comercial.

Com relação à diferença de firmeza observada entre os géis de ι-carragenana de

S. filiformis e ι-carragenana comercial sugere-se a pequenas quantidades de κ-

caragenana verificadas na estrutura química do polissacarídeo extraído de S.

filiformis através de técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (Murano et al.,

1997; Holanda, 2007). A diferença entre as estruturas química da κ e ι-carragenanas

se caracteriza pelo padrão de sulfatação das duas moléculas onde a ι-carragenana

apresenta dois ésteres sulfatos por dímero enquanto a κ-carragenana apresenta 1.

Essa sutil diferença na estrutura química é responsável por propriedades físico-

químicas distintas. Assim sendo, a ι-carragenana forma géis mais fracos, elásticos e

sem sinérese, enquanto a κ-carragenana forma géis mais firmes, quebradiços e com

sinérese (Holanda, 2007). Além disso, corroborando com essa hipótese, as

carragenanas extraídas das algas com ínicio de cultivo em novembro e outubro de

2009 apresentaram valores de sulfato ligeiramente superiores às demais (Tabela 3).

A diferença entre as firmezas dos géis das carragenanas comerciais pode ser

observada na Figura 10, os géis de ι e κ-carragenanas comerciais a 0,5%

apresentaram valores de 0,39±0,065 e 3,69± N, respectivamente e a 1,5% valores

de 2,24±0,097 e 24,70±0,902 N, respectivamente.

*p<0,05 indica diferença significativa quando comparado a ι-

carragenana comercial 0,5%. &p<0,05 indica diferença significativa

quando comparado a ι-carragenana comercial 1,5%.

46

Figura 10 – Firmeza dos géis aquosos de ιιιι e κκκκ-carragenanas comerciais.

As algas marinhas mostram grande variação no conteúdo de nutrientes

relacionada a fatores ambientais como temperatura da água, salinidade,

luminosidade e nutrientes (DAWES; ORDUNA-ROJAS; ROBLEDO, 1998). Já os

parâmetros ambientais variam de acordo com a sazonalidade e as mudanças nas

condições ecológicas podem estimular ou inibir a biossíntese de várias biomoléculas

(LOBBAN; HARRISON; DUNCAN, 1985).

Os resultados observados para a firmeza dos géis SfJan2-0,5a e 1,5a diferiram

significativamente das demais amostras para o mesmo período chuvoso. Os

resultados revelaram uma firmeza muito inferior (0,17±0,021 e 0,69±0,016 N,

respectivamente) corroborando com a hipótese de contaminação fúngica da alga

que pode ter afetado tanto a estrutura celular da alga, favorecendo o rendimento,

quanto a estrutura química dos carboidratos, prejudicando a gelificação. Vale

ressaltar ainda, que a menor firmeza (0,81±0,006 N) encontrada para os géis

aquosos de carragenanas de S. filiformis (SfAbr2) na concentração de 0,5% ainda foi

superior a observada para a ι-carragenana comercial (0,39±0,006 N).

Os valores do atributo de adesividade dos géis aquosos com ι-carragenana de S.

filiformis e ι-carragenana comercial estão mostrados na Figura 11. A adesividade,

representada como a força necessária para a retirada da probe do gel, variou de -

0,09±0,024 J (SfOut2) a -0,22±0,028 J (SfNov1) para os géis de ι-carragenana de

47

S. filiformis a 0,5%. Porém quando comparada aos mesmos géis na concentração de

1,5% foi possível verificar um aumento significativo da adesividade com a

concentração, variando de -0,26±0,060 J (SfOut2) a -1,27±0,001 J (SfNov1). Não

houve diferença significativa (p>0,005) entre os géis de ι-carragenana de S. filiformis

e ι-carragenana comercial.

Figura 11 – Adesividade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Uma característica peculiar da ι-carragenana é a formação de um gel elástico, e

os valores dos parâmetros de elasticidade e coesividade dos géis aquosos das

carragenanas de S. filiformis corroboram para tal afirmação (Figuras 12 e 13) não

apresentando diferença significativa quando comparadas a ι-carragenana comercial.

A coesividade é a quantidade de energia necessária para romper as ligações

internas do gel após um rompimento prévio. O aumento da concentração da

carragenana não foi capaz de provocar alterações significativas nos valores desse

parâmetro tanto para os géis das carragenanas comerciais como para os géis de ι-

carragenana de S. filifomis (Figura 13). Além disso, a coesividade dos géis de ι-

carragenana de S. filiformis não apresentou diferença significativa dos géis de ι-

carragenana comercial (p>0,005). Contudo, foram observados baixos valores desse

*p<0,05 indica diferença significativa quando comparado a ι-carragenana comercial 1,5%.

48

parâmetro para os géis de κ-carragenana comercial nas concentrações de 0,5 e

1,5% (0,17±0,019 e 0,04±0,021, respectivamente) quando comparadas com os géis

de ι-carragenana comercial 0,5 e 1,5% (0,80±0,009 e 0,56±0,015, respectivamente).

Thrimawithana e colaboradores (2010) avaliando o papel dos íons Ca++ e K+ sobre o

perfil de textura de géis de ι e κ-carragenanas, também observaram que os géis de

ι-carragenana eram mais coesos que os géis de κ-carragenana, sugerindo que a

natureza quebradiça dos géis de κ-carragenana é devida a sinérese que remove a

água da estrutura desses géis.

Figura 12 – Elasticidade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


49

Figura 13 – Coesividade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


A gomosidade e a mastigabilidade são parâmetros secundários associados

respectivamente a firmeza e coesividade e à firmeza, coesividade e elasticidade. A

gomosidade é o esforço requerido para desintegrar um produto, ou seja,

sensorialmente é a quantidade de manipulação do alimento na língua contra o palato

antes do alimento se desintegrar (BOURNE, 1978). Na figura 14 é possível observar

que os géis de ι-carragenana de S. filfiormis 0,5% demonstraram gomosidades

levemente superiores a ι-carragenana comercial, porém os géis SfNov1-1,5a e

SfNov2-1,5a apresentaram gomosidade significativamente superior (2,10±0,010 e

2,60±0,077 N, respectivamente; p<0,05) quando comparada a ι-carragenana

comercial a 1,5% (1,26±0,107 N). Esse resultado é um reflexo dos parâmetros de

firmeza, para o qual os referidos géis demonstraram maiores valores.

50

Figura 14 – Gomosidade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Com relação à mastigabilidade que se trata da força requerida para desintegrar

uma amostra sólida a consistência adequada para a deglutição, todos os géis de ι-

carragenana de S. filfiormis a 0,5% apresentaram valores de mastigabilidade

variando entre 0,52±0,025 e 0,81±0,242 J e a 1,5% variando entre 1,28±0,004 a

2,60±0,103 J (Figura 15), se mostraram superiores à ι-carragenana comercial nas

mesmas concentrações (0,31±0,015 e 1,20±0,104 J, respectivamente). Vale

ressaltar que os géis SfJan1-0,5a, SfNov1-1,5a e SfNov2-1,5a foram superiores

significativamente (p<0,05). Estes resultados sugerem que o ficocolóide de S.

filiformis pode ser utilizado em menores concentrações para produzir a textura de um

produto alímentício com textura semelhante à ι-carragenana comercial.


51

Figura 15 – Mastigabilidade dos géis aquosos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga

Solieria filiformis e ιιιι-carragenana comercial.

4.3 Perfil de textura dos géis lácteos

A figura 16 mostra a firmeza dos géis lácteos das carragenanas de S. filiformis e

comercial nas concentrações de 0,5 e 1,5%. È possível observar que, de modo

geral, as firmezas dos géis lácteos foram bem superiores quando comparadas com

as firmezas dos géis aquosos/CaCl2 (Figura 9). Esse comportamento se deve a

capacidade das carragenanas de interagir com proteínas, uma propriedade que

diferencia esses polímeros de outros hidrocolóides. A alta reatividade da

carragenana no leite deve-se à forte interação eletrostática entre os grupos de éster

sulfato negativamente carregados da molécula da carragenana com a micela de

caseína do leite que possui regiões de forte carga positiva (resíduos 97-112 da κ-

caseína). Acima do ponto isoelétrico da proteína íons metálicos polivalentes atuam

como pontes entre o grupo carboxil carregado negativamente da proteína e o

polissacarídeo carregado negativamente devido à presença do éster. Em pH abaixo

do ponto isoelétrico da proteína, semelhantes interações eletrostáticas são formadas

entre o éster sulfato do polissacarídeo e os grupos amino protonados da proteína

(LIN, 1977). Uma segunda hipótese defende que a rede tridimensional formada pela

carragenana (gel) abraça as micelas de caseína evitando a separação de fases e




52

promovendo a estabilidade do sistema lácteo (BOURRIOT; GARNIER; DOUBLIER,

1999).

Quando comparadas as firmezas dos géis lácteos de ι-carragenanas de S.

filiformis e ι-carragenana comercial nas concentrações de 0,5 e 1,5% (m/v) foi

possível observar uma superioridade significativa (p< 0,05) dos géis de ι-

carragenana de S. filiformis. Na concentração de 0,5%, os maiores valores de

firmeza para os géis lácteos de ι-carragenanas de S. filiformis foram observados

para SfNov2 e SfOut2 (3,79±0,414 e 3,78±0,198 N, respectivamente). Já para os

géis lácteos a 1,5%, os maiores valores foram para SfNov2 e SfNov1 (7,82±0,084 e

7,53±0,098 N, respectivamente), enquanto os géis lácteos de ι-carragenana

comercial, nas mesmas concentrações, apresentaram valores de firmeza de

1,92±0,195 e 3,22±0,090 N, respectivamente.

Figura 16 – Firmeza dos géis lácteos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Esses resultados corroboram com os obtidos para os géis aquosos/CaCl2 de

carragenanas de algas que cresceram no período de janeiro a setembro de 2010,

que apesar de ser considerado um período chuvoso, as chuvas não ocorreram e o

ano foi considerado seco pela FUNCEME. Portanto, sugere-se que a grande


&p<0,05 indica diferença significativa


53

incidência de luz do período tenha estimulado o processo de fotossíntese nas algas,

justificando além dos maiores rendimentos, as maiores firmezas dos géis tanto

aquosos quanto lácteos elaborados com essas carragenanas.

Vale salientar que mesmo as menores firmezas encontradas para os géis lácteos

de ι-carragenana de S. filiformis nas concentrações de 0,5 e 1,5% (SfAbr2:

3,43±0,100 N e SfJan: 6,08±0,169 N) ainda se mostraram superiores as observadas

para a ι-carragenana comercial (1,92±0,195 e 3,22±0,090 N). Esse resultado reforça

a hipótese que a porção de κ-carragenana contida nas extrações de ι-carragenana

de S. filiformis exercem uma atividade importante na firmeza desses géis.

Com relação aos géis lácteos de SfJan2-0,5 e SfJan2-1,5 foi possível perceber

que, assim como observado para os géis aquosos/CaCl2, eles também

apresentaram valores de firmeza inferiores (0,43±0,013 e 1,69±0,020 N,

respectivamente) quando comparados com as firmezas de SfJan1-0,5l e SfJan-1,5l

(3,63±0,088 e 6,08±0,169±0,098 N, respectivamente) corroborando com a hipótese

de contaminação fúngica da alga seca que pode ter causado alterações na estrutura

química das carragenanas extraídas.

Quanto ao parâmetro de adesividade, foi possível observar que os géis de

carragenana de S. filiformis a 0,5% não apresentaram valores com grandes

variações situando-se entre - 0,40±0,040 e - 0,98±0,178 J. No entanto, quando

comparados com as adesividades dos géis de ι e κ-carragenanas comerciais (-

1,58±0,085 e -4,64±0,073 J) foi verificada uma diferença significativa (p<0,05)

(Tabela 4). O aumento da concentração de ι-carragenana de S. filiformis (1,5%),

aumentou significativamente a adesividade dos géis lácteos (Figura 17) com valores

variando de -1,71±0,145 J (SfNov2) a -2,56±0,265 J (SfOut2). E quando comparados

com os valores dos géis aquosos/CaCl2 (Figura 11) a adesividade também se

mostrou superior sugerindo que os componentes do leite exercem influência sobre

esse parâmetro.

55

Figura 17 – Adesividade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


A elasticidade e a coesividade dos géis lácteos das ι-carragenanas de S.

filiformis e comerciais nas concentrações de 0,5 e 1,5% são mostrados nas Figuras

18 e 19. Os valores dos parâmetros de elasticidade e coesividade não apresentaram

diferença significativa entre os géis lácteos das ι-carragenanas de S. filiformis e nem

quando comparados com os da ι-carragenana comercial. Ressalta-se, porém, que

os géis de κ-carragenana comercial na concentração de 1,5% foram menos coesos

(0,11±0,009) que os géis de ι-carragenana comercial na mesma concentração

(0,38±0,015).


56

Figura 18 – Elasticidade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Figura 19 – Coesividade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Os géis lácteos de ι-carragenana de S. filfiormis 0,5 e 1,5% demonstraram

gomosidades superiores á ι-carragenana comercial (0,66±0,047 e 1,25±0,051 N),

57

onde os maiores valores obtidos foram de 1,61±0,094 N (SfAbr2) e 2,97±0,148 N

(SfOut2), respectivamente (Figura 20).

Figura 20 – Gomosidade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Na figura 21 é possível observar que os géis lácteos de ι-carragenana de S.

filfiormis 0,5% demonstraram valores de mastigabilidade superior á ι-carragenana

comercial (0,70 J) variando entre 1,11±0,188 a 1,59±0,121 J e a 1,5% variando entre

2,05±0,096 a 2,93±0,137 J. O valor encontrado na concentração de 1,5% para ι-

carragenana comercial (1,26±0,065 J) foi semelhante ao menor valor encontrado na

concentração de 0,5% para SfOut1 (1,11±0,188 J). Observou-se diferença

significativa (p<0,05) entre algumas amostras dos géis de ι-carragenana de S.

filfiormis e os géis com ι-carragenana comercial nas duas concentrações testadas.

Diante dos resultados obtidos não foi observada diferença significativa entre

nenhum dos atributos do perfil de textura dos géis aquosos/CaCl2 e lácteos de ι-

carragenanas extraídas de S. filiformis cultivadas nas profundidades de 1 e 2 m.




58

Figura 21 – Mastigabilidade dos géis lácteos de ιιιι-carragenana semi-refinada da alga Solieria


Vale ressaltar que o presente trabalho é pioneiro em analisar o perfil de textura

de ι-carragenanas extraídas de uma espécie de alga cultivada e abundante no litoral

cearense. De forma geral ainda são poucos os trabalhos que visam analisar os

atributos de textura como adesividade, elasticidade, coesividade, gomosidade e

mastigabilidade de géis aquosos e lácteos de ι-carragenanas, sendo que os poucos

estudos existentes têm se concentrado na avaliação da firmeza ou reologia de géis

de carragenanas comerciais (VILLANUEVA et al, 2004; PUVANENTHIRAN,

WILLIAMS, AUGUSTIN, 2002; HOLANDA, 2007; THRIMAWITHANA et al., 2010).




59

5. Considerações Finais

Os maiores rendimentos de ι-carragenana foram observados para as algas

provenientes dos bastidores que acumularam esporos na estação seca nas

profundidades de 1 e 2 m: outubro a dezembro/2009 (45,3 e 44,2%

respectivamente) e novembro a janeiro/2009 (43,4 e 35,6%, respectivamente), e

cresceram na estação com pouca chuva (janeiro a setembro de 2010).

Não houve grande variação nos teores de carboidratos totais das ι-carragenanas

de S. filiformis, porém aquelas extraídas das algas com início de cultivo em Out/2009

(1 e 2 m) e Nov/2009 (1 e 2 m) mostraram os maiores resultados (49,6, 47,0, 40,7 e

50,5%, respectivamente). Já os teores de sulfato total das carragenanas de

S.filiformis variaram de 21,6 a 33,3%, concordando com os resultados obtidos para ι-

carragenanas.

O perfil de textura dos géis aquosos preparados com as ι-carragenanas de S.

filiformis na concentração de 0,5 e 1,5% (m/v) mostrou superioridade quando

comparado aos valores obtidos para os géis de ι-carragenana comercial nas

mesmas concentrações, sobretudo o atributo firmeza que apresentou superioridade

significativa (p<0,05).

Com relação ao perfil de textura dos géis lácteos de ι-carragenana de S.

filiformis, foi possível observar um aumento significativo nos atributos de firmeza,

adesividade, gomosidade e mastigabilidade quando comparado com os géis

aquosos. Já quando comparado com os géis de ι-carragenana comercial, foi

observado superioridade nos atributos de firmeza, gomosidade e mastigabilidade.

60

6. Conclusão

A alga marinha vermelha S. filiformis, abundante no litoral cearense e cultivada

através da técnica de esporulação natural, foi capaz de biosintetizar ι-carragenana

em períodos de pouca precipitação chuvosa, proporcionando elevados rendimentos

de extração e atributos de textura superiores quando comparados a ι-carragenana

comercial.

61

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