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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Faculdade de Engenharia de Alimentos JOYCE GRAZIELLE SIQUEIRA SILVA POTENCIAL DE MINERAIS EM RESÍDUO DE FRUTAS CÍTRICAS E ESTIMATIVA DA BIOACESSIBILIDADE DE CÁLCIO, FERRO E MAGNÉSIO CAMPINAS 2016
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia de Alimentos
JOYCE GRAZIELLE SIQUEIRA SILVA
POTENCIAL DE MINERAIS EM RESÍDUO DE FRUTAS CÍTRICAS E ESTIMATIVA DA
BIOACESSIBILIDADE DE CÁLCIO, FERRO E MAGNÉSIO
CAMPINAS
2016
JOYCE GRAZIELLE SIQUEIRA SILVA
POTENCIAL DE MINERAIS EM RESÍDUO DE FRUTAS CÍTRICAS E ESTIMATIVA DA
BIOACESSIBILIDADE DE CÁLCIO, FERRO E MAGNÉSIO
Supervisor/Orientador: JULIANA AZEVEDO LIMA PALLONE
CAMPINAS
2016
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA
DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA JOYCE
GRAZIELLE SIQUEIRA SILVA E ORIENTADA PELA
PROFA.DRA. JULIANA AZEVEDO LIMA PALLONE
Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia de
Alimentos da Universidade Estadual de Campinas como parte
dos requisitos para obtenção do título de Mestra em Ciência
de Alimentos.
Agência(s) de fomento e nº(s) de processo(s): CNPq, 145659/2014-3
Ficha catalográfica Universidade Estadual de Campinas
Biblioteca da Faculdade de Engenharia de Alimentos Márcia Regina Garbelini Sevillano - CRB 8/3647
Silva, Joyce Grazielle Siqueira, 1990- Si38p SilPotencial de minerais em resíduo de frutas cítricas e estimativa da
bioacessibilidade de cálcio, ferro e magnésio / Joyce Grazielle Siqueira Silva. –
Campinas, SP : [s.n.], 2016.
SilOrientador: Juliana Azevedo Lima Pallone. SilDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade
de Engenharia de Alimentos.
Sil1. Minerais. 2. Resíduos de frutas cítricas. 3. Planejamento experimental. 4.
Bioacessibilidade. 5. Quimiometria. I. Pallone, Juliana Azevedo Lima,1977-. II.
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Mineral potential in fruit citrus residue and estimate of bioaccessibility
of calcium, iron and magnesium Palavras-chave em inglês: Minerals Citrus fruit waste Experimental design Bioaccessibility Chemometrics Área de concentração: Ciência de Alimentos Titulação: Mestra em Ciência de Alimentos Banca examinadora: Juliana Azevedo Lima Pallone [Orientador] Edenir Rodrigues Pereira Filho Marcelo Antônio Morgano Data de defesa: 10-08-2016 Programa de Pós-Graduação: Ciência de Alimentos
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________
Dra. Juliana Azevedo Lima Pallone
FEA-UNICAMP - (Presidente)
__________________________________________
Dr. Edenir Rodrigues Pereira Filho
UFSCAR - (Titular)
__________________________________________
Dr. Marcelo Antônio Morgano
ITAL - (Titular)
__________________________________________
Dra. Maria Teresa Bertoldo Pacheco
ITAL - (Suplente)
__________________________________________
Dra. Solange Guidolin Canniatti Brazaca
ITAL - (Suplente)
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida
acadêmica da aluna.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp pela oportunidade
de realizar este trabalho e por fornecer um corpo docente e administrativo adequado as
exigências de uma universidade reconhecida, bem como pela estrutura física para a realização
dos trabalhos.
Agradeço a professora Dra. Juliana Pallone pela orientação na pesquisa, pela
amizade, incentivo, confiança e respeito mútuo, que contribuíram para o sucesso deste trabalho
e que abriram as portas para novos desafios.
Agradeço a banca examinadora pelas valiosas correções e sugestões.
Agradeço ao CNPq pela bolsa concedida.
Agradeço a minha mãe (Cleide) e minha irmã (Fernanda) por todo amor, pela
paciência, pelo suporte e por tudo aquilo de maravilhoso que uma família pode dar aos seus
constituintes, que nos tornam mais fortes e nos fazem sonhar para que alcancemos nossos
objetivos.
Agradeço ao meu namorado, melhor amigo e companheiro Leandro pelo amor,
paciência e companheirismo durante essa jornada, pelo incentivo e por sempre olhar com
maturidade e tranquilidade frente as adversidades.
Agradeço a Deus, a espiritualidade e aos meus mentores do plano de luz que me
acompanham desde sempre e que me ajudaram a ter a coragem necessária para buscar e realizar
meus sonhos, a ter forças para ultrapassar as barreiras do medo e a enxergar esperançosamente
um futuro com mais luz, felicidade e o almejado sucesso.
Agradeço aos meus colegas de laboratório pelo companheirismo, especialmente ao
Eduardo Orlando e a Ana Paula que foram tão pacientes, que compartilharam do próprio
conhecimento e permitiram a multiplicação do aprendizado de todos nós, que não mediram
esforços para ajudar no meu mestrado e em questões pessoais. Espero que Deus os retribua
generosamente. A vocês minha gratidão!
Agradeço a professora Hélia Harumi e aos seus alunos e técnicos por
compartilharem o laboratório de bioquímica. Agradeço também a Flaviana, que juntamente
com a CP Kelco Headquarters doaram gentilmente as amostras para essa pesquisa.
RESUMO
A maioria das frutas cítricas do Brasil é beneficiada em suco, gerando resíduos, utilizados para
extrair outros subprodutos de valor. O resíduo possui baixo valor agregado, sendo
comercializado como pellets para ração. Seu aproveitamento na alimentação humana é uma
alternativa, agregando valor e contribuindo com nutrientes necessários a saúde. Este trabalho
objetivou verificar o potencial de minerais de importância para a saúde humana em resíduo de
frutas cítricas, sua bioacessibilidade e avaliar se existem diferenças desses nutrientes durante
os meses de safra. Foi realizada a otimização e validação de um método para a determinação
de cálcio, ferro, zinco e magnésio em resíduo de laranja (pêra e hamlin), limão (taiti e siciliano)
e misturas (laranja pêra, hamlin e limão taiti), por espectroscopia de absorção atômica com
chama (FAAS). Determinou-se a composição centesimal dos resíduos, realizou-se tratamento
térmico nessas amostras e avaliou-se as frações bioacessíveis nas amostras cruas e cozidas. A
otimização foi realizada por planejamento experimental e a melhor condição de mineralização
foi: 6g de amostra e 8mL de HNO3. Todas as condições estudadas na validação do método
foram atendidas. Os teores médios de cálcio, ferro, magnésio e zinco foram 6827,60µg/g,
116,37µg/g, 915,49µg/g e 7,37µg/g, respectivamente. Portanto, uma porção de 100g de bagaço
fornece 68,27%, 35,21%, 83,12% e 10% da IDR de cálcio, magnésio, ferro e zinco,
respectivamente, sendo assim o bagaço de citrus pode ser considerado fonte de Ca, Fe e Mg. A
PCA realizada mostrou que apesar das diferenças na composição de minerais das amostras de
diferentes safras, não há uma separação entre laranjas, limões e misturas quanto a composição
de macronutrientes. Na avaliação da composição centesimal, as amostras de resíduo de laranja,
limão e mistura apresentaram em média 9,3g/100g de umidade, 5,51g/100g de proteínas,
2,92g/100g de cinzas, 2,87g/100g de lipídios, 55g/100g de fibras totais e 23,25g/100g de
carboidratos. As frações de fitatos não foram detectados. O percentual de ferro solúvel variou
de 19,36-77,33% nas amostras cruas, e de 52,80-68,42% nas amostras cozidas. O ferro dialisado
variou de 5,59-25,26% em amostras cruas e de 13,06-69,06% em amostras cozidas. O Ca
solúvel foi de 33,34-40,16% nas amostras cruas e de 38,99-55,50% nas amostras cozidas; o Ca
dialisado nas amostras cruas foi de 19,32-26,13%, enquanto nas cozidas o percentual foi de
14,71-21,44%. O Mg solúvel variou de 29,95- 85,38% em amostras cruas e de 63,10-94,20%
nas cozidas, já o Mg dialisado variou de 46,29-54,08% em amostras cruas e de 34,42-62,51%
nas cozidas. O cozimento aumentou a solubilidade de Fe no limão e o Fe dialisado na mistura
e no limão; aumentou a solubilidade do Ca, mas diminuiu a fração de Ca dialisada. No Mg foi
observado aumento na fração solúvel e dialisável durante o cozimento, exceto para a amostra
de laranja cozida que teve um decréscimo na fração dialisada. A avaliação das características
físico-químicas do resíduo de citrus e dos minerais bioacessíveis indicando potencial para ser
usado na alimentação humana ou ser incorporado a outros produtos, contribuindo com
nutrientes para a dieta e agregando valor a esse subproduto.
ABSTRACT
Most citrus fruits in Brazil is benefited in juice, generating waste used to extract other valuable
by-products. The residue has low added value, being marketed as pellets to feed. Its use in food
is an alternative, adding value and contributing nutrients necessary for health. This study aimed
to verify the importance of mineral potential for human health residue of citrus fruits, its
bioaccessibility and evaluate whether there are differences of these nutrients during the months
of harvest. Optimization and validation of a method for the determination of calcium was
carried out, iron, zinc and magnesium as an orange residue (pear and hamlin), lemon (taiti and
sicilian) and mixtures (orange pear, hamlin and lime tahiti) spectroscopy of flame atomic
absorption (FAAS). It was determined the chemical composition of the waste, there was heat
treated in these samples and evaluated the bioaccessibility in raw and cooked samples. The
optimization was conducted by the experimental design and condition the best mineralization
was 6g sample and 8ml of HNO3. All conditions studied in method validation were met. The
average levels of calcium, iron, magnesium and zinc were 6827,60μg/g, 116,37μg/g,
915,49μg/g and 7,37μg/g, respectively. Therefore, a portion 100g pomace gives 68.27%,
35.21%, 83.12% and 10% RDI of calcium, magnesium, iron and zinc, respectively, thus the
citrus pulp can be considered source Ca, Fe, and Mg. The PCA performed showed that despite
the differences in the mineral composition of samples of different vintages, there is a separation
of oranges, lemons and mixtures as macronutrient composition. In assessing the chemical
composition, the orange residue samples, and lemon mixture had an average 9,3g/100g of
moisture, 5,51g/100g of protein, 2,92g/100g ash, 2.87g/100g of lipids, 55g/100g of fiber and
total 23,25g/100g of carbohydrates. The phytate fractions were not detected. The iron soluble
percentage ranged from 19.36 to 77.33% in the raw samples, and 52.80 to 68.42% in cooked
samples. The dialysate iron ranged from 5.59 to 25.26% in raw samples and from 13.06 to
69.06% in baked samples. The soluble Ca was 33.34 to 40.16% in the raw samples and from
38.99 to 55.50% in cooked samples; Ca dialysate in the raw samples was 19.32 to 26.13%,
while in cooked the percentage was 14.71 to 21.44%. The soluble Mg ranged from 85.38% in
raw samples and boiled at 63.10 to 94.20%, as Mg dialysate ranged from 46.29 to 54.08% in
raw samples and 34, 42 to 62.51% in cooked. Cooking increased the Fe solubility in lemon and
Fe dialysate in the mix and lemon; increased solubility of Ca but decreased the fraction of Ca
dialyzed. In Mg was observed increase in the soluble fraction and dialyzed during cooking,
except for the baked orange sample had a decrease in the dialyzed fraction. The evaluation of
the physico-chemical characteristics of citrus residue and bioaccessibility of minerals indicating
the potential to be used as food or be incorporated into other products, contributing nutrients to
the diet and adding value to this by-product.
SUMÁRIO
RESUMO ................................................................................................................................... 6
ABSTRACT ............................................................................................................................... 8
INTRODUÇÃO GERAL ......................................................................................................... 12
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: RESÍDUOS DA INDÚSTRIA CÍTRICA, MINERAIS E
BIOACESSIBILIDADE ........................................................................................................... 14
Resíduos de frutas cítricas .................................................................................................... 15
Minerais ................................................................................................................................ 17
Absorção de minerais ........................................................................................................... 20
Bioacessibilidade de minerais .............................................................................................. 22
Método para determinação de minerais ................................................................................ 25
ARTIGO 1: POTENCIAL DE MINERAIS EM RESÍDUOS DE CITRUS E AVALIAÇÃO
DURANTE O PERÍODO DE SAFRA ..................................................................................... 27
RESUMO ................................................................................................................................. 27
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 28
2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................. 30
2.1 Materiais, equipamentos e reagentes .............................................................................. 30
2.2 Amostras ......................................................................................................................... 31
2.3 Método para análise de minerais em bagaço de citrus ................................................... 32
2.4 Determinação de carbono residual por ICP OES ........................................................... 34
2.5 Tratamento estatístico ..................................................................................................... 34
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 35
3.1 Planejamento experimental para determinação de minerais em resíduo de citrus ......... 35
3.2 Validação da metodologia para determinação de ferro, cálcio, magnésio e zinco por
FAAS .................................................................................................................................... 39
3.3 Determinação de ferro, cálcio, magnésio e zinco em citrus ........................................... 41
4. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 47
ARTIGO 2: CARACTERIZAÇÃO DE MACRONUTRIENTES E ESTIMATIVA DA
BIOACESSIBILIDADE DE CÁLCIO, FERRO E MAGNÉSIO EM RESÍDUOS DE CITRUS
.................................................................................................................................................. 48
RESUMO ................................................................................................................................. 48
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 50
2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................. 52
2.1 Equipamentos ................................................................................................................. 52
2.2 Reagentes ........................................................................................................................ 53
2.3 Amostras ......................................................................................................................... 53
2.4 Análise da composição centesimal ................................................................................. 54
2.5 Tratamento térmico......................................................................................................... 54
2.6 Bioacessibilidade de minerais ........................................................................................ 54
2.7 Determinação de frações dos mioinositol fosfatos: IP4, IP5, IP6 .................................. 55
2.8 Tratamento estatístico ..................................................................................................... 55
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 56
3.1 Avaliação da composição centesimal e frações de mioinositol fosfato.......................... 56
3.2 Avaliação da solubilidade e diálise das amostras ........................................................... 58
3.3. Análise de componentes principais (PCA) .................................................................... 66
4. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 68
DISCUSSÃO GERAL .............................................................................................................. 70
CONCLUSÃO GERAL ........................................................................................................... 77
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 79
APÊNDICE A ......................................................................................................................... 88
APÊNDICE B .......................................................................................................................... 89
APÊNDICE C ......................................................................................................................... 90
APÊNDICE D ......................................................................................................................... 91
APÊNDICE E .......................................................................................................................... 92
APÊNDICE F .......................................................................................................................... 93
12
INTRODUÇÃO GERAL
A citricultura se destaca na economia brasileira, sendo um dos setores de maior
importância da agroindústria. A produção de laranjas e limões é superior a 19 milhões de
toneladas de frutas, a maior parte é destinada a industrialização de suco, considerando que
aproximadamente 50% do peso da fruta é constituída pelo bagaço, grande quantidade de
resíduos é gerado no processamento de suco de frutas cítrica (Mendonça et al., 2006; IBGE,
2014; MAPA, 2015). Após a extração de subprodutos como o D-limoneno, o resíduo final é
peletizado e comercializado para ser usado na alimentação animal (Munhoz & Morabito, 2010).
O uso de resíduos de frutas cítricas na alimentação humana ainda é insignificante.
Alguns estudos têm avaliado as propriedades físico-químicas, tecnológicas e físico-funcionais
de fibras de resíduos cítricos, demonstrando o seu potencial para uso na alimentação (López-
Marcos et al., 2015). Estudos anteriores já avaliaram a incorporação de farinhas de produtos
cítricos como ingredientes em biscoitos e barras de cereais (Santos et al., 2011; Ferreira et al.,
2015). Sabe-se que as cascas de frutas críticas podem conter em sua composição vitaminas,
proteínas, lipídios e minerais como cálcio, potássio, ferro, zinco, magnésio, manganês, cobre e
sódio (Bampidis & Robinson, 2006; Barros et al, 2012). No entanto, o estudo desses minerais
em resíduo de frutas cítricas provenientes da indústria é escasso e não foram relatados dados a
respeito da bioacessibilidade dos mesmos. Atualmente ainda existem deficiências dos minerais
ferro e zinco e a ingestão de cálcio e magnésio continua abaixo do recomendado em muitas
localidades (INAGC/WHO/UNICEF, 1998; Cozzolino, 2007), assim os resíduos de frutas
cítricas poderiam colaborar na dieta aumentando os níveis de minerais ingeridos e
bioacessíveis.
A bioacessibilidade pode ser avaliada por métodos de simulação in vitro do
comportamento de nutrientes no trato gastro-intestinal (Guerra et al., 2012). A avaliação da
bioacessibilidade de minerais pode ser feita pelos métodos de solubilidade e diálise (Cardoso
et al., 2015), os quais têm sido usados na determinação de minerais em biscoitos, fórmulas
infantis, leite e outros alimentos (Jovaní et al., 2001; Perales et al., 2006; Baye et al., 2015;
Rebellato et al., 2015). Na solubilidade é determinada a fração de mineral solúvel, enquanto na
diálise é medida a fração do mineral que atravessou o saco de diálise que tem tamanho definido
(Miller et al., 1981; Sahuquillo, Barberá, Farré, 2003; Alegria-Torán, Barbera-Sáez, Cilla-
Tatay, 2015).
13
Algumas substâncias naturalmente presentes nos alimentos como oxalatos, fitatos,
taninos, fibras e ácidos graxos podem influenciar na disponibilidade de minerais interferindo
na sua absorção (Bosscher et al., 2003; Gropper, Smith, Groff, 2011; Amalraj & Pius, 2015).
Por isso, tratamentos enzimáticos e térmicos vêm sendo avaliados a fim de diminuir a
concentração desses fatores antinutricionais e consequentemente aumentar a disponibilidade de
minerais (Gonçalves et al., 2005; Embaby, 2011).
O resíduo de frutas cítricas, resultante do processamento de laranjas e limões, não
tem emprego significativo na alimentação humana. É aplicado principalmente na elaboração de
rações animais que possui baixo valor agregado. Dessa forma, foi realizada a otimização e
validação de um método para a determinação de minerais em resíduo de frutas cítricas por
espectroscopia de absorção atômica com chama (FAAS). As melhores condições de
mineralização das amostras que permitiam os melhores valores de recuperação e repetitividade
dos minerais foram avaliadas. O teor de minerais (cálcio, ferro, zinco e magnésio) foi
quantificado em diferentes tipos de citrus (laranjas, limões e misturas) e avaliado se existia
diferença na composição mineral no período de safra das frutas. A PCA (Análise de
Componentes Principais) foi aplicada como análise exploratória para investigar se a
composição de minerais Ca, Fe, Zn e Mg nas amostras poderia promover ou não algum tipo de
agrupamento.
Os parâmetros físico-químicos (umidade, teor de proteínas, lipídios, cinzas, fibras
solúveis, insolúveis, totais e teor de carboidratos) de laranja pêra, limão taiti e mistura também
foram determinados. Estudos a respeito da bioacessibilidade de minerais no resíduo de frutas
cítricas não foram encontrados, assim no presente trabalho foram avaliadas a bioacessibilidade
de Ca, Fe e Mg em amostras cruas e cozidas de resíduo de laranja pêra, limão taiti e mistura
(laranja pêra, laranja hamlin e limão taiti), a fim de se ter uma estimativa da disponibilidade
desses minerais no trato gastrointestinal humano e avaliar se o cozimento poderia favorecer a
liberação dos mesmos. Os resultados de bioacessibilidade de minerais e composição centesimal
também foram avaliados pela análise exploratória de dados (PCA), a fim de se observar se
haveria formação de agrupamentos e quais as variáveis responsáveis pela distinção entre as
amostras.
14
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: RESÍDUOS DA INDÚSTRIA CÍTRICA, MINERAIS E
BIOACESSIBILIDADE
Joyce Grazielle Siqueira Silva, Juliana Azevedo Lima Pallone
RESUMO
Minerais como cálcio, ferro, zinco e magnésio são importantes para o bom funcionamento do
organismo e manutenção da saúde. Podem ser encontrados em diversos alimentos como:
legumes, frutas, carnes e cereais. A deficiência de minerais ainda é um problema e a absorção
dos mesmos pode ser influenciada por diversos fatores. O resíduo de frutas cítricas resultante
da produção de sucos é um subproduto rico em minerais não sendo muito utilizado na
alimentação humana. Apresenta reduzido valor, sendo comercializado a baixo custo
principalmente para ração animal. Resíduos de produtos cítricos, assim como em outros
produtos de origem vegetal, apresentam determinados compostos, como, fitatos, oxalatos,
taninos e fibras que formam complexos com minerais impedindo sua absorção. A aplicação de
tratamento térmico vem sendo empregado com o objetivo de tentar eliminar ou reduzir o teor
desses fatores antinutricionais e liberar os minerais para que possam ser absorvidos. Existem
métodos de determinação da bioacessibilidade de minerais in vitro que podem ser aplicados em
diversas matrizes alimentares para conhecer os teores de minerais disponíveis para absorção.
Dentre essas técnicas destacam-se os métodos de solubilidade e diálise que vem sendo aplicados
em outras matrizes alimentares, tais como biscoitos, fórmulas infantis, vegetais, entre outros.
15
Resíduos de frutas cítricas
O Brasil figura no cenário mundial como o maior produtor de laranjas do mundo,
com uma produção de mais de 18 milhões de toneladas da fruta, enquanto a produção de limões
ultrapassa 1 milhão de toneladas segundo dados obtidos pelo IBGE (IBGE, 2014). No Brasil,
80% da produção é destinada a indústria de sucos (IBGE, 2014; MAPA, 2015).
Geralmente, numa indústria cítrica de processamento de suco o caminho que a
laranja percorre até que seja formado o bagaço resultante do processamento do suco segue o
fluxo descrito por Munhoz & Morabito (2010). Resumidamente, a laranja é transportada em
caminhões que descarregam as frutas e estas são armazenadas em silos de estocagem até o
momento do processamento. Após a realização de testes físico-químicos nas frutas por
amostragem é definido um plano de produção, as laranjas são retiradas do estoque e
transportadas para o setor de lavagem e sanitização. A seguir é feita uma seleção manual das
frutas para separar as deterioradas e verdes, que são destinadas ao setor de pellet de polpa
cítrica. As laranjas passam pelo classificador que as separa por tamanho. Em seguida ocorre a
extração, resultando em suco com polpa, emulsão água e óleo e bagaço de laranja. O bagaço
passa por vários processamentos até que sejam obtidos outros subprodutos, onde estão incluídos
o D-limoneno e o pellet de polpa cítrica. O bagaço é então prensado, triturado em moinhos e é
retirada a fração restante de D-limoneno, normalmente esse bagaço é seco em secador rotativo,
peletizado e resfriado, estando pronto para ser comercializado (Munhoz & Morabito, 2010).
Estima-se que 49% do peso da fruta corresponda ao bagaço de frutas cítricas
(Mendonça et al., 2006) gerado como descrito anteriormente. Na Figura 1 podem ser observadas
as partes de uma laranja. Do bagaço ainda podem ser obtidos outros subprodutos como óleos
essenciais, fibras solúveis (pectina) e geração de carvão vegetal. O bagaço resultante é
destinado principalmente a ração animal (Rezzadori & Benedetti, 2009; Munhoz & Morabito,
2010; MAPA, 2015) o que representa a venda desse subproduto a baixo custo e desperdício de
suas propriedades nutricionais. Como por exemplo têm-se a perda de minerais que poderiam
ser utilizados na alimentação humana, contribuindo para o suprimento das carências
nutricionais (minerais), além de outros nutrientes.
16
Figura 1. Partes de uma laranja. Fonte: http://www.gestaonocampo.com.br/biblioteca/por-
dentro-da-laranja/.
Não obstante alguns trabalhos já propuseram o uso de cascas de frutas cítricas, bem
como do resíduo gerado como subproduto da agroindústria, em produtos para alimentação
humana (Bublitz et al., 2013; Ferreira et al., 2015; López-Marcos et al., 2015). López-Marcos
et al. (2015) estudaram as propriedades físico-químicas, tecnológicas e físico-funcionais de
fibras de resíduos cítricos como limão, toranja e albedo de limão resultantes do processamento
agroindustrial e constataram que esses resíduos podem ser usados como ingredientes em outros
alimentos, como substitutos de gordura, agentes redutores de gordura durante a fritura, agente
emulsificante, ligante e como estabilizante, contribuindo não somente com os teores de fibras
como também em propriedades tecnológicas.
Santos et al. (2011) elaboraram biscoitos de chocolate utilizando farinha mista de
trigo, polvilho azedo acrescida de albedo de laranja e obtiveram biscoitos sem
comprometimento dos atributos sensoriais. Ferreira et al. (2015) elaboraram uma farinha
contendo resíduos de laranja dentre outras frutas e usou na fabricação de biscoitos e barras de
cereais. Boff et al. (2013) utilizaram a fibra de casca de laranja como substituta de gordura no
desenvolvimento de um sorvete de chocolate e obteve um produto final com boa aceitação
global e com valor energético reduzido.
Na composição química das frutas cítricas podem estar presentes compostos
fenólicos (flavonoides), proteínas, minerais (cálcio, potássio, ferro, zinco, magnésio, manganês,
cobre, sódio, boro e enxofre), vitaminas (ácido ascórbico, vitaminas do complexo B), pigmentos
como os carotenóides (violaxantina, β-criptoxantina, β-caroteno), compostos voláteis presentes
no óleo essencial (D-limoneno), lipídios (ácidos oleico, linoleico, palmítico e esteárico),
17
açúcares (frutose, glicose, sacarose), ácidos (ácido málico, ácido cítrico, ácido succínico) e
fibras (celulose, pectina) (Bampidis & Robinson, 2006; Xu et al., 2008; Bermejo, Llosa, Cano,
2011; Cano & Bermejo, 2011; Barros, Ferreira, Genovese, 2012).
Na China as cascas de frutas cítricas também são usadas para fins medicinais
principalmente na forma de infusões, sendo constatada a presença de compostos fenólicos,
atividade antioxidante e minerais como K, Mg, Ca, Cu, Fe, Mn e Zn, conforme relatado por Xu
et al. (2008).
A capacidade antioxidante e o conteúdo mineral de polpa e cascas de laranja
produzidas no Brasil foram avaliadas por Barros, Ferreira, Genovese (2012) e foi observado
que na casca também estão presentes compostos promotores da saúde. A presença dos minerais
cálcio, ferro, zinco, potássio, manganês, sódio, magnésio e cobre também foi constatada. Em
laranja pêra as maiores concentrações foram observadas para potássio (266 mg 100g-1), ferro
(731 µg 100g-1), manganês (212,1 µg 100g-1) e zinco (214,1 µg 100g-1), enquanto para o limão
taiti as maiores concentrações foram de cálcio (214,2 mg 100g-1), ferro (768,7 µg 100g-1) e
zinco (200 µg 100g-1).
Neste contexto, observa-se que as cascas de frutas cítricas podem conter boas
quantidades de minerais, o que tem motivado o estudo destes. Contudo, a literatura não
apresenta o comportamento dos minerais em processos de simulação gastrointestinal, não sendo
conhecida nessa matriz a disponibilidade (fração solúvel ou dialisável) de minerais. Outro
aspecto a ser explorado é se ocorrem mudanças na composição desses nutrientes durante a safra.
Minerais
Os minerais são importantes para o bom funcionamento do organismo e, pequenas
quantidades são necessárias quando comparados a outros nutrientes. Assim, de acordo com a
quantidade de minerais presentes no organismo recebem a denominação de macrominerais,
microminerais e elementos traço essenciais (Quintaes & Diez-Garcia, 2015). Os macrominerais
estão presentes em grande quantidade na dieta e no organismo humano, podem ser definidos
como aqueles que constituem pelo menos 0,01% do peso corporal ou aqueles minerais que a
quantidade exigida seja maior que 100 mg/dia. Os microminerais estão em quantidades menores
no organismo e o conteúdo dos mesmos no organismo se encontra numa faixa de 35g a 1400g,
e os elementos traço essenciais estão em quantidades muito pequenas, são aqueles que estão
presentes em quantidades menores que 0,01% do peso corporal (ou conteúdo < 1mg e 4g), como
18
cobre, zinco, selênio, manganês, cobalto e níquel (Taylor, 1996; Gropper, Smith, Groff, 2011;
Quintaes & Diez-Garcia, 2015).
O ferro é considerado um micromineral, a sua deficiência afeta a saúde e a
economia, estando associada a diminuição da capacidade produtiva de indivíduos, desempenho
escolar deficiente e anemia. É considerado o maior problema de saúde pública relacionado à
deficiência de nutrientes (WHO, 2006; Etcheverry, Grusak, Fleige, 2012). A
biodisponibilidade do ferro pode ser afetada por fatores sistêmicos como estado fisiológico,
genética, secreção hormonal e presença ou não de doenças crônicas e infecciosas. Pode ser
afetado ainda pela dieta, devido as interações que podem ocorrer entre o ferro e outros
componentes dos alimentos (Etcheverry, Grusak, Fleige, 2012). Está presente na hemoglobina,
mioglobina, citrocromos e algumas enzimas, participa do transporte de oxigênio e elétrons, atua
no metabolismo celular e previne a anemia (Lieu et al., 2001).
O ferro pode ser encontrado na forma heme e não heme, o ferro heme é proveniente
da hemoglobina e mioglobina, sendo mais encontrado em alimentos de origem animal como
carnes, peixes e aves. O ferro não heme é proveniente principalmente de alimentos de origem
vegetal, tais como nozes, frutas, grãos, folhas e vegetais verdes, e em produtos lácteos (Gropper,
Smith, Groff, 2011).
O zinco, considerado como um elemento traço essencial, participa da síntese
proteica, de funções do sistema imune, está envolvido na maturação sexual, transcrição do
DNA, expressão de genes, síntese e degradação de carboidratos, lipídeos e proteínas,
manutenção do crescimento e do desenvolvimento normais, participa da defesa antioxidante e
atua na função neurosensorial (Hambidge, 2000; Quintaes & Diez-Garcia, 2015). A deficiência
de zinco pode afetar o funcionamento dos sistemas gastrointestinal, neurológico e reprodutivo
(Hambidge, 2000). O zinco possui como principais fontes os produtos de origem animal como
carnes vermelhas, aves, porco, derivados de leite e grãos integrais (Gropper, Smith, Groff,
2011).
O cálcio é um macromineral, sendo um dos mais abundantes no corpo humano, é
componente de ossos e dentes, além de participar dos processos de coagulação sanguínea,
comunicação intracelular e contração da musculatura, interfere na liberação dos
neurotransmissores nas ligações sinápticas e participa como cofator de reações enzimáticas
(Etcheverry, Grusak, Fleige, 2012; Quintaes & Diez-Garcia, 2015). É encontrado em leite e
derivados, em peixes como salmão, sardinhas, além de alguns tipos de hortaliças como brócolis
19
e couve flor (Gropper, Smith, Groff, 2011). A deficiência de cálcio no organismo está
relacionada principalmente a ocorrência de osteoporose (Cámara et al., 2005; Tognon, 2012),
doença relacionada a perda de massa óssea que pode levar a fraturas no tecido ósseo. Evidências
mais recentes apontam uma associação com o câncer colo retal, hipertensão e obesidade (WHO,
2009).
O magnésio assim como o cálcio também é considerado um macromineral, sendo
o quarto cátion mais abundante no organismo, atua no relaxamento da musculatura, participa
como cofator de diversas enzimas, constitui parte de ossos e dentes, contribui para o
funcionamento de uma variedade de hormônios, neurotransmissores, fluidez da membrana
neuronal, funcionamento adequado do sistema endócrino e cardiovascular (Laires, Monteiro,
Bicho, 2004; WHO, 2009; Serefko et al., 2013; Quintaes & Diez-Garcia, 2015). Uma dieta
escassa em magnésio pode levar ao aparecimento de diversas doenças como aterosclerose,
diabetes mellitus e alguns tipos de câncer, além de problemas de desordem mental como
depressão (Nielsen, 2010; Serefko et al., 2013). O magnésio pode ser encontrado em alimentos
como chás, café, cacau, chocolate, nozes, cereais integrais, feijões, leite e iogurte (Gropper,
Smith, Groff, 2011).
A Ingestão Diária Recomendada (IDR) é a quantidade de nutriente que deve ser
consumida para satisfazer as necessidades diárias do indivíduo (BRASIL, 2005). As
quantidades de minerais que devem ser ingeridas diariamente podem variar de país para país
(WHO, 2009). No Brasil a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) sugere
quantidades de minerais a serem ingeridos diariamente por meio da Resolução RDC nº 269,
diferentes recomendações são dadas de acordo com condições específicas ou diferentes estágios
da vida (infância, gestação, lactação, vida adulta (BRASIL, 2005)). A Tabela 1 mostra os dados
com as IDRs (Ingestão Diária Recomendada) de ferro, cálcio, magnésio e zinco para as
diferentes categorias.
20
Tabela 1. Valores de Ingestão Diária Recomendada de minerais (IDR) de acordo com a
ANVISA.
Mineral
Ingestão Diária Recomendada (IDR-mg dia -1)
Adultos Crianças (7-10anos) Gestantes Lactantes
Ferro 14 9 27 15
Cálcio 1000 700 1200 1000
Magnésio 260 100 220 270
Zinco 7 5,6 11 9,5
Fonte: Adaptado de BRASIL (2005).
Sabe-se que a deficiência de minerais ainda é um problema, atingindo milhões de
pessoas. No Brasil são observadas deficiências de ferro e zinco, e as quantidades de cálcio e
magnésio ingeridas estão abaixo da IDR (Cozzolino, 2007). De acordo com a Organização
Mundial de Saúde a deficiência de ferro é considerada uma das principais causas da desnutrição
atingindo bilhões de pessoas no mundo (INACG, WHO, UNICEF, 1998; WHO, 2006).
Absorção de minerais
Cada mineral tem um sistema de absorção no trato gastrointestinal humano, assim
no organismo a absorção de cálcio pode ser realizada por dois processos diferentes: um
paracelular (passivo) e um que envolve energia e uma proteína chamada calbidina D9k. Neste
a proteína calbidina D9k se liga ao cálcio para que ele seja absorvido pela borda estriada da
célula e também para que ele possa ser levado do citoplasma para a membrana da célula. Esse
processo ocorre no duodeno e jejuno proximal e é estimulado pelo calcitriol ou vitamina D. O
outro processo de absorção de cálcio é passivo, ou seja, não há consumo de energia. Ocorre
entre células epiteliais do intestino devido a elevadas concentrações de cálcio no lúmen. Esse
processo ocorre no intestino delgado, jejuno e íleo. Além disso, o cálcio ainda pode ser
absorvido no intestino delgado após a fermentação de fibras fermentáveis (pectina) pelas
bactérias no cólon (Gropper, Smith, Groff, 2011). Substâncias como vitamina D, açúcares e
proteínas podem facilitar a absorção de cálcio, enquanto fibras, fitato, oxalato e cátions
bivalentes podem diminuir a absorção de cálcio (Gropper, Smith, Groff, 2011).
A absorção de magnésio pode ocorrer por difusão simples ou por transporte ativo.
No transporte ativo o magnésio entra pela membrana de células intestinais por meio de um
canal receptor presente principalmente em células do duodeno, no entanto altas concentrações
21
de magnésio inibem a sua absorção por essa via. Acredita-se que um baixo consumou ou uma
baixa concentração de magnésio no lúmen favoreça a sua absorção, que pode ocorrer no
intestino delgado, jejuno e íleo distais. O processo de difusão simples ocorre quando há elevadas
concentrações do mineral, sendo que a vitamina D e carboidratos, como lactose e frutose,
favorecem a absorção de magnésio (Gropper, Smith, Groff, 2011).
O ferro obtido da dieta pode estar na forma heme ou não heme (orgânica ou
inorgânica, respectivamente). A forma heme é obtida a partir da quebra do ferro das moléculas
de hemoglobina e mioglobina provenientes de laticínios, ovos e carnes vermelhas, sendo melhor
absorvido que o ferro não-heme (Fe3+), proveniente de grãos e vegetais (Grotto, 2010). O ferro
não heme para ser absorvido precisa ser liberado dos alimentos por meio de hidrólise enzimática
e fatores como acidez e a presença de açúcares favorecem a absorção intestinal (Gropper, Smith,
Groff, 2011). O ferro heme é rapidamente absorvido através da borda estriada da célula mucosal
pela proteína transportadora de heme 1 (HCP1), é absorvido no intestino delgado,
principalmente no duodeno e, quando dentro da célula pode ser transformado em íon ferroso
inorgânico e protoporfirina (Gropper, Smith, Groff, 2011). O ferro não heme após ser liberado
da matriz alimentar permanece solúvel em meio ácido na forma de Fe3+ no estômago, mas pode
ser reduzido ao estado ferroso (Fe2+) que é solúvel em pH alcalino. A absorção do íon férrico
(Fe3+) não foi completamente definida, mas a presença de ambiente ácido assim como açúcares,
ácidos e mucina podem facilitar a absorção do íon férrico, bem como a proteína integrina. O
íon ferroso pode se ligar aos transportadores da borda estriada e das células da mucosa intestinal
e ser absorvido (Gropper, Smith, Groff, 2011).
Alguns componentes presentes nos alimentos podem interferir na disponibilidade
de minerais durante os processos digestivos, sendo por vezes considerados como fatores
antinutricionais, uma vez que interagem com os minerais geralmente formando complexos
insolúveis e diminuindo sua disponibilidade (Schons, 2009). O fitato é um dos principais
compostos que ocasionam redução da absorção de minerais. Estão ainda incluídos como
possíveis interferentes na disponibilidade dos minerais os oxalatos, taninos, fibras, cátions
bivalentes em excesso e ácidos graxos em excesso ou não absorvidos (Bosscher et al., 2003;
Gropper, Smith, Groff, 2011; Amalraj & Pius, 2015).
O fitato está presente em diversos alimentos vegetais como sorgo, soja, feijão, centeio,
milho, trigo, cevada, amendoim, gergelim, girassol e em cítricos (casca de laranja e limão) e é
considerado a maior reserva de fósforo em vegetais, estando a maior parte do mioinositol em
plantas na forma de ácido fítico (Cheryan & Rackis, 1980; Pontoppidan, Pettersson, Sandberg,
22
2007; Ramírez-Cárdenas, Leonel, Costa, 2008; Schons, 2009; Nielsen, 2010; OLUREMI et al.,
2010; Embaby, 2011).
O ácido fítico (ácido mioinositol (1, 2, 3, 4, 5, 6) hexakisfosfórico) ou fitato, quando
na forma de sal, possui efeito negativo na absorção de alguns nutrientes, uma vez que, por ser
uma molécula com seis grupos fosfatos reativos, pode formar complexos com muitos cátions
divalentes como Mg2+, Mn2+, Fe2+, Cu2+, Zn2+ e Ca2+, proteínas, carboidratos e lipídios
(Konietzny, Jany, Greiner, 2006; Kumar et al., 2010). O fosfato pode ser encontrado ainda na
forma de mioinositol fosfatos: penta (IP5), tetra (IP4) e trifosfato (IP3) (KUMAR et al., 2010).
Dependendo do pH os complexos formados por minerais e fitatos podem ser
insolúveis afetando a disponibilidade dos minerais e consequente absorção no organismo
(Konietzny, Jany, Greiner, 2006; Kumar et al., 2010). A solubilidade dos complexos de fitato
com minerais varia conforme o pH, por exemplo, os complexos de cálcio são solúveis em um
pH menor que 6,0. Complexos de magnésio são solúveis em pH de 7,2 a 8,0 e para Zn são
solúveis em pH 4,3 a 4,5. Além disso, se estiverem presentes no meio vários cátions, eles podem
se complexar com o fitato formando grandes precipitados, como por exemplo um complexo
formado por cálcio-zinco-fitato (Konietzny, Jany, Greiner, 2006). Na Figura 2 pode ser
observada a estrutura química do ácido fítico e a de uma molécula de fitato interagindo com um
mineral e uma proteína.
Figura 2. A: estrutura química do ácido fítico, B: fitato interagindo com ferro e proteína.
Fonte: Kumar et al. (2010) e Reddy & Sathe (2002).
Bioacessibilidade de minerais
Quando um alimento é ingerido ele fornece ao organismo nutrientes, no entanto
componentes antinutricionais e até mesmo contaminantes podem estar presentes, o que não
significa que todos os nutrientes ingeridos estarão bioacessíveis e serão absorvidos pelo
,onde
A B
23
organismo (Cardoso et al., 2015). Assim a quantidade de um nutriente ou contaminante de um
alimento pode ser diferente tanto da quantidade disponível para a absorção após a digestão
(bioacessibilidade) quanto da quantidade da substância que atravessou a parede celular e está
disponível para ser utilizada pelas células (biodisponibilidade) (Guerra et al., 2012; Cardoso et
al., 2015).
Dessa forma observa-se a existência de dois conceitos distintos em relação a
disponibilidade de nutrientes no organismo: a bioacessibilidade e a biodisponibilidade. Existem
algumas divergências quanto aos conceitos, mas de modo geral pode-se dizer que a
bioacessibilidade está relacionada a quantidade de nutriente ingerido que está disponível para a
absorção intestinal, geralmente medida por testes in vitro (Guerra et al., 2012). Já a
biodisponibilidade está relacionada a quantidade de um nutriente em um alimento que pode ser
absorvida ou armazenada e utilizada nas funções fisiológicas, estando incluídas nesse processo
a absorção e transporte de nutrientes para o organismo, a biodisponibilidade é comumente
medida por testes in vivo (Benito & Miller, 1998; Perales et al., 2006; Guerra et al., 2012;
Cardoso et al., 2015).
Para tentar simular ou estimar a absorção de nutrientes ou contaminantes pelo trato
gastro intestinal são utilizados os métodos in vivo e in vitro. Os métodos in vivo são realizados
em seres humanos e animais a fim de se obter resultados sobre a biodisponibilidade de
elementos, alguns exemplos de testes in vivo são: técnica de equilíbrio químico, onde é medida
a quantidade de mineral ingerido e excretado (fezes e urina); técnica do radiosótopo, onde o
isótopo do elemento é medido e para isso é necessária a exposição à radiação ionizante; técnica
das concentrações teciduais, onde é medido a quantidade do mineral no plasma em vários
tempos e a técnica de lavagem do intestino onde o intestino é lavado após algumas horas da
ingestão do alimento (Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay, 2015). Em relação aos testes
em animais, eles possuem o inconveniente de apresentarem diferenças entre o funcionamento
do organismo de seres humanos e o de outras espécies (Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐
Tatay, 2015).
Os métodos in vivo estão mais próximos do que realmente acontece no organismo
humano, no entanto apresentam custo elevado e envolvem questões éticas. Por isso, os testes
de simulação da digestão in vitro são importantes, pois permitem estimar o que ocorre durante
a digestão (Guerra et al., 2012). Assim, esses testes têm sido muito utilizados na determinação
da bioacessibilidade de nutrientes, devido ao menor custo, não envolver questões éticas, além
24
da possibilidade de controle das condições experimentais, podendo-se obter resultados
repetitivos, reprodutíveis, com menor tempo e incerteza (Sahuquillo, Barberá, Farré, 2003;
Guerra et al., 2012; Cardoso et al., 2015). No entanto, deve-se levar em consideração que os
métodos de simulação in vitro são então mais simples, não incluindo como resultados os
mecanismos de “feedback”, microbiota residente, sistema imunológico ou resposta hormonal
(Guerra et al., 2012).
Existem diferentes tipos de métodos in vitro para cada tipo de substância que
deseja-se avaliar a bioacessibilidade (Cardoso et al., 2015). Testes com células Caco-2 são
usados para determinar a biodisponibilidade de minerais baseado nos métodos de solubilidade
e diálise in vitro, a simulação com essas células é considerada versátil e relativamente rápida,
no entanto devido à natureza das células (carcinoma) têm-se incertezas a respeito da
normalidade dos processos metabólicos nas células (Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay,
2015). Dentre os métodos de digestão in vitro para determinação da bioacessibilidade de
nutrientes, estão incluídos ainda os métodos de diálise e solubilidade (Miller et al., 1981;
Sahuquillo, Barberá, Farré, 2003; Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay, 2015).
Os métodos de solubilidade e diálise tem sido utilizados para avaliar a
bioacessibilidade de minerais em diversas matrizes alimentares (Baye et al., 2015; Rebellato et
al., 2015). Nos métodos de solubilidade e diálise estão envolvidos processos que tentam simular
o que ocorre durante a digestão, tais como temperatura, agitação, pH e enzimas (Miller et al.,
1981; Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay, 2015). Esses métodos simulam, em sua
maioria, as etapas de digestão gástrica e intestinal, não levando em consideração a etapa que o
alimento passa pela boca, pois considera-se que o tempo de residência do alimento na boca é
pequeno e que o pH neutro dessa região não causaria uma digestão significativa (Moreda-
Pineiro et al., 2011; Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay, 2015).
Na simulação da fase gástrica é adicionado HCl e pepsina, o pH é fixado em 1-2 e
a temperatura é mantida a 37ºC por um período de tempo que pode variar de 1 a 3 horas, em
seguida inicia-se a fase intestinal onde ocorre a neutralização, feita com NaOH ou NaHCO3,
adição de enzimas (sais de bile e pancreatina) e incubação a 37ºC por 1 h a 5 horas (Miller et
al., 1981; Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay, 2015). Posteriormente, as amostras podem
ser filtradas ou centrifugadas e a partir do sobrenadante obtido é medido a fração solúvel do
mineral (método de solubilidade) (Miller et al., 1981; Sahuquillo, Barberá, Farré, 2003;
Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐Tatay, 2015).
25
No método de diálise, após a digestão gástrica é adicionado um saco de diálise com
NaHCO3 que promoverá a elevação do pH. Em relação a solubilidade a diálise simula com
maior proximidade o que acorre quando o alimento sai do estômago e vai para o duodeno, como
o saco de diálise tem tamanho de poro definido ele avalia a quantidade do elemento que passa
por uma membrana semipermeável, evitando os problemas decorrentes da centrifugação e
permitindo a separação de complexos de alto e baixo peso molecular (Miller et al., 1981;
Sahuquillo, Barberá, Farré, 2003; Cámara et al., 2005; Alegria‐Torán, Barbera‐Sáez, Cilla‐
Tatay, 2015).
Utilizando esses métodos para determinação de minerais Rebellato et al. (2015)
avaliaram a solubilidade e diálise de ferro em biscoitos do tipo cream cracker, amanteigados,
água e sal e de amido de milho. Cámara et al. (2005) avaliaram a solubilidade e diálise em
merendas escolares. Baye et al. (2015) estudaram as frações solúvel e dialisável de ferro em
farinhas tratadas com diferentes enzimas. Perales et al. (2006) avaliaram a disponibilidade de
cálcio em leites fortificados e Amalraj & Pius (2015) avaliaram os teores de cálcio solúvel e
dialisável em vegetais consumidos na Índia, entre outros. Até maio de 2015 na base de dados
Web of Science foram encontrados 7279 trabalhos com as palavras solubilidade e minerais,
2383 trabalhos com as palavras diálise e minerais e 274 trabalhos com as palavras
bioacessibilidade e minerais (WEBOFSCIENCE, 2016).
Método para determinação de minerais
Para a análise de minerais podem ser usados métodos colorimétricos e de titulação,
dentre outros (Miller & Rutzke, 2010). No entanto, os métodos analíticos de identificação e
quantificação de minerais em alimentos comumente utilizados são a espectrometria de absorção
e emissão atômicas, dentre elas destaca-se a espectrometria de emissão atômica por plasma
acoplado indutivamente (ICP OES), técnica de alto custo e multielementar, e principalmente a
espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), por ser uma técnica simples e de baixo
custo (Skoog, Hooler, Nieman, 1998; Dean & Ma, 2008; Miller & Rutzke, 2010).
Antes de realizar as medidas em espectrômetros de absorção e emissão atômicas é
necessário um preparo inicial da amostra conhecido como mineralização, que pode ser feito por
via seca ou úmida, a fim de promover a degradação da matéria orgânica (Biziuk & Kuczynska,
2007; Alonso, Marchante‐Gayón, Moldovan, 2015). Para alimentos a via úmida com ácido é
mais utilizada (Biziuk & Kuczynska, 2007).
26
A decomposição da amostra pode ser feita com o auxílio de alguns ácidos
associados ao aquecimento, dessa forma a amostra em meio ácido e temperatura adequada irá
se dissolver até que haja a completa degradação da matéria orgânica (Skoog, Hooler, Nieman,
1998). Os ácidos geralmente empregados em sistemas de digestão em frascos abertos são o
ácido clorídrico, sulfúrico, perclórico, fluorídrico e nítrico. O ácido nítrico sozinho ou
combinado com outros ácidos, como o perclórico ou sulfúrico, é o mais utilizado entre os
ácidos. Quando quente é um forte agente oxidante e ainda pode ser combinado com outros,
como o peróxido de hidrogênio, para degradar amostras orgânicas a dióxido de carbono e água,
para posterior determinação da concentração de minerais (Skoog, Hooler, Nieman, 1998;
Biziuk & Kuczynska, 2007).
A validação é um processo que visa garantir a confiabilidade de um método e pode
ser avaliada por meio dos parâmetros de seletividade, linearidade, precisão, exatidão,
recuperação, limites de detecção e de quantificação (BRASIL, 2011). Existem disponíveis guias
de validação de métodos analíticos que podem ser empregados para validar métodos de análise
de minerais em alimentos como os do INMETRO (BRASIL, 2011), AOAC (2006) e
EURACHEM-GUIDE (2014).
Após a simulação dos ensaios de bioacessibilidade existe a necessidade de se
conhecer os teores dos minerais. Portanto, é necessário um método de análise otimizado e
validado para a avaliação do potencial de minerais em resíduos de citrus, que garanta a
confiabilidade de resultados e seu emprego para a quantificação desses nutrientes em diferentes
tipos de resíduos de citrus e que permita a investigação do comportamento dos minerais durante
o período de safra. Além disso, dados sobre a bioacessibilidade dos minerais nos resíduos de
citrus são relevantes para a possibilidade de melhor aproveitamento e agregação de valor ao
produto e ainda permitem o emprego como uma possível fonte de minerais para ser utilizada
em formulações de alimentos.
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ARTIGO 1: POTENCIAL DE MINERAIS EM RESÍDUOS DE CITRUS E AVALIAÇÃO
DURANTE O PERÍODO DE SAFRA
Joyce Grazielle Siqueira Silva, Juliana Azevedo Lima Pallone
O artigo será submetido a revista Journal of Food Composition and Analysis
RESUMO
A maior parte dos resíduos de frutas cítricas gerada do processamento de suco é destinado a
ração animal, não sendo comum sua utilização na alimentação humana. Os objetivos deste
trabalho foram verificar o potencial de minerais de importância para a saúde humana (cálcio,
ferro, zinco e magnésio) em resíduo proveniente das indústrias de suco de laranja e limão e
verificar se existem diferenças desses nutrientes durante os meses de safra dessas frutas. O
método de análise dos minerais foi otimizado e validado. Amostras secas de bagaços de laranja
pêra e hamlin, limão taiti e siciliano e mistura composta por laranjas e limões foram digeridas
e analisadas por espectrofotometria de absorção atômica com chama (FAAS) e também foram
analisadas amostras de diferentes meses de safra dos citrus. Os teores médios de minerais
encontrados foram de 6827,6; 116,4; 915,5 e 7,4 µg/g de cálcio, ferro, magnésio e zinco,
respectivamente. Assim uma porção de 100g de bagaço pode fornecer 68,3% da IDR de cálcio,
35,2% de magnésio, 83,1% de ferro e 10,0% de zinco. A PCA mostrou que não há uma
separação evidente entre laranjas, limões e mistura quanto a composição dos mesmos. Os teores
de minerais encontrados indicam que o resíduo de citrus possui potencial nutricional para uso
na alimentação humana e pode contribuir de maneira significativa para o alcance das IDRs,
principalmente para cálcio e ferro, cujas carências se configuram como grandes problemas de
saúde pública.
Palavras-chave: minerais, citrus, planejamento experimental, FAAS, PCA, bagaço, laranja,
limão.
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1. INTRODUÇÃO
O setor de produção de cítricos (laranja/limão) é um dos mais importantes da
agroindústria brasileira, sendo a colheita anual de aproximadamente 18 milhões de toneladas
de laranja, o que corresponde a 30% da produção mundial da fruta; 80% do que é produzido no
Brasil é destinado a indústria de sucos (IBGE, 2014; MAPA, 2015). A produção de limão é de
mais de 1 milhão de toneladas, sendo que o estado de São Paulo é responsável pela maior parte
da produção de citrus no país (IBGE, 2014). Do processamento da laranja e do limão são
gerados além do suco, óleos essenciais da casca, líquido aromático, farelo e bagaço. O bagaço
é utilizado na composição de rações para alimentação animal devido ao seu alto valor
energético, geralmente na forma de pellets (Munhoz & Morabito, 2010; Citrosuco, 2015;
MAPA, 2015). Pode também ser usado como carvão para geração de energia (Rezzadori &
Benedetti, 2009). Alguns estudos avaliaram a utilização de resíduos de laranjas e limões como
biomassa para produção de biogás, bioetanol e bioenergia como forma de diminuir o impacto
ambiental causado pela eliminação desses resíduos no meio ambiente (Vamvuka et al., 2014;
Bożym et al., 2015; Choi et al., 2015).
A composição em minerais da casca de produtos cítricos pode variar dependendo
do cultivar, maturação da fruta, clima, tipo de solo e adubação (Barros, Ferreira, Genovese,
2012). Barros, Ferreira, Genovese (2012) analisaram amostras de polpa e casca de laranjas e
limões, por incineração a 550ºC, e relataram que cascas de laranja pêra e limão taiti produzidos
no Brasil têm em sua composição os minerais cálcio (Ca), ferro (Fe), zinco (Zn), potássio (K),
manganês (Mn), sódio (Na), magnésio (Mg) e cobre (Cu).
Os minerais são essenciais para o bom funcionamento do organismo e
desempenham importantes funções. A ingestão de Ca é essencial para a saúde humana, esse
nutriente atua na construção e manutenção de ossos e dentes, bem como na transmissão nervosa,
contração da musculatura e coagulação sanguínea; interfere na liberação dos
neurotransmissores nas ligações sinápticas, participa como cofator de reações enzimáticas e
contribui com a perda de peso (Etcheverry, Grusak, Fleige, 2012; Tognon, 2012). A falta de
Ca na alimentação leva ao desenvolvimento de osteoporose, está associada ao câncer de cólon
e mama e hipertensão (Cámara et al., 2005; Tognon, 2012).
O ferro é um dos minerais mais abundantes no organismo humano, está presente na
hemoglobina, mioglobina, citrocromos e algumas enzimas; participa de diversos processos
metabólicos como transporte de oxigênio e elétrons, respiração celular, síntese de DNA e RNA
(Lieu et al., 2001). A deficiência de ferro é uma das principais causas de desenvolvimento de
29
anemia, principalmente em crianças e mulheres em período fértil, podendo também ocorrer em
adolescentes e adultos (INACG, WHO, UNICEF, 1998). De acordo com a Organização
Mundial de Saúde (WHO, 2006) a deficiência de ferro é a de maior predominância no mundo,
atinge mais de 2 bilhões de pessoas, constituindo-se como um grave problema de saúde pública,
e associado à anemia afetam a economia e o desenvolvimento de países, uma vez que diminuem
a capacidade de trabalho dos indivíduos.
O zinco apresenta funções bioquímicas decorrentes do seu envolvimento na
atividade de mais de 300 enzimas. Participa da síntese e degradação de carboidratos, lipídeos
e proteínas, manutenção do crescimento e do desenvolvimento normais, funcionamento
adequado do sistema imunológico, na defesa antioxidante, na função neurosensorial, na
transcrição do DNA e expressão de genes (Hambidge, 2000). A falta deste mineral no
organismo pode desencadear problemas nos vários sistemas que fazem uso do zinco em seu
metabolismo como o sistema gastrointestinal, neurológico, agravamento de doenças
respiratórias e problemas de pele (Hambidge, 2000).
O magnésio é um dos cátions mais abundantes no organismo, atua como cofator de
diversas enzimas e está presente em todas as reações que envolvem adenosina trifosfato (ATP)
(Laires, Monteiro, Bicho, 2004). Está envolvido no funcionamento de uma variedade de
hormônios, neurotransmissores, fluidez da membrana neuronal, funcionamento adequado do
sistema endócrino e cardiovascular (Serefko et al., 2013). A deficiência de magnésio está
relacionada ao aparecimento de osteoporose, aterosclerose, diabetes mellitus, câncer de mama
e cólon (Nielsen, 2010), além de estar relacionado a sintomas de depressão, alucinações,
ansiedade e outros de desordem mental (Serefko et al., 2013).
Dentre as principais técnicas analíticas para determinação de minerais em alimentos
destacam-se a espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS) e a espectrometria de
emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP OES), além da espectrofotometria
na região do visível (Skoog, Hooler, Nieman, 1998; Fraige, Respilho, Rezende, 2007). Entre
estas técnicas, a espectrometria de absorção atômica com chama é a mais difundida devido ao
baixo custo e simplicidade (Dean & Ma, 2008).
Uma das etapas mais importantes da determinação de minerais por espectrometria
atômica é o preparo da amostra. Nesta etapa a amostra é adicionada de ácido nítrico e peróxido
de hidrogênio ou outros ácidos fortes para que ocorra a degradação da matéria orgânica,
30
processo também conhecido como mineralização (Alonso, Marchante‐Gayón, Moldovan,
2015).
Nesse contexto, o planejamento experimental permite avaliar estatisticamente qual
a influência das variáveis e de suas interações em determinado processo, utilizando menores
quantidades de ensaios quando comparado a otimização univariada. Isto implica em menor
tempo de análise e diminuição de custos, e, juntamente com a análise de superfícies de respostas
permite a avaliação das melhores condições de trabalho (Rodrigues & Iemma, 2009; Neto,
Scarminio, Bruns, 2010). O planejamento experimental tem sido pouco utilizado para a
otimização da determinação simultânea de minerais e análise por espectrometria de absorção
atômica (Pereira-Filho, Poppi, Arruda, 2002; Santos, Gonçalves, Jacob, 2008), destacando-se
sua aplicação na etapa de preparo de amostra (Trindade, 2009). Após a otimização de processos
analíticos a validação é realizada para fornecer garantias de que o método é analítico. (BRASIL,
2011).
O bagaço de citrus tem sido utilizado em processos fermentativos para produção de
enzimas, degradação de substâncias de interesse (Júnior, Macedo, Macedo, 2012) e obtenção
de compostos fenólicos bioativos (Júnior et al., 2014).A avaliação das propriedades físico-
químicas e tecnológicas das fibras de resíduos de alguns citrus foram estudados como
potenciais ingredientes funcionais (López-Marcos et al., 2015). Estudos sobre o potencial de
minerais em resíduo da indústria de sucos de laranja e limão ainda são escassos. Dessa forma,
o objetivo desta pesquisa foi otimizar e validar um método analítico para avaliar os teores de
ferro, cálcio, magnésio e zinco por espectrometria de absorção atômica com chama em amostras
de bagaço de laranja, limão e a mistura de laranjas e limões, investigar a composição desses
nutrientes em diferentes variedades de laranja e limão e verificar o comportamento desses
minerais durante o período de safra dos cultivares avaliados.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Materiais, equipamentos e reagentes
As amostras foram moídas com o auxílio de um moinho (modelo A11 - Ika) e
pesadas em uma balança analítica (modelo AP210-0 - Ohaus) para a realização das análises.
Para a mineralização das amostras foram utilizados tubos de vidro e um bloco digestor (modelo
M242 -Quimis), em seguida as amostras foram solubilizadas em banho de ultrassom (modelo
1510 - Branson). Após terem o volume aferido em balões volumétricos o digerido foi
armazenado em frascos de prolipropileno tipo Falcon (Sarstestd). Todas as vidrarias usadas
31
foram lavadas em banho de detergente (imersão mínima de 6 horas) e enxaguadas com água até
a completa eliminação de espumas do detergente. Após o enxágue foram imersas em banho de
ácido nítrico 10% (v/v) por, no mínimo, 12 horas. Após esse tempo, as vidrarias foram
enxaguadas com água ultrapura e secas à temperatura ambiente. Todas as vidrarias usadas
foram calibradas.
Para a determinação de cálcio, ferro, magnésio e zinco foi utilizado um
espectrômetro de absorção atômica com chama (FAAS), modelo AAnalyst 200, com uma
lâmpada de deutério para correção da radiação de fundo e lâmpadas de cátodo oco para
determinação de ferro (248,3 nm), cálcio (422,67 nm), magnésio (285,21 nm) e zinco (213,86
nm) (Perkin Elmer). Cada amostra foi introduzida no nebulizador e misturada a uma chama de
ar/acetileno (2,5 L h-1/ 10 L h-1) a aproximadamente 2000ºC.
Para a determinação de carbono residual foi utilizado um Espectrômetro de Emissão
Atômica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES), modelo Optima 2000DV (Perkin
Elmer) em parceria com pesquisador do CETEA/ITAL, Campinas.
Para mineralização das amostras foram utilizados ácido nítrico (Sigma-Aldrich) e
peróxido de hidrogênio (Synth). Para a construção das curvas analíticas foram usadas soluções
padrão de ferro, cálcio, magnésio e zinco (Sigma-Aldrich), todos de concentração de 1000 mg
L-1. As soluções foram preparadas em água ultrapura do sistema Sartorious, modelo Arium
Confort (EUA) e filtradas em papel de filtro quantitativo (Nalgon, diâmetro 9 cm) livre de
cinzas.
2.2 Amostras
Amostras de bagaço seco de laranja pêra, laranja hamlin, limão siciliano, limão taiti
e misturas (contendo proporções iguais de laranja pêra, laranja hamlin e limão taiti) desses
citrus foram doadas pela indústria CP Kelco Headquarters (Limeira, SP, Brasil). O bagaço
fornecido foi constituído de cascas de citrus (albedo e flavedo) e sementes, coletadas por um
período de 3 a 6 meses (durante a safra), totalizando 21 amostras, sendo que o óleo essencial já
tinha sido retirado. Para as análises aproximadamente 100g de cada amostra foi moída e
homogeneizada. Para a otimização e validação do método foi utilizada uma mistura composta
por laranja pêra, laranja hamlin e limão taiti.
32
2.3 Método para análise de minerais em bagaço de citrus
Otimização da etapa de mineralização
A amostra de mistura de resíduo de citrus, utilizada nessa etapa do trabalho foi
mineralizada utilizando como base o método proposto por Boen & Pallone (2009), com
modificações. As amostras foram pesadas e adicionadas de ácido nítrico, de acordo com as
proporções determinadas no planejamento experimental, e deixadas em repouso por uma noite
para diminuir a formação de espuma. Em seguida foram adicionados 2 mL de peróxido de
hidrogênio (30%), mineralizadas em bloco digestor por 2 horas a 110ºC e então por mais 2
horas a 130ºC. Após a mineralização e resfriamento as amostras foram solubilizadas em banho
de ultrassom e filtradas com papel de filtro livre de cinzas (Nalgon, diâmetro de 9 cm). O
digerido foi transferido para um balão volumétrico e o volume aferido para 25 mL com água
ultra pura. Foram avaliados os minerais cálcio (Ca), ferro (Fe), magnésio (Mg) e zinco (Zn).
Para as análises de cálcio e magnésio foi adicionado óxido de lantânio 1% m/v. As amostras
foram analisadas e quantificadas no Espectrômetro de Absorção Atômica (FAAS).
Para a determinação da massa de amostra e volume de ácido nítrico que
proporcionassem melhor digestão da amostra, melhor recuperação e repetitividade na análise
foi feita uma otimização do processo de mineralização utilizando-se um planejamento
experimental do tipo fatorial completo, composto por 22 (4 experimentos) em duplicata e 3
pontos centrais, totalizando 11 ensaios. Para a otimização foram avaliadas as respostas em
concentração para ferro, cálcio, magnésio e zinco. Os níveis das variáveis e os valores
atribuídos a elas estão dispostos na Tabela 1. A matriz dos ensaios pode ser observada na Tabela
2.
Tabela 1. Variáveis e níveis otimizados no planejamento experimental.
Variáveis
Níveis
Código -1 0 +1
Massa amostra (g) x1 0,30 0,45 0,60
Volume ácido nítrico (mL) x2 6 7 8
33
Tabela 2. Matriz dos ensaios do planejamento experimental 22 com ponto central.
Ensaios Massa
amostra (g)
Volume ácido
nítrico (mL)
Massa amostra
(g)
Volume ácido
nítrico (mL)
1 -1 -1 0,3 6
2 +1 -1 0,6 6
3 -1 +1 0,3 8
4 +1 +1 0,6 8
5 0 0 0,45 7
Validação do método para determinação de ferro, cálcio, magnésio e zinco por FAAS
O método foi validado conforme recomendações feitas pelos guias de validação do
INMETRO e da AOAC (AOAC, 2002; BRASIL, 2011). De acordo com o INMETRO os
parâmetros de sensibilidade, linearidade, limite de detecção e quantificação, precisão e
recuperação são usados na validação (BRASIL, 2011).
Para a avaliação da linearidade e seletividade foram construídas curvas analíticas
de cada elemento determinado, em seis ou sete níveis de concentração, por padronização
externa, em triplicatas independentes. A linearidade foi determinada pelo gráfico de resultados
dos ensaios em função da concentração, calculando-se a equação de regressão linear pelo
método dos mínimos quadrados, análise de variância (ANOVA) da regressão, os resíduos e o
coeficiente de correlação linear (r). A sensibilidade foi expressa como coeficiente angular da
curva analítica. A ausência de outliers foi feita pelo resíduo de Jacknife e a homocedasticidade,
que é a homogeneidade da variância dos resíduos, foi determinada pelo teste de Levene
(BRASIL, 2011).
Os limite de detecção (LD) e de quantificação (LQ) foram avaliados por meio da
leitura da resposta de 10 brancos da amostra e calculados conforme proposto no INMETRO
(BRASIL, 2011). A recuperação e a precisão (avaliada pelos parâmetros repetitividade e
precisão intermediária) foram determinadas conforme sugerido pelo guia do INMETRO
(BRASIL, 2011). Os valores de CV obtidos foram comparados ao CV calculado conforme
sugestão da AOAC (2002).
34
2.4 Determinação de carbono residual por ICP OES
Para verificar se a mineralização foi suficiente para digerir satisfatoriamente a
amostra, o carbono residual foi avaliado utilizando-se o método proposto por Gouveia et al.
(2001) e as amostras dos ensaios avaliados no planejamento experimental. A análise foi
realizada no espectrômetro de emissão atômica por plasma indutivamente acoplado (ICP OES),
utilizando como padrão glicose em concentrações de 0,1% a 1,5%, em parceria com
pesquisador do CETEA do Instituto de Tecnologia de Alimentos (ITAL) de Campinas.
2.5 Tratamento estatístico
Amostras de laranjas, limões e mistura coletados em diferentes meses de safras de
2015 foram avaliadas por meio de análise de variância (ANOVA) e Teste de Tukey, a 95% de
confiança, utilizando uma extensão do Microsoft Office Excel (versão 2013) e Statistica 8.0
(Statsoft, Inc., Tulsa, USA). Assim, pôde-se avaliar se havia diferença significativa no teor de
minerais entre os diferentes tipos de citrus e entre os meses (safra) de um mesmo tipo de citrus.
Para se obter mais informações sobre os dados utilizou-se a Análise de Componentes Principais
(PCA) utilizando o PLS Toolbox v. 5.8 (Eigenvector, Research, Inc., USA) que é utilizado na
plataforma do Matlab 7.8 (MathWorks, USA).
35
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Planejamento experimental para determinação de minerais em resíduo de citrus
Sendo a mineralização uma etapa determinante para o sucesso na determinação de
minerais por espectrometria atômica, foi realizado o planejamento experimental a fim de se
obter as melhores condições de análise dos minerais, onde pudessem ser obtidas as maiores
taxas de recuperação dos minerais avaliados, baixa quantidade ou ausência de precipitados no
tubo digestor e consequentemente baixos valores de carbono residual. Na Tabela 3 estão
dispostos os valores obtidos nos ensaios do planejamento experimental para os minerais
estudados.
Tabela 3. Respostas para a concentração de minerais obtidos no planejamento fatorial 22
(duplicata) com triplicata no ponto central.
Ensaios Concentração (µg g-1)
Cálcio Ferro Magnésio Zinco
1 6539 6338 38,9 39,4 945,6 970,7 7,4 10,7
2 6626 6743 37,5 41,17 899,8 898,3 9,0 6,6
3 6654 6713 39,9 39,8 1008 979,4 4,3 3,9
4 6938 7157 36,7 36,2 903 927 6,5 6,8
5 6679 6793 6871 36,7 35,4 35,8 947,8 936,7 964,8 6,5 7,1 8,5
O valor médio para o teor de cálcio encontrado na amostra de mistura de citrus foi
de 6781 µg g-1. Para o ferro as concentrações variaram de 35,4 µg g-1 a 41,2 µg g-1. Para o zinco
a concentração variou de 3,9 µg g-1 a 10,7 µg g-1, sendo que alguns ensaios apresentaram melhor
repetitividade e para o magnésio a concentração média encontrada foi de 943,7 µg g-1.
Na Figura 1 podem ser observados os gráficos de Pareto, onde estão representados
os efeitos das variáveis para cada mineral. As variáveis significativas interceptam a linha
tracejada de p=0,05.
36
Figura 1. Gráficos de Pareto representando os efeitos para cálcio, ferro, zinco e magnésio.
De acordo com a Figura 1 observa-se que as variáveis massa de amostra e volume
de ácido nítrico possuem efeito significativo na mineralização do cálcio e não há efeito de
interação significativo. O aumento da massa de amostra e do volume de ácido nítrico aumentam
a concentração de cálcio em 305 e 304 µg g-1, respectivamente. Dessa forma, para uma melhor
extração deste elemento, a condição mais adequada é a que possui a maior massa de amostra
(0,6g) e o maior volume de ácido nítrico (8 mL).
A análise de variância para o cálcio mostrou que não houve falta de ajuste para o
modelo, o que significa que os dados se ajustam a uma equação linear. A variação explicada
(R2=82%) também foi satisfatória. Observou-se ainda que os fatores de massa de amostra e
volume de ácido nítrico são altamente significativos, uma vez que o p-valor é menor que 0,05.
Gráfico de Pareto
(Cálcio)
p=,05
Massa x volume
Volume de ácido
Massa de amostra
Gráfico de Pareto
(Ferro)
p=,05
Volume de ácido
Massa de amostra
Massa x volume
Gráfico de Pareto
(Zinco)
p=,05
Massa de amostra
Massa x volume
Volume de ácido
Gráfico de Pareto
(Magnésio)
p=,05
Massa x volume
Volume de ácido
Massa de amostra
37
Assim foi possível a construção de um gráfico de contorno para a concentração de cálcio em
função da massa de amostra e volume de ácido nítrico que está representada na Figura 2.
Para o ferro observou-se que nenhum efeito linear ou de interação foi
estatisticamente significativo (p-valor > 0,05), dessa forma a variação nos valores de massa de
amostra e volume de ácido nítrico na faixa estudada neste trabalho não afetaram a concentração
do ferro. Os resultados indicam que pode-se usar qualquer uma das condições dos ensaios,
dando-se prioridade para a que melhor se adequar para os dados de recuperação e repetitividade.
De acordo com o gráfico de Pareto, para o zinco apenas o volume de ácido nítrico
foi significativo, indicando que um aumento no volume de ácido nítrico diminui a concentração
do zinco, assim para uma quantificação adequada desse mineral, o ideal seria usar os menores
valores de volume de ácido, ou seja, 6 mL de ácido nítrico. Observa-se que a massa de amostra
e a interação entre massa de amostra e volume de ácido nítrico não possuem influência
significativa na concentração de zinco. A análise de variância para a concentração de zinco
indicou que apenas o volume foi significativo (p-valor<0,05) e que não houve falta de ajuste
para o modelo (R2=0,70).
Para o magnésio a variável massa de amostra teve efeito significativo na
mineralização do mineral (p<0,05), diminuindo em 68,90 µg g-1 a concentração de magnésio
quando se aumenta a massa de amostra. O volume de ácido nítrico e a interação de massa de
amostra e volume de ácido nítrico não foram estatisticamente significativos (p>0,05). A
ANOVA para a mineralização do magnésio não mostrou falta de ajuste, estando os dados
adequados para o modelo. A variação explicada (R2) indica que 87% dos valores são explicados
pelo modelo. A massa de amostra foi significativa e apesar do volume de ácido nítrico não ser,
observa-se uma tendência de aumento da concentração de magnésio com o aumento do volume
de ácido nítrico durante a mineralização, como pode ser observado na curva de contorno para
o magnésio na Figura 2.
38
Assim, de acordo com a avaliação dos efeitos e das curvas de contorno, observa-se
que para o ferro diferentes volumes e massas de amostras não interferem na extração do mineral,
para o zinco uma diminuição no volume de ácido nítrico favoreceria em um aumento de 3 µg
g-1, para o magnésio o aumento da massa de amostra diminui a concentração do mineral em
aproximadamente 68,9 µg g-1, para o cálcio tanto o aumento da massa de amostra quanto do
volume de ácido nítrico melhora a extração do mineral em aproximadamente 300 µg g-1.
Observa-se que, apesar de a mineralização do zinco ser favorecida em menor quantidade de
ácido nítrico, nessas mesmas condições a repetitividade para o mineral não é boa, variando em
3 µg g-1 nos ensaios 1 e 2 que usam 6 mL de HNO3.
O planejamento experimental foi utilizado, inicialmente, com o objetivo de avaliar
quais as melhores condições para a mineralização dos elementos estudados. De acordo com os
dados obtidos verificou-se que quaisquer condições entre as avaliadas nos experimentos
Figura 2. Gráficos de contorno para cálcio, magnésio e zinco.
Cálcio
> 7100
< 7100
< 7000
< 6900
< 6800
< 6700
< 6600
< 6500
< 6400
0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
Massa de amostra
5,8
6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
8,2
Volu
me d
e H
NO
3
Zinco
> 11
< 11
< 10
< 9
< 8
< 7
< 6
< 5
< 4
0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
Massa de amostra (g)
5,8
6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
8,2
Volu
me d
e H
NO
3 (
mL
)
Magnésio
> 1000
< 1000
< 980
< 960
< 940
< 920
< 900
0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65
Massa de amostra (g)
5,8
6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
8,2
Volu
me d
e H
NO
3 (m
L)
39
permitem a análise dos minerais. Porém, a condição ideal a ser escolhida é aquela que além de
proporcionar maior recuperação de todos os minerais, também garanta a boa repetitividade dos
mesmos para o método utilizado, logo a condição considerada mais adequada para a
mineralização de todos os minerais e que atenda a esses requisitos foi a do ensaio 4, onde usou-
se a maior quantidade de amostra (0,6 g) e o maior volume de HNO3 (8 mL).
O carbono residual de todas as amostras do planejamento experimental foi
determinado, todas apresentaram valores abaixo de 1%, indicando que ocorreu adequada
degradação da matéria orgânica. Visualmente todos os tubos estavam translúcidos e com
ausência de precipitados.
3.2 Validação da metodologia para determinação de ferro, cálcio, magnésio e zinco por
FAAS
Para os parâmetros de linearidade e sensibilidade foram construídas curvas
analíticas, 6 a 7 pontos para cada elemento, onde estão apresentadas as faixas lineares de
trabalho. Os valores de concentrações para a construção da curva analítica de cada elemento e
as curvas analíticas podem ser observados na Tabela 4.
Tabela 4. Concentrações e curvas analíticas de cada elemento.
Elemento Concentrações das curvas (mg L-1) Equação de regressão R2
Ferro 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 y=0,0425x + 0,0005 0,99
Cálcio 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 y=0,0395x – 0,0016 0,99
Magnésio 0,025; 0,1; 0,2; 0,4; 0,5 y=0,7862x + 0,003 0,99
Zinco 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35 y=0,2862x – 0,0005 0,99
A ANOVA da regressão para cada elemento mostrou que as regressões são
significativas. Observa-se ainda que não há falta de ajuste para os modelos, o que indica a
linearidade dos mesmos e que a porcentagem de variação explicada (R2) é adequada para
representar os dados.
Nos resíduos foram avaliadas a ausência de valores discrepantes por meio do teste
de Jacknife e homogeneidade da variância dos resíduos (homocedasticidade) pelo teste de
Levene. Observou-se que os valores estavam distribuídos aleatoriamente no eixo x, estando
livre de tendências.
40
A precisão foi avaliada nos parâmetros de repetitividade e precisão intermediária.
Para cálcio a concentração média obtida foi de 6648 ± 202 µg g-1, para ferro a concentração
média foi de 38,0 ±1,8 µg g-1, 904,7 ± 35,2 µg g-1 para magnésio e 7,6 ± 0,3 µg g-1 para o zinco.
De acordo com o Guia de Validação da AOAC (2002) os valores dos coeficientes de variação
adequados para repetitividade devem estar entre a metade e duas vezes o valor de C-0,15 (onde
C é a concentração do mineral). Assim os coeficientes de variação para cálcio, ferro, magnésio
e zinco devem estar entre 1,1 – 4,2%, 2,3 – 9,2%, 1,4 – 5,7%, 2,9 - 11,7%, respectivamente.
Logo os coeficientes encontrados de 3,0%, 4,6%, 3,9% e 3,5% para os minerais (Ca, Fe, Mg e
Zn) estão dentro da faixa aceitável dos valores de CV calculados pela AOAC, assim a
repetitividade foi considerada adequada.
A análise de variância para a precisão intermediária foi realizada em 3 dias
diferentes, pelo mesmo analista. O p-valor indica se a análise de variância foi significativa ou
não, como os valores de p-valor para todos os minerais foram superiores a 0,05 e o F calculado
(Fcal) foi menor que o F tabelado (Ftab) para cálcio (Fcal=1,05 < Ftab=3,55), ferro (Fcal=1,69 <
Ftab=3,68), magnésio (Fcal=0,94 < Ftab=3,68) e zinco (Fcal=3,22 < Ftab=3,55). Portanto,
considera-se que não houve variação significativa nas concentrações dos minerais entre os dias
de análise, portanto a precisão intermediária também foi considerada adequada.
Para os testes de recuperação de ferro e zinco a amostra foi fortificada em 50% e
100% das concentrações de ferro e zinco presentes na amostra, assim foram adicionados a
amostra 20 mg L-1 e 40 mg L-1 de ferro, e 3,75 mg L-1 e 7,50 mg L-1 de zinco antes da
mineralização. Para magnésio e cálcio a amostra foi fortificada com uma concentração
conhecida (1666,60 mg L-1), de modo a não interferir na mineralização por excesso de volume.
Foram feitas três repetições para cada concentração dos minerais.
Na Tabela 5 estão descritos os percentuais de recuperação, limites de detecção e de
quantificação (mg L-1) para ferro, zinco, cálcio e magnésio. Para o limite de quantificação os
valores também são apresentados em µg g-1, representando o LQ considerando a massa de
amostra e diluição da mineralização.
41
Tabela 5. Recuperação, limites de detecção e quantificação.
Elemento Cálcio Ferro Magnésio Zinco
Recuperação (%) 95,4 91,5-105,9 99,8 92,9 - 99,4
Limite de detecção (mg L-1) 0,20 0,03 0,01 0,02
Limite de quantificação (mg L-1) 0,47 0,09 0,02 0,07
Limite de quantificação (µg g-1) 0,0113 0,0021 0,0005 0,0016
Conforme sugerido pela AOAC (2002) a porcentagem de recuperação de ferro e
magnésio deve estar entre 85-110%, a de zinco de 80-115% e a de cálcio de 92-105%, dessa
forma os valores de recuperação obtidos nos testes estão dentro das faixas sugeridas.
Os LD e LQ foram considerados adequados pois apresentaram resultados abaixo
dos valores esperados para cada mineral. Considerando-se que no método analítico proposto é
utilizada uma massa de amostra de 0,6 g e diluição de 25 vezes do extrato obtido e que as
amostras possuem concentração de aproximadamente 30 µg g-1 para ferro, 7 µg g-1 para zinco,
6000 µg g-1 para cálcio e 800 µg g-1 para magnésio o método mostrou ter LD e LQ adequados
para determinação desses minerais em bagaço de citrus.
3.3 Determinação de ferro, cálcio, magnésio e zinco em citrus
Após a otimização para determinação das melhores condições de mineralização e
validação da condição otimizada, foram avaliados os teores de ferro, cálcio, magnésio e zinco
em 4 diferentes tipos de bagaço de citrus (laranja hamlin, laranja pêra, limão siciliano, limão
taiti) e 2 tipos de misturas (constituídas por laranja pêra, laranja hamlin e limão taiti). Os teores
de minerais entre os diferentes tipos de citrus foram comparados conforme apresentado na
Tabela 6.
42
Tabela 6. Teores de ferro, cálcio, magnésio e zinco nos diferentes tipos bagaço de citrus.
Tipo de citrus Elemento (µg g-1)
Cálcio Ferro Magnésio Zinco
Laranja Hamilim 7019,9 ± 863,3 a 47,9 ± 7,6 c 911,7 ± 30,9 abc 8,2 ±1,3 a
Laranja Pêra 6737,8 ± 829,1 a 87,9 ± 39,1 bc 982,7 ± 82,9 a 7,5 ± 1,1 a
Mistura 1 6577,7 ± 45,5 ab 38,7 ± 1,6 bc 912,8 ± 10,7 abc 7,7 ± 0,4 a
Mistura 2 7761,3 ± 17,2 a 322,3 ± 5,4 a 1006,1 ± 17,2 a 6,5 ± 0,2 a
Limão Taiti 7340,9 ± 1069,3 a 141,2 ± 99,4 b 861,7 ± 98,4 bc 7,0 ± 0,8 a
Limão Siciliano 5527,9 ± 387,0 b 60,2 ± 12,9 c 818,1 ± 39,3 c 7,3 ± 1,1 a
*Valores expressos como média ± desvio padrão (n = número de amostras). Médias seguidas pela
mesma letra na coluna não diferem entre si pelo Teste de Tukey a 95% de confiança. n = 3: mistura 1 e
mistura 2; n = 12: laranja hamlin, laranja pêra, e limão siciliano; n = 21: limão taiti.
Com base nos valores médios apresentados na Tabela 6, o elemento de maior
concentração foi o cálcio com média de 6827,6 µg g-1. A menor concentração de cálcio foi
observada no limão siciliano com 5527,92µg g-1 e a maior na mistura 2 com 7761,3 µg g-1.
Apenas o limão siciliano foi estatisticamente diferente dos demais. Para magnésio, o teor médio
foi de 915,5 µg g-1, sendo o segundo mineral com maior concentração, o teor variou de 818,1
µg g-1 (limão siciliano) a 1006,1 µg g-1 (mistura 2), sendo as amostras de laranja hamlin e
mistura 1 estatisticamente iguais a todas as variedades. O zinco foi o mineral encontrado em
menor quantidade. A concentração média de zinco foi de 7,4 µg g-1, variando de 6,5 µg g-1 a
8,2 µg g-1, dessa forma observa-se que todas as amostras possuem quantidades estatisticamente
iguais desse mineral. O teor médio de ferro encontrado nas amostras foi de 116,4 µg g-1,
variando de 38,7 µg g-1 a 322,3 µg g-1, sendo o maior teor de ferro encontrado na mistura 2 e o
menor na mistura 1. Comparando-se todas as variedades, observa-se que os teores de ferro em
laranja pêra e a mistura 1 são estatisticamente iguais a laranja hamlin, limão taiti e siciliano,
diferindo apenas da mistura 2.
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária estabelece que a Ingestão Diária
Recomendada (IDR) para adultos de cálcio é de 1000 mg, 14 mg de ferro, 7 mg de zinco e 260
mg de magnésio (BRASIL, 2005), considerando-se as médias obtidas para os minerais em
citrus, uma porção de 100g de bagaço forneceria 68,27% da DRI para cálcio, 35,21% da DRI
de magnésio, 83,12% da DRI de ferro e 10% da DRI de zinco. De acordo com a Portaria n°27
(BRASIL, 1998) um alimento pode ser considerado como fonte de um mineral quando tiver no
mínimo 15% da IDR de referência para o mineral por 100g de amostra, assim o resíduo de
43
citrus pode ser considerado fonte de cálcio, magnésio e ferro. Essa correlação é importante,
pois mostra o potencial nutricional mineral do resíduo de citrus, que pode ser incorporado a
outros alimentos ou comercializado separadamente com maior valor agregado para o produtor
sem onerar o consumidor.
Alimentos considerados fontes de cálcio como iogurte e couve possuem 143 e 131
mg 100g-1, alimentos ricos em ferro como feijões tem o teor de 1,1 a 18,6 mg 100g-1, já o fígado
bovino possui 5,6 mg 100g-1de ferro. Alimentos com altos teores de zinco como extrato solúvel
de soja, semente de gergelim e semente de linhaça possuem 5,8 mg 100g-1, 5,2 mg 100g-1 e 4,4
mg 100g-1, respectivamente. Sementes de gergelim e linhaça também são fontes de magnésio,
pois tem em sua composição 361 mg 100g-1 e 347 mg 100g-1, respectivamente, além de feijões
que podem variar de 34 mg 100g-1 a 210 mg 100g-1 de Mg, castanha do Brasil que possui 365
mg 100g-1 e farinha de soja com 242 mg 100g-1 de Mg (NEPA/UNICAMP, 2011).
Barros e colaboradores (2012) determinaram alguns minerais em cascas de laranja
pêra e limão Taiti, comparando-se os valores observa-se que, para a laranja pêra com 66,6% de
umidade foram encontrados 165,4 mg 100g-1 de cálcio, 731 µg g-1 de ferro, 214,1 de zinco µg
g-1 e 27,8 mg 100g-1 de magnésio que correspondem a 4940,1 µg g-1, 21,9 µg g-1, 65,5 µg g-1,
832,3 µg g-1 de cálcio, ferro, zinco e magnésio, respectivamente, se a amostra tivesse
aproximadamente 10% de umidade como as utilizadas neste trabalho. Os teores de cálcio, ferro
e magnésio encontrados nesta pesquisa com resíduo de citrus foram maiores que os encontrados
por Barros e colaboradores, exceto para o teor que zinco, que foi menor. Para o limão taiti os
teores de cálcio, ferro, zinco e magnésio foram de 214,2 mg 100g-1, 768 µg g-1, 200,3 µg g-1 e
41,2 mg 100g-1 respectivamente. Fazendo uma aproximação para um teor próximo de umidade
das amostras de limão taiti desse trabalho (10%) esses valores seriam de 7817,5 µg g-1 de cálcio,
28,0 µg g-1 de ferro, 7,3 µg g-1 de zinco e 1503,6 µg g-1 de magnésio. Observa-se que os valores
de cálcio e zinco são próximos, os teores de ferro deste trabalho são maiores e os de magnésio
menores que o de Barros e colaboradores (2012). No presente trabalho buscou-se verificar as
concentrações dos minerais nas amostras durante 3 a 6 meses de safra. Os dados estão
apresentados na Tabela 7.
44
Tabela 7. Teores de cálcio, ferro, magnésio e zinco em citrus nos diferentes meses do ano.
Tipo de
citrus
Elemento (µg g-1)
Mês Cálcio Ferro Magnésio Zinco
Laranja
Hamlin Maio 6238,3 ± 66,4 b 54,1 ± 5,0 a 868,3 ± 18,0 b 8,5 ± 0,4 a
Junho 6825,3 ± 618,6 b 43,1 ±7,3 a 916,3 ± 7,3 a 8,6 ± 1,6 a
Julho 8190,7 ± 228,4 a 51,5 ± 3,5 a 931,0 ± 17 a 6,9 ± 0,1 a
Laranja
Pêra Agosto 8016,0 ± 206,6 a 146,5 ± 5,5a 1110,0 ± 30,8 a 8,4 ± 2,0 a
Setembro 6301,7 ± 127,2 b 87,4 ± 20,7 b 945,1 ± 21,6 b 6,6 ± 0,1 a
Outubro 6316,8 ± 426,1 b 58,7 ± 9,9 c 937,8 ± 39,5 b 7,4 ± 0,3 a
Mistura 1 6577,7 ± 45,5 b 38,7 ± 1,6 b 912,8 ± 10,7 b 7,7 ± 0,4 a
Mistura 2 7761,3 ± 17,2 a 322,3 ± 5,4 a 1006,1 ± 17,2 a 6,5 ± 0,2 b
Limão Taiti Maio 5338,0 ± 124,5 c 96,1 ± 1,6 a 794,6 ± 11,4 bc 7,8 ± 0,4 a
Junho 6211,3 ± 7,7 b 82,5 ± 2,7 a 684,1 ± 10,9 c 6,9 ± 0,3 b
Julho 7684,7 ± 118,1 a 105,9 ± 7,1 a 854,3 ± 4,0 ab 6,7 ± 0,1 bc
Agosto 8058,2 ± 326,8 a 231,4 ± 157,2 a 931,9 ± 83,4 a 6,9 ± 0,4 b
Setembro 7868,7 ± 138,9 a 109,2 ± 8,6 a 928,1 ± 9,8 a 8,2 ± 0,3 a
Outubro 8167,0 ± 142,2 a 131,9 ± 26,8 a 906,7 ± 23,9 ab 5,9 ± 0,11 c
Limão
Siciliano Maio 5939,7 ± 225,6 a 75,8 ± 6,1 a 832,8 ± 23,9 ab 8,7 ± 0,3 a
Junho 5802,7 ± 128,8 a 49,4 ± 0,3 b 765,00 ± 7,28 c 6,27 ± 0,27 b
Julho 5252,3 ± 100,0 b 67,9 ± 2,2 a 863,30 ± 10,69 a 8,09 ± 0,22 a
Agosto 5117,0± 108,0 b 47,7 ± 0,8 b 811,3 ± 7,2 b 6,3 ± 0,2 b
*Valores expressos como média ± desvio padrão (n = número de amostras de cada mês). Médias
seguidas pela mesma letra na coluna não diferem entre si pelo Teste de Tukey a 95% de confiança para
o mesmo tipo de citrus. n=3 para todas as amostras, exceto para o mês de junho da laranja hamlin, o
mês de outubro da laranja pêra e o mês de agosto do limão taiti onde o n foi de 6 amostras.
Em relação a variação dos minerais entre os meses observa-se que para a laranja
hamlin os minerais ferro e zinco não apresentaram diferenças significativas entre os meses. Para
45
cálcio apenas o teor de mineral do mês de julho foi diferente, sendo maior, e para o magnésio
apenas o mês de maio.
Para a laranja pêra a variação entre os meses foi mais acentuada apresentando
diferenças significativas no teor de ferro, que variou de 58,7 a 146,5 µg g-1. Os teores de cálcio
e magnésio do mês de setembro foram estatisticamente iguais ao de outubro. O teor de zinco
foi igual em todos os meses.
Comparando-se as misturas, pode-se dizer que elas são estatisticamente diferentes
em sua composição mineral, tendo a mistura 2 os maiores teores de ferro, cálcio e magnésio,
assim apenas o teor de zinco possui média menor que a mistura 1.
O limão taiti não apresentou variações significativas no teor de ferro ao longo dos
meses. As amostras de julho a outubro possuem valores de cálcio iguais a 95% de confiança. A
concentração de magnésio variou de 684,1 µg g-1 a 931,9 µg g-1, tendo junho e maio os menores
percentuais desse mineral.
A análise do limão siciliano mostrou uma variação de 47,7 a 75,8 µg g-1 para ferro,
e de 6,3 µg g-1 a 8,7 µg g-1 para zinco, de forma que os meses de maio e julho foram iguais entre
si e diferentes dos demais. Em relação ao teor de cálcio os meses de maio e junho são iguais e
possuem as maiores médias do mineral. Para magnésio os meses de junho, julho e agosto foram
diferentes.
Para uma melhor visualização dos dados obtidos foi feita uma análise de
componentes principais (PCA). Para a construção do PCA foram utilizados 4 tipos de minerais
Ca, Fe, Mg, Zn e 21 amostras de bagaço de citrus produzidas em diferentes meses, resultando
em uma matriz 21 x 4. A matriz de dados (21x4) foi construída usando as amostras como linhas
e os minerais como colunas. Os dados foram auto-escalados, uma vez que desejava-se dar o
mesmo valor a todas as variáveis, que possuíam magnitudes diferentes. Na Figura 3 podem ser
observados os gráficos de pesos, escores e variância explicada pelas componentes principais.
Foram escolhidas a primeira e a segunda componentes principais porque representam uma
variância total explicada de 74,72%.
46
Figura 3. Gráficos de scores (A) e loadings (B) para as amostras de citrus. As amostras de
laranja hamlin coletadas nos meses de maio, junho e julho estão representadas por Laranja H1,
H2 e H3. Amostras de resíduo de laranjas pêras coletadas nos meses agosto, setembro e outubro
estão representadas por Laranja P1, P2 e P3. Amostras de resíduo de limão taiti dos meses de
maio a outubro estão representadas por Limão T1, T2, T3, T4, T5 e T6 e limão siciliano dos
meses de maio a agosto por Limão S1, S2, S3, S4. Mistura 1 é M1 e mistura 2 é M2.
Para a PC1 as variáveis de maior importância foram ferro, cálcio e magnésio, para
a PC2 a variável com maior importância foi o zinco, em seguida o magnésio. Através do gráfico
de scores podemos observar a distribuição das amostras e correlaciona-las com o gráfico de
loadings, que mostra a influência de cada mineral na separação das amostras de citrus. Observa-
se que a PC2 separa as amostras principalmente de acordo com o teor do mineral zinco, logo
amostras ricas em cálcio, ferro e magnésio ficaram mais próximas e as que possuíam menor
quantidade desses minerais ficaram mais distantes. A amostra Laranja H2, por exemplo, possui
o maior teor de zinco e baixa concentração de ferro, a amostra Mistura2 possui altos teores de
ferro, cálcio e magnésio. Já o grupo de amostras identificadas como Limão T1 e T2, Limão S2
e S4 possuem as mais baixas concentrações médias de cálcio, ferro, magnésio e zinco.
A análise exploratória por componentes principais não separou as amostras em
grupos (laranja, limão ou mistura), isso significa que as amostras podem variar o seu conteúdo
mineral entre o tipo de citrus e em diferentes épocas do ano, no entanto essa variação não é
significativa para separar as amostras em grupos distintos, logo pode-se afirmar que há uma
47
certa homogeneidade das amostras quanto ao seu teor de minerais. Dessa forma, o bagaço de
laranja ou limão possui potencial para ser incorporado em formulações alimentícias ou ser
comercializado separadamente, mantendo valores médios de Ca, Fe, Zn e Mg semelhantes
durante o decorrer do ano e entre os diferentes tipos de citrus, o que implica na possibilidade
de valorização do bagaço de citrus proveniente do resíduo da indústria de sucos de laranja e
limão, utilização na alimentação humana ao invés de ser direcionado em grande parte para a
indústria de rações e a chance de ser um produto rico principalmente em Ca e Fe contribuindo
para a diminuição da carência desses minerais na alimentação humana.
4. CONCLUSÃO
O planejamento experimental mostrou-se adequado para a otimização das
condições de mineralização das amostras a fim de se obter as maiores concentrações de cada
mineral e repetitividade analítica. O método apresentou linearidade, seletividade, precisão,
limite de detecção e quantificação adequados para a determinação de ferro, cálcio, magnésio e
zinco em amostras secas de bagaço de diferentes tipos de citrus.
Conclui-se que o bagaço de citrus pode ser considerado uma ótima fonte de
minerais, Ca, Fe e Mg, contendo ainda Zn, e com uma excelente contribuição para a IDR de Fe
e Ca. Mesmo com uma certa variação da concentração de minerais durante o período de safra,
os bagaços de citrus se mantiveram como fontes desses minerais. Dessa forma, torna-se viável
o uso de bagaço seco como ingrediente em formulações alimentícias a fim de agregar valor
nutricional aos produtos.
48
ARTIGO 2: CARACTERIZAÇÃO DE MACRONUTRIENTES E ESTIMATIVA DA
BIOACESSIBILIDADE DE CÁLCIO, FERRO E MAGNÉSIO EM RESÍDUOS DE CITRUS
Joyce Grazielle Siqueira Silva, Juliana Azevedo Lima Pallone
Este artigo será submetido a revista Food Research International
RESUMO
O Brasil se destaca como um dos maiores produtores de frutas cítricas. A maior parte das frutas
é destinada às indústrias de sucos e como resultado do processamento é gerado grande volume
de resíduos, que possuem como principal mercado a indústria de ração animal. Estudos
mostram que o resíduo de citrus possui condições de ser adicionado a alimentação humana
devido as suas características físico-químicas e nutricionais. Neste contexto, destaca-se a
presença de minerais como cálcio, ferro e magnésio, que ainda não tiveram sua
bioacessibilidade determinada nessa matriz, o que é de importância para a caracterização dos
resíduos e valorização dos mesmos. Sabe-se ainda que, em produtos vegetais, existem fatores
antinutricionais que podem contribuir na diminuição da disponibilidade de minerais, como os
fitatos e as fibras. Assim o objetivo neste trabalho foi determinar a composição centesimal dos
resíduos de laranja pêra, limão taiti e mistura, determinar os teores das frações de mioinositol
fosfato nas amostras cruas e cozidas, realizar tratamento térmico nas amostras e avaliar o teor
de minerais totais (Ca, Fe e Mg) e bioacessíveis nas amostras cruas e cozidas por FAAS. As
amostras de resíduo de laranja, limão e mistura apresentaram em média 9,3 g 100g-1 de
umidade, 5,51 g 100g-1 de proteínas, 2,92 g 100g-1 de cinzas, 2,87 g 100g-1 de lipídios, 55 g
100g-1 de fibras totais e 23,25 g 100g-1 de carboidratos. O cozimento influenciou a
bioacessibilidade de minerais nas amostras, aumentou as frações dialisáveis de Fe e Mg, no
entanto diminuiu a fração de Ca dialisado. Não foram detectadas nenhuma das frações de
mioinositol fosfato (IP4, IP5, IP6) nas amostras. Os teores de ferro solúvel e dialisável variam
de 19,36% a 77,33% e de 5,59% a 69,06%, os de cálcio de 33,34% a 60,84% e de 14,71% a
26,13%, e os de magnésio de 29,95% a 94,20% e de 34,42% a 62,51%, respectivamente. A
análise de componentes principais permitiu a separação dos diferentes tipos de citrus, mas não
diferenciou as amostras cruas e cozidas, na laranja a maior porcentagem é de Mg solúvel, na
mistura encontra-se a maior parte do Mg dialisado e no limão encontram-se as maiores
concentrações de Fe solúvel e dialisado e Ca dialisado. A avaliação das características físico-
49
químicas do resíduo de citrus mostrou que ele tem potencial para ser usado na alimentação
humana, além de contribuir com minerais necessários a dieta.
Palavras-chave: cálcio, ferro, magnésio, FAAS, bioacessibilidade, resíduo, laranja, limão.
50
1. INTRODUÇÃO
A citricultura possui destaque na economia brasileira e de acordo com o IBGE
(2014) a produção anual de laranja é de 18 milhões de toneladas, enquanto a de limão é superior
a 1 milhão de toneladas, sendo a maior parte da produção destinada a fabricação de suco (IBGE,
2014; MAPA, 2015). As frutas cítricas podem ter em sua composição compostos fenólicos,
proteínas, minerais, vitaminas, pigmentos, compostos voláteis presentes no óleo essencial,
lipídios, açúcares, ácidos e fibras (Bampidis & Robinson, 2006). Essas características podem
ser influenciadas e afetadas por fatores edafoclimáticos, pela variedade das frutas e até mesmo
pelo tipo de fertilização (Barros, Ferreira, Genovese, 2012). Devido as suas propriedades
nutricionais e antioxidantes tem apresentado importante função na saúde humana; estão
associadas a diminuição da ocorrência de alguns tipos de câncer e doenças cardiovasculares
(Bermejo, Llosa, Cano, 2011).
Os resíduos gerados da extração de suco (albedo, flavedo e bagaço) correspondem
a aproximadamente 49% do peso das frutas (Mendonça et al., 2006) o que implica em grande
quantidade. Do bagaço resultante são extraídos óleos essenciais, e, em seguida o resíduo é seco
e peletizado para ser comercializado (Munhoz & Morabito, 2010). Esse bagaço pode ser
utilizado na fabricação de carvão vegetal e extração de fibras solúveis (pectina), porém a maior
parte desse resíduo é destinado a baixo custo para incorporação na ração animal (Rezzadori &
Benedetti, 2009; MAPA, 2015), o que representa uma subutilização do resíduo.
O desenvolvimento de tecnologias e processos com o intuito de agregar valor a
produtos e subprodutos agrícolas vem sendo testados (Bublitz et al., 2013; Ferreira et al., 2015;
López-Marcos et al., 2015). Estudos já demonstraram a utilização de farinhas de produtos
cítricos como ingredientes em biscoitos e barras de cereais (Santos et al., 2011; Ferreira et al.,
2015) e utilização de fibras de resíduos cítricos como substitutos de gorduras em sorvete (Boff
et al., 2013). López-Marcos et al. (2015) caracterizaram as propriedades físico-químicas,
tecnológicas e físico-funcionais de fibras de resíduos cítricos como limão, toranja e albedo de
limão. Constataram que esses resíduos podem ser usados como ingredientes em outros
alimentos, contribuindo não somente com os teores de fibras como também em propriedades
tecnológicas.
Nesse contexto, a deficiência de micronutrientes ainda atinge milhões de indivíduos
(Cozzolino, 2007). De acordo com a Organização Mundial de Saúde (INACG, WHO,
UNICEF, 1998) a deficiência de ferro é a principal causa de desnutrição no mundo e no Brasil
a ingestão de cálcio e magnésio ainda é menor que a DRI recomendada (Cozzolino, 2007). A
51
ANVISA (BRASIL, 2005) sugere que a Ingestão Diária Recomendada desses minerais seja de
14 mg/dia de ferro, 1000 mg/dia de cálcio e 260 mg/dia de magnésio.
Os minerais são elementos essenciais para o bom funcionamento do organismo,
Barros e colaboradores (2012) e Xu et al. (2008) avaliaram diversos minerais como cálcio,
potássio, ferro, zinco, magnésio, manganês, cobre, sódio, boro e enxofre na polpa e na casca de
frutas cítricas. (Silva & Pallone, 2016) investigaram o potencial de minerais em resíduo de
citrus e concluíram que esses resíduos são fontes de cálcio, magnésio e ferro, podendo
contribuir para as necessidades diárias desses minerais, contendo ainda zinco em sua
composição.
Porém, além de dados sobre teores, para a avaliação da possibilidade
aproveitamento de nutrientes em alimentos estudos têm sido realizados sobre bioacessibilidade
e biodisponibiliade. A bioacessibilidade pode ser definida como a quantidade de nutriente
ingerido que está disponível para a absorção intestinal, geralmente medida por testes in vitro
(Guerra et al., 2012). Já a biodisponibilidade está relacionada à quantidade de um nutriente em
um alimento que pode ser absorvida e utilizada nas funções fisiológicas, estando incluídas nesse
processo a absorção e transporte de nutrientes para o organismo, a biodisponibilidade é
comumente medida por testes in vivo ou células (Benito & Miller, 1998; Perales et al., 2006;
Guerra et al., 2012).
Os testes de simulação da digestão in vitro têm sido muito utilizados na
determinação da bioacessibilidade de nutrientes (Guerra et al., 2012), sendo uma alternativa aos
métodos de simulação da digestão in vivo, possibilitando maior controle das condições
experimentais, podendo-se obter resultados repetitivos a um baixo custo e tempo (Sahuquillo,
Barberá, Farré, 2003). Existem diferentes métodos in vitro para determinação da
bioacessibilidade de nutrientes, dentre eles estão incluídos os métodos de diálise e solubilidade.
A simulação da digestão in vitro pelo método de diálise avalia a quantidade do elemento que
passa por uma membrana semipermeável de tamanho definido (Miller et al., 1981; Sahuquillo,
Barberá, Farré, 2003; Cámara et al., 2005), enquanto o método in vitro de solubilidade fornece
a quantidade do elemento que é solúvel (Sahuquillo, Barberá, Farré, 2003).
Os minerais tendem a sofrer interações que determinam alterações na sua absorção,
interferindo na qualidade nutricional dos alimentos. A disponibilidade de alguns minerais é
reduzida na presença de fatores antinutricionais, sendo o fitato o principal causador desta
redução (Schons, 2009), estando ainda incluídos como possíveis interferentes na
52
disponibilidade dos minerais oxalatos, taninos e fibras (Bosscher et al., 2003; Amalraj & Pius,
2015). O ácido fítico pode se complexar com minerais formando compostos insolúveis
diminuindo a biodisponibilidade e absorção pelo organismo (Kies et al., 2006; Pereira, 2010).
Alguns métodos de tratamento térmico têm sido utilizados a fim de diminuir os teores de fitato
em alimentos (Karkle & Beleia, 2010; Embaby, 2011). Como o fitato é relativamente estável
ao calor, a aplicação de enzimas também vem sendo estudada (Reddy & Sathe, 2002; Gonçalves
et al., 2005; Schons, 2009).
Estudos com o objetivo de estimar a bioacessibilidade de minerais em alimentos
pelos métodos de solubilidade e diálise já foram publicados (Cámara et al., 2005; Perales et al.,
2006; Rebellato et al., 2015). No entanto, a bioacessibilidade de importantes minerais em
resíduo de produtos cítricos, como ferro, cálcio e magnésio não foram relatados. Como esses
resíduos cítricos, por um lado podem ser usados na alimentação humana, fornecendo nutrientes
e contribuindo em propriedades funcionais dos alimentos e por outro lado, podem conter fatores
antinutricionais como fitatos o objetivo neste trabalho foi determinar a composição centesimal
de resíduos de citrus (limão, laranja e mistura), incluindo a avaliação de fibras totais, solúveis
e insolúveis, realizar os estudos sobre a bioacessibilidade de minerais (métodos de solubilidade
e diálise) nos resíduos de citrus provenientes da indústria de sucos, a fim de se conhecer o
comportamento de cálcio, ferro e magnésio nas simulações de digestão gastrointestinal, tendo-
se uma estimativa do comportamento desses minerais no sistema digestivo humano. As frações
de mioinositóis fosfato (fitatos) e os efeitos do tratamento térmico na liberação de minerais
também foram avaliadas. Assim, os dados obtidos poderão contribuir para a valorização desse
subproduto da agroindústria e apontar para a possibilidade de uso como ingredientes em
formulações de alimentos ricos em minerais bioacessíveis.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Equipamentos
As amostras foram moídas em moinho (modelo A11 – Ika, Alemanha) e uma
balança analítica (modelo AP210-0 - Ohaus) foi usada para pesagem das mesmas. Outras
vidrarias foram utilizadas nas análises, como balões volumétricos, pipetas, frascos plásticos tipo
Falcon (Sarstestd) e cadinhos sinterizados, tipo Gooch.
A mineralização das amostras foi realizada utilizando bloco digestor (modelo
M242–Quimis, Brasil) e posteriormente, solubilizadas em banho de ultrassom (modelo 1510-
Branson). Para as determinações espectrométricas foi utilizado um espectrômetro de absorção
53
atômica com chama (FAAS), modelo AAnalyst 200, com uma lâmpada de deutério para
correção da radiação de fundo e lâmpadas de cátodo oco para determinação de ferro, cálcio e
magnésio (Perkin Elmer). As vidrarias usadas para determinação de minerais foram lavadas em
banho de detergente (imersão mínima de 6 horas) e enxaguadas com água. Após o enxágue
foram imersas em banho de ácido nítrico 10% (v/v) por, no mínimo, 12 horas. Após esse tempo,
as vidrarias foram enxaguadas com água purificada pelo sistema de ultra purificação de água
por osmose reversa e troca iônica (Sartorious) e secas à temperatura ambiente.
Para a determinação da composição centesimal foram utilizados estufa com
circulação de ar forçado (modelo 400-3ND - Nova Ética, Brasil), agitador de tubos tipo Wagner
(modelo MA 160/50/CF — Marconi, Brasil), forno de mufla (modelo 6318M24, Quimis,
Brasil), bloco digestor (modelo TE4025, Tecnal, Basil), destilador de nitrogênio (Tecnal,
modelo TE 036-1, Brasil), banho metabólico Dubnoff (modelo MA 093, Marcone, Brasil) e
bomba a vácuo (modelo 089 CAL, Merse, Brasil).
Para as análises de bioacessibilidade foram usados centrífuga refrigerada
(Beckman, modelo J2-21), pHmetro (Digimed DM 22), banho metabólico (Dubnoff, MA 093,
Marcone, Brasil) e liofilizador (LS, Terroni, Brasil)
2.2 Reagentes
Ácido nítrico (Sigma-Aldrich) e peróxido de hidrogênio (Synth) de grau analítico
foram utilizados. Soluções padrão de ferro, cálcio e magnésio (Sigma-Aldrich), todos de
concentração de 1000 mg L-1, papel de filtro quantitativo (Nalgon, diâmetro 9 cm) livre de
cinzas, papel de filtro qualitativo (Nalgon). Enzimas como protease, bile, pancreatina, protease,
α-amilase e amiloglusidase da Sigma Chemical Co. (St. Louis, USA). Bicarbonato de sódio,
ácido clorídrico, clorofórmio, metanol, sulfato de sódio, sulfato de potássio, sulfato de cobre,
ácido sulfúrico, ácido bórico, vermelho de metila, verde de bromocresol, hidróxido de sódio,
fosfato de sódio dibásico, fosfato de sódio monobásico, etanol, acetona, bicarbonato de sódio,
celite ácida (Celite acid washed, Sigma- Aldrich), ácido fórmico, metanol, hidróxido de
tetrabutilamônio, ácido fítico (Fluka).
2.3 Amostras
Foram usadas amostras de bagaço seco de laranja pêra, limão taiti e mistura (laranja
pêra, laranja hamilim e limão taiti) doadas pela indústria CP Kelco Headquarters (Limeira, SP,
Brasil). O resíduo seco é constituído de cascas de citrus (albedo e flavedo) e sementes, do
54
resíduo já tinha sido retirado o óleo essencial. Uma alíquota de aproximadamente 100g de cada
amostra foi moída e homogeneizada para as análises.
2.4 Análise da composição centesimal
A composição centesimal para o bagaço de laranja foi determinada avaliando-se os
teores de umidade, cinzas, fibras (totais, solúveis e insolúveis, método 991.43), carboidratos
por diferença e proteínas (n=6,25) conforme AOAC (2006) e Prosky et al. (1985). Os lipídios
foram determinados conforme Bligh & Dyer (1959).
2.5 Tratamento térmico
Para avaliar o efeito do tratamento térmico na bioacessibilidade de minerais em
amostras de laranja pêra, limão taiti e mistura foi realizado cozimento das amostras em água
ultrapura em ebulição na proporção 1:20 m/v (amostra: água) por 20 minutos. Em seguida as
amostras cozidas foram resfriadas, congeladas a -40ºC, liofilizadas (amostra e água de
cozimento) e submetidas a análise de solubilidade e diálise.
2.6 Bioacessibilidade de minerais
A bioacessibilidade de minerais foi avaliada com o uso dos métodos de solubilidade
e diálise. Determinou-se inicialmente, a quantidade total de minerais nas amostras. Após a
realização dos ensaios o extrato obtido foi congelado, liofilizado e seguiu-se o mesmo
procedimento para a análise das porções solúvel e dialisável. As amostras foram mineralizadas
utilizando como base a metodologia proposta por Silva & Pallone (2016), foram avaliados os
minerais cálcio (Ca), ferro (Fe) e magnésio (Mg). Assim, para a análise do teor de Ca, Fe e Mg
aproximadamente 0,6g de amostra foram digeridos em tubo de vidro em bloco digestor
(Marconi) com adição 8 mL de ácido nítrico (HNO3).
Solubilidade
A metodologia foi realizada conforme método descrito por Jovaní et al. (2001), com
modificações. 1 g de amostra foram pesados e homogeneizados em 96 mL de água ultrapura, o
pH foi ajustado para 2,0 com HCl 6 mol L-1. Em seguida foram adicionados à amostra 3g de
solução de pepsina 16% em HCl 0,1 mol L-1, totalizando 100g de amostra, a mistura foi então
incubada por 2 horas a 37ºC sob agitação. A etapa gástrica foi interrompida colocando-se as
amostras em banho de gelo por 10 minutos. Em seguida, o pH da amostra foi ajustado para 5
utilizando NaHCO3 1 mol L-1. Em seguida, após as amostras terem a temperatura ajustada para
37°C no banho, foram adicionados 25 mL de solução de pancreatina e sais biliares (0,4% de
pancreatina (m/v) e 2,5% de extrato biliar (m/v) em NaHCO3 0,1 mol L-1) e o extrato incubado
55
por mais 2h a 37°C, sob agitação. Encerrada a incubação, a amostra foi colocada em banho de
gelo por 10 min, seguido do ajuste de pH para 7,2. O digerido foi transferido para tubo de
centrífuga de 250 mL e centrifugado a 5000 rpm a 4ºC por 30 min em centrífuga refrigerada
(modelo CR21GII, Hitachi). A fração insolúvel foi liofilizada, digerida, determinada por
FAAS, o conteúdo mineral determinado e por diferença do teor total de minerais presente nas
amostras foi determinada a porcentagem de solubilidade.
Diálise
A metodologia foi baseada no método proposto por Jovaní et al. (2001), com
modificações. 1 g de amostra foram pesados e homogeneizados em 96 mL de água ultrapura, o
pH ajustado para 2,0 com HCl 6 mol L-1. Em seguida foram adicionados à amostra 3g de solução
de pepsina 16% em HCl 0,1 mol L-1, totalizando 100g de amostra, e então incubada por 2 horas
a 37ºC sob agitação. Após o período de 2 horas, foi adicionado ao saco de diálise (Sigma-
Aldrich, 35x21x30 mm, porosidade de 25 Å, tamanho do poro de 12000 Da) água e quantidade
de NaHCO3 equivalente a acidez titulável (previamente medido) para que o pH fosse elevado
para 7,2. Os erlenmeyers foram incubados por 30 minutos a 37ºC com o saco de diálise e, após
este período, 25 mL de solução de bile-pancreatina (0,4% de pancreatina (m/v) e 2,5% de
extrato biliar (m/v) em NaHCO3 0,1 mol L-1) foram adicionados e a incubação continuou por
mais 2 horas a 37ºC sob agitação. A fração insolúvel foi liofilizada, digerida, o conteúdo
mineral determinado por FAAS e por diferença do teor total foi determinada a porcentagem de
diálise.
2.7 Determinação de frações dos mioinositol fosfatos: IP4, IP5, IP6
As análises das frações dos mioinositol fosfatos foram realizadas em parceria com
um pesquisador do Instituto Max-Rubner na Alemanha. As frações de mioinositol fosfato, IP4,
IP5, IP6, foram extraídas e quantificadas conforme o método oficial da AOAC (2006), método
986.11, e por Sandberg & Ahderinne (1986). Os limites de detecção e de quantificação para o
método foram de 8,0 x 10-9 e 12 x 10-9 mol L-1, respectivamente.
2.8 Tratamento estatístico
Os resultados obtidos das análises de composição centesimal e bioacessibilidade de
laranja, limão e mistura foram avaliados por meio de análise de variância (ANOVA) e Teste de
Tukey, a 95% de confiança utilizando o Statistica 8.0 (Statsoft, Inc., Tulsa, USA). Os dados de
composição centesimal e bioacessibilidade também foram avaliados por meio da Análise de
56
Componentes Principais (PCA) utilizando o PLS Toolbox v. 5.8 (Eigenvector, Research, Inc.,
USA) que é utilizado na plataforma do Matlab 7.8 (MathWorks, USA).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Avaliação da composição centesimal e frações de mioinositol fosfato
A composição centesimal de amostras de resíduo de limão taiti, mistura e laranja
pêra foi avaliada e os resultados estão apresentados na Tabela 1.
Tabela 1. Resultados para composição centesimal de resíduos de limão, mistura e laranja, em
base úmida.
Teores (g 100g-1) Limão taiti Mistura Laranja pêra
Umidade 10,85 ± 0,04 a 8,72 ± 0,08**c 9,01 ± 0,08 b
Lipídios 0,62 ± 0,01c 3,86 ± 0,11**b 4,13 ± 0,02a
Cinzas 2,74 ± 0,01b 2,67 ± 0,03**c 3,36 ±0,02a
Proteínas 4,54 ± 0,02c 6,18 ± 0,12**a 5,82 ± 0,09b
Fibras insolúveis 28,12 ± 1,82b 36,81 ± 0,43a 28,11 ± 0,52b
Fibras solúveis 35,17 ± 1,60a 24,76 ± 0,45b 15,52 ± 0,65c
Fibras totais 62,54 ± 1,55a 61,58 ± 0,55a 43,64 ± 1,19b
Carboidratos* 18,71 16,99 34,04
Valores expressos como média ± desvio padrão. *Carboidratos por diferença. **n=7, fibras:
n=4, n=3 para outros testes.
A umidade encontrada nas amostras foi em média de 9,3 g 100g-1, sendo a amostra
com maior teor de umidade o resíduo de limão taiti (10,85 g 100g-1). Esse teor de umidade está
abaixo daquele determinado em outras farinhas da legislação brasileira (aproximadamente 14
g 100g-1) indicando que o pó obtido de produtos cítricos está dentro dos valores permitidos,
podendo ser utilizado na forma de farinha de fruta ou incorporado a outras farinhas, desde que
não mude os padrões de identidade do produto (BRASIL, 1978). Os valores encontrados neste
trabalho estão próximos aos encontrados por Santos et al. (2011), que encontraram 7,18 g 100g-
1 de umidade em albedo de laranja pêra, e aos encontrados por López-Marcos et al. (2015) em
pó de limão (7,88 g 100g-1), toranja (6,95 g 100g-1) e albedo de limão (9,08 g 100g-1).
O teor de lipídios foi avaliado e foi observada uma diferença significativa entre as
amostras, o limão taiti apresentou os menores valores de lipídios com 0,64 g 100g-1 e a laranja
obteve o maior teor de lipídios com 4,11 g 100g-1. Bublitz et al. (2013) encontraram 0,42 g
100g-1 de lipídios em farinha de albedo de laranja valência, Mendonça et al. (2006) encontraram
uma média de 2,40 g 100g-1 em resíduo de limão taiti (flavedo, albedo e bagaço em base seca).
57
Já López-Marcos et al. (2015) obtiveram uma variação de 0,48 a 7,22 g 100g-1 de lipídios em
pó de limão, toranja e albedo de limão, em base seca.
O teor de cinzas também apresentou diferenças significativas entre as amostras
sendo o maior percentual para a laranja pêra e o menor para mistura, com 3,36 g 100g-1 e 2,67
g 100g-1, respectivamente. Esses valores estão próximos aos encontrados por Mendonça et al.
(2006) em resíduos de limão taiti que foram em média 3,86 g 100g-1 em base seca, por Santos
et al. (2011) que obtiveram 3,88 g 100g-1 em laranja pêra e ao encontrado em laranja valência
por Bublitz et al. (2013) com 2,45 g 100g-1. López-Marcos et al. (2015) encontraram 4,3 g 100g-
1 de cinzas em pó de limão, 5,69 g 100g-1em toranja e 11,20 g 100g-1em albedo de limão, todos
em base seca.
Diferenças entre as amostras também foram observadas nos teores de proteínas que
variaram de 4,54 g 100g-1 a 6,18 g 100g-1, sendo o maior percentual observado na mistura. O
teor de proteínas encontrado na laranja pêra foi muito próximo ao encontrado em laranja
valência por Bublitz et al. (2013) com 5,89 g 100g-1 de proteínas, enquanto SANTOS et al.
(2011) encontraram 3,72 g 100g-1 em laranja pêra. Já o teor de proteínas do limão taiti foi
menor que o encontrado por Mendonça et al. (2006) que obtiveram em média 5,41 g 100g-1 em
resíduo de limão taiti, em base seca.
Na avaliação de fibras insolúveis as amostras de limão e laranja foram consideradas
iguais estatisticamente com média de 28,11 g 100g-1 e o maior percentual observado na mistura
com 36,81 g 100g-1. As fibras solúveis diferiram entre as amostras variando de 15,52 g 100g-1
a 35,17 g 100g-1 para laranja pêra e limão taiti, respectivamente. Chau & Huang (2003)
obtiveram 47,6 g 100g-1 de fibras insolúveis e quantidades de fibras solúveis menores que a do
presente trabalho com 9,41 g 100g-1 em cascas de laranja, em base seca.
Apesar das diferenças observadas entre fibras solúveis e insolúveis, o teor de fibras
totais foi considerado igual para amostras de limão taiti e mistura com média de 62 g 100g-1 de
fibras totais, enquanto que a laranja pêra apresentou valor mais baixo com 43,64 g 100g-1 de
fibras totais. A laranja pêra apresentou valores de fibras totais semelhante aos encontrados em
albedo de limão com 44,8 g 100g-1, em base seca (López-Marcos et al., 2015), enquanto Chau
& Huang (2003) encontraram 57 g 100g-1 de fibras totais em cascas de laranja, em base seca.
Já os teores de fibras totais de limão e mistura estão próximos aos de limão (66,71 g 100g-1) e
toranja (69,15 g 100g-1) encontrados por López-Marcos et al. (2015). Como o teor de fibras foi
58
maior que 6 g 100g-1 os resíduos de cítricos avaliados nesse trabalho podem ser considerados
produtos com alto teor de fibras, de acordo com a legislação brasileira (BRASIL, 1998).
O teor de carboidratos variou de 16,99 g 100g-1 a 34,04 g 100g-1, para limão e
laranja, respectivamente e foram maiores que os encontrados em outros resíduos de laranja
(9,25 g 100g-1) por Fernández-López et al. (2009) e próximos aos encontrado por Chau &
Huang (2003) (27,3 g 100g-1) em cascas de laranja, em base seca. Enquanto os valores
encontrados para carboidratos em limão foram próximos aos obtidos por López-Marcos et al.
(2015) com 17,32 g 100g-1 em albedo de limões.
As frações de mioinositol fosfato: IP4, IP5 e IP6 foram analisadas nas amostras
cruas e cozidas dos resíduos de limão taiti, laranja pêra e mistura, no entanto não foram
detectadas nenhuma das frações de mioinositol fosfato nas amostras. OLUREMI et al. (2010)
relataram baixas quantidades de fitatos (0,019%) em casca de laranja. Outros alimentos como
amendoins, fava, quinoa, grãos de trigo e milho possuem maiores teores de fitatos, podendo
apresentar uma variação de 22 mg/100g a 2070 mg/100g de fitato (Lazarte et al., 2015).
3.2 Avaliação da solubilidade e diálise das amostras
Os testes de solubilidade e diálise foram realizados e medidos os teores de ferro,
cálcio e magnésio solúvel e dialisado e comparados aos valores de minerais totais.
As amostras de resíduo de laranja, limão e mistura necessitaram ser adicionados de
grande volume de água (96mL) para a realização dos testes de bioacessibilidade, uma vez que
menores volumes de água inviabilizaram a realização dos testes in vitro, devido a elevada
absorção de água e formação de um gel rígido. Esta propriedade impedia que o pH fosse aferido,
provavelmente ocorreu devido à precipitação de pectina durante as etapas de ajuste de pH,
impedindo a continuação dos testes. As proporções comumente usadas em outros trabalhos
foram testadas: 10g de amostra e 80 mL de água (Jovaní et al., 2001), 5g de amostra e 30 mL
de água (Rebellato et al., 2015), 5g de amostra e 60 mL de água, 5g e 100 mL até atingir a
proporção de 1g de amostra e 96 mL de água, condição que foi adequada para a realização dos
testes de solubilidade e diálise.
Após a execução dos procedimentos analíticos, os teores dos minerais (µg g-1)
solúveis e dialisados foram calculados, conforme descrito a seguir:
% mineral solúvel = (teor do mineral total – teor do mineral na fração insolúvel) x 100
teor do mineral total
59
% mineral dialisado = (teor do mineral total – teor do mineral na fração insolúvel) x 100
teor do mineral total
Na Tabela 2 estão resumidas as concentrações de ferro total, solúvel e dialisado em
amostras de limão taiti, mistura e laranja pêra, e valores de percentual de solubilidade e diálise
para o mineral.
Tabela 2. Teor de ferro total, solúvel e dialisado em limão, mistura e laranja.
Amostras Ferro total
(µg g-1)
Ferro solúvel
(µg g-1)
Fe
solúvel
(%)
Ferro dialisado
(µg g-1)
Fe
dialisado
(%)
Limão cru 362,37 ± 21,81 a 70,17 ± 5,41 b 19,36 20,26 ± 0,69 b 5,59
Limão
cozido 362,37 ± 21,82 a 191,36 ± 16,51 a 52,80 95,98 ± 10,59 a 26,48
Mistura
crua 38,04 ± 2,27 b 29,42 ± 1,59 a 77,33 19,17 ± 2,55 b 48,95
Mistura
cozida 38,04 ± 2,27 b 26,03 ± 0,91 b 68,42 26,27 ± 1,38 a 69,06
Laranja
crua 146,53± 5,51 c 80,58 ± 5,21 a 54,99 38,04 ± 5,38 a 25,26
Laranja
cozida 146,53 ± 5,51 c 85,77 ± 5,31 a 58,53 19,13 ± 1,07 b 13,06
*letras iguais para o mesmo tipo de citrus (cru e cozido) para a solubilidade ou diálise não apresentam
diferenças significativas entre si. Os valores representam uma média ± desvio padrão, n= 4, exceto para
dialise do limão cru e cozido e laranja cozida onde n=3 e solubilidade da laranja cozida onde n=6.
O teor de ferro total variou 38,04 µg g-1 a 362,37 µg g-1 nas amostras avaliadas,
sendo o maior valor encontrado no limão taiti. Os teores de solubilidade variaram de 29,42 µg
g-1 a 80,58 µg g-1, nas amostras cruas e de 26,03 µg g-1 a 191,39 µg g-1 nas amostras cozidas. Já
as concentrações de ferro dialisado nas amostras cruas variaram de 19,17 µg g-1 a 38,04 µg g-1,
e de 19,13 µg g-1 a 95,98 µg g-1 nas amostras cozidas, sendo a menor concentração atribuída a
diálise da laranja cozida e o maior valor atribuído a diálise do limão cozido. Neste último caso,
a quantidade de ferro dialisado corresponde a 68% das necessidades de Ingestão Diária
Recomendada pela ANVISA (BRASIL, 2005).
Para o limão, o cozimento aumentou os percentuais de ferro tanto na solubilidade
quanto na diálise em 33,44% e 20,89%, respectivamente. Na mistura ocorreu uma diminuição
na solubilidade do ferro, no entanto melhorou a porcentagem de ferro dialisado em 20%. Para
60
a laranja, o cozimento não proporcionou um aumento significativo da solubilidade do ferro,
além de diminuir em quase 12,20% o percentual de ferro dialisado.
Observa-se na Tabela 2 que o cozimento proporcionou aumento significativo na
fração solúvel de ferro presente no limão e na fração dialisável de ferro do limão e da mistura,
no entanto diminuiu a solubilidade da mistura e diálise de ferro na mistura e na laranja. Assim
o cozimento melhorou a fração de ferro dialisado na maioria das amostras. De acordo com a
Tabela 2 a amostra com o maior percentual de solubilidade foi a mistura crua com 77,33%, e a
mistura cozida foi a que obteve o maior percentual de ferro dialisado 69,06%.
Avaliando-se as amostras de limão, laranja e mistura o percentual de ferro solúvel
nas amostras foi de 19,36% a 77,33%, enquanto o percentual de ferro dialisado variou de 5,59%
a 69,06%, esses valores estão próximos aos percentuais de ferro solúvel e dialisado encontrado
nos trabalhos de Rebellato et al. (2015) e Cámara et al. (2005). Rebellato et al. (2015) avaliando
biscoitos do tipo cream cracker, amanteigados, água e sal e de amido de milho constataram que
os valores de solubilidade de ferro nesse tipo de alimento variaram de 20,6% a 79,9%, enquanto
os valores de diálise variam de 4,1 a 51,2%. Cámara et al. (2005) avaliaram a solubilidade e
diálise em merendas escolares e encontraram uma variação na solubilidade de ferro de 16% a
97,9%, sendo a menor porcentagem atribuída a um prato composto principalmente por
leguminosas (lentilhas), já a porcentagem de diálise variou de 0,23% a 19%, sendo a menor
porcentagem de diálise encontrada em omelete de espinafre.
Sigh e colaboradores (2016) avaliaram produtos lácteos, cereais, carnes e legumes
e encontraram que a solubilidade de ferro nessas matrizes era bem variada, para aveia a
solubilidade de ferro foi de 12%, 85% em arroz integral, grão de bico com 20,90%, 18,56% em
ervilhas, 15,53% em feijões vermelhos, leite em pó com 85,29% e peito de frango com 14,47%
de ferro solúvel.
Baye et al. (2015) obtiveram 7,5% de solubilidade e 3,5% de diálise de ferro em
farinhas de sorgo e observaram que a diminuição de fatores antinutricionais, como o fitato nas
farinhas, não afetaram significativamente a biodisponibilidade de ferro. No entanto, observaram
que farinhas tratadas com celulase e xilanase tiveram aumento na fração de ferro dialisável,
indicando que a degradação de fibras aumentou a bioacessibilidade de ferro.
Os valores de ferro solúvel e dialisado foram maiores que os encontrados por
Perales et al. (2006), em leite de vaca (não fortificado) que variaram de 46,17% a 54,74% para
fração solúvel de ferro e de 40,73% a 50,44% para a fração dialisável.
61
Um dos fatores que pode afetar a porcentagem de diálise de minerais é a competição
entre minerais, conforme observado em trabalhos realizados por Perales et al. (2006), onde
houve competição entre os minerais durante a diálise, assim a porcentagem de ferro dialisado
em leite adicionado de cálcio foi menor quando comparado ao leite sem adição de cálcio. Dessa
forma, os valores de diálise de ferro nas amostras de citrus também podem estar sendo
influenciadas pelos altos teores de cálcio presentes nas amostras.
Na Tabela 3 estão apresentados os resultados de cálcio total, solúvel e insolúvel nas
amostras avaliadas.
Tabela 3. Teor de cálcio total, solúvel e dialisado em amostras de citrus.
Amostras Cálcio total
(µg g-1)
Cálcio solúvel
(µg g-1)
Ca
solúvel
(%)
Cálcio dialisado
(µg g-1)
Ca
dialisado
(%)
Limão
cru 7734,43 ± 133,42 a 2431,85 ± 77,61 b 33,34 2021,22 ± 114,86 a 26,13
Limão
cozido 7734,43 ± 133,43 a 4048,27 ± 393,84 a 55,50 1658,31 ± 166,97 b 21,44
Mistura
crua 6648 ± 202,1 b 2640,22 ± 209,21 a 39,71 1284,32 ± 174,09 a 19,32
Mistura
cozida 6648 ± 202,1 b 2592,12 ± 141,74 a 38,99 1034,63 ± 106,31 a 15,56
Laranja
crua 8016 ± 206,63 a 3219,31 ± 359,63 b 40,16 1706,57 ± 76,14 a 21,29
Laranja
cozida 8016 ± 206,63 a 4876,57 ± 234,5 a 60,84 1179,25 ± 95,76 b 14,71
*letras iguais para o mesmo tipo de citrus (cru e cozido) para a solubilidade ou diálise não apresentam
diferenças significativas entre si. Os valores representam uma média ± desvio padrão, n= 4, exceto para
dialise do limão cru e cozido e laranja cozida onde n=3 e solubilidade da laranja cozida onde n=6.
O teor total de cálcio nas amostras avaliadas variou de 6649 µg g-1 a 8016 µg g-1,
na mistura e laranja, respectivamente. As porcentagens de cálcio solúvel nas amostras cruas
variaram de 33,34% a 40,16%, e de 38,99% a 60,84% nas amostras cozidas. A porcentagem de
cálcio dialisado nas amostras cruas variou de 19,32% a 26,16% e nas amostras cozidas variou
de 14,71% a 21,44%. Dessa forma a variação de cálcio solúvel nas amostras foi de 33,34% a
60,84% e o cálcio dialisado variou de 14,71% a 26,13%.
Assim observou-se que a laranja cozida foi a amostra com maior teor de cálcio
solúvel (60,84%) e a que obteve menor teor de cálcio dialisado (14,71%). A amostra com menor
62
teor de cálcio solúvel, limão cru com 33,34%, obteve o maior percentual de cálcio dialisado
com 26,13%. Em termos de concentração a amostra de limão cru apresentou a maior quantidade
de cálcio dialisável (2021,22 µg g-1), correspondente a 20,2% da DRI para cálcio recomendada
(BRASIL, 2005).
Observa-se na Tabela 3 que o cozimento aumentou significativamente a
solubilidade do cálcio em limão taiti e laranja pêra, no entanto o percentual de cálcio dialisado
diminuiu em todas as amostras, sendo esse decréscimo significativo para as amostras de limão
e laranja. Na mistura o cozimento não aumentou significativamente a solubilidade e diálise do
cálcio. Logo o cozimento não favoreceu a disponibilidade de cálcio.
Amalraj & Pius (2015) observaram que o cozimento não afetou significativamente
as porcentagens de solubilidade e diálise de cálcio nos vegetais analisados (vegetais de folhas
verdes), onde a porcentagem de solubilidade variou de 21% a 69,6%, enquanto as porcentagens
de diálise variaram de 14,8% a 32,7%, as baixas porcentagens de solubilidade e diálise de
alguns dos vegetais avaliados estavam associados a presença de fitatos, oxalatos, fibras e
taninos. Observaram ainda que o cozimento aumentou os teores de fibras, mas nenhuma
correlação foi observada entre os teores de fibras totais e a disponibilidade de cálcio.
As fibras são constituídas principalmente de parede celular nos tecidos vegetais, o
cozimento modifica as características físico-químicas dessa parede, afetando a hidratação e
polimerização das frações das fibras, promovendo a degradação de pectinas, gelatinização do
amido e consequente ruptura do tecido celular (Mcdougall et al., 1996; Amalraj & Pius, 2015).
Acredita-se ainda que as fibras possam diminuir a disponibilidade de minerais devido a
presença de polissacarídeos carregados negativamente, como por exemplo a pectina e seus
grupos carboxilas (Guillon & Champ, 2000). Bosscher et al. (2003) constataram que diferentes
tipos de fibras solúveis podem aumentar ou diminuir a biodisponibilidade de minerais.
Os valores encontrados por Amalraj & Pius (2015) nos vegetais possuem, em sua
maioria, quantidade de fibras totais semelhantes as encontradas nas amostras de citrus desse
trabalho, que foram de aproximadamente 60%, dessa forma a faixa de valores de solubilidade
de cálcio (33,34%-60,66%) e diálise de cálcio (14,71%-26,13%) de citrus estão próximos a
faixa encontrada para solubilidade e diálise por Amalraj & Pius (2015) que avaliaram produtos
com quantidade de fibras semelhantes.
Cámara et al. (2005) encontraram percentuais de solubilidade de 1,73% a 96,2% e
de 0,75% a 30,5% em diferentes tipos de merenda escolar e também observaram que fitatos e
63
fibras podem interferir na bioacessibilidade de cálcio, assim refeições contendo lentilhas
obtiveram 35,3% de cálcio solúvel e 10,3% de cálcio dialisado, enquanto refeições contendo
massas como macarrão e espaguete tiveram percentuais de solubilidade e diálise de 40,8% e
45% e de 12% e 17,5%, respectivamente.
Na Tabela 4 podem ser observados os teores de magnésio total, solúvel e dialisado,
bem como os percentuais do mineral solubilizado e dialisado.
Tabela 4. Teor de magnésio total, solúvel e dialisado em amostras de citrus.
Amostras Mg total
(µg g-1)
Mg solúvel
(µg g-1)
Mg
solúvel
(%)
Mg dialisado
(µg g-1)
Mg
dialisado
(%)
Limão cru 845,34 ± 13,28 c 253,20 ± 13,54 b 29,95 391,31 ± 18,14 b 46,29
Limão cozido 845,34 ± 13,29 c 585,22 ± 41,02 a 69,23 462,08 ± 29,72 a 54,66
Mistura crua 904,66 ± 35,51 b 772,37 ± 31,26 b 85,38 489,22 ± 29,42 b 54,08
Mistura
cozida 904,66 ± 35,51 b 842,14 ± 29,24 a 93,09 565,31 ± 23,47 a 62,51
Laranja crua 1110 ± 30,81 a 700,39 ± 27,80 b 63,10 562,39 ± 21,18 a 50,67
Laranja
cozida 1110 ± 30,81 a 1045,62 ± 43,81 a 94,20 382,08 ± 30,75 b 34,42
*letras iguais para o mesmo tipo de citrus (cru e cozido) para a solubilidade ou diálise não
apresentam diferenças significativas entre si. Os valores representam uma média ± desvio
padrão, n= 4, exceto para dialise do limão cru e cozido e laranja cozida onde n=3 e solubilidade
da laranja cozida onde n=6.
O teor total de magnésio variou de 845,34µg g-1 a 1110,00 µg g-1 para limão e
laranja, respectivamente. Nas amostras cruas o teor de magnésio solúvel variou de 29,95% a
85,38%, enquanto nas amostras cozidas a variação foi de 69,23% a 94,20%. Os teores de
magnésio dialisado em amostras cruas variaram de 46,29% a 54,08%, enquanto em amostras
cozidas a variação foi de 34,42% a 62,51%.
As amostras de mistura cozida e laranja cozida apresentaram os maiores percentuais
de solubilidade para o magnésio, com 93,09% e 94,20%, respectivamente, enquanto a menor
porcentagem foi obtida pelo limão cru com 29,95% de magnésio solúvel, logo a solubilidade
variou de 29,95% a 94,20%. Os teores de magnésio dialisado variaram de 34,42% para a laranja
cozida a 62,51% para a mistura cozida, logo nem sempre a amostra com maior percentual de
solubilidade foi a que obteve o maior percentual de mineral dialisado.
64
Observa-se na Tabela 4 que o cozimento aumentou significativamente a
porcentagem de solubilidade de magnésio, o mesmo foi observado na porcentagem de diálise,
exceto para a amostra de laranja cozida que teve decréscimo na porcentagem de mineral
dialisado de 16,25%.
Os valores de Mg e Ca dialisado em resíduo de citrus foram menores que os
encontrados por Stelmach e colaboradores (2016) que realizaram testes de bioacessibilidade em
cafés instantâneos pelo método de diálise e observaram que o percentual de magnésio
bioacessível variou de 67,5% a 85,9%, os teores de cálcio variaram de 23,3% a 72,8%, já os
teores de ferro dialisado em citrus foram maiores que os encontrados em cafés instantâneos que
variaram de aproximadamente 0,1% a 10,1%. Stelmach et al. (2016) também relataram que
fitatos e oxalatos podem estar relacionados as baixas porcentagens de bioacessibilidade em
alguns minerais.
Kafaoglu et al. (2016) avaliaram a solubilidade de minerais (B, Ca, Co, Cu, Fe, Mg,
Mn, Ni e Zn) nas fases intestinal e gástrica e observaram uma baixa solubilidade total (gástrica
+ intestinal) em vegetais (amêndoas e sementes) como avelãs, amêndoas, pistache, semente de
abóbora dentre outros. A solubilidade total em caju foi de 16,9% de cálcio, 12,6% de ferro e
17,5% de magnésio, em nozes brasileiras a solubilidade total foi de 11,7% de cálcio, 21% de
ferro e 19% de magnésio e em grão de bico 25,9% de cálcio, 18,1% de ferro e 27,2% de
magnésio. Os valores de solubilidade encontrados neste trabalho tiveram um porcentual de
solubilidade maior nas amostras de citrus, uma vez que a porcentagem para cálcio variou de
33,34-60,84%, a de ferro de 19,36-77,33% e a de magnésio variou de 29,95-94,29% de
solubilidade. Essa diferença nos percentuais de solubilidade pode estar associada não somente
aos diferentes tipos de alimentos avaliados como também na variação da metodologia de
avaliação da solubilidade, mas é importante para a comparação da solubilidade de minerais em
diferentes tipos alimentares.
Avaliando-se as médias das porcentagens de solubilidade e diálise dos minerais
analisados pôde se estabelecer uma ordem de disponibilidade dos nutrientes. Observou-se que
para ambos métodos o mineral mais disponível foi o magnésio, seguido pelo ferro, sendo o
cálcio o mais indisponível (Mg> Fe> Ca). O cálcio pode estar envolvido com outros
componentes por meio de ligações fortes, principalmente pectina, o que poderia explicar a baixa
disponibilidade e a menor liberação desse mineral mesmo após o cozimento, quando comparado
aos outros minerais.
65
Comparando-se os ensaios de solubilidade e diálise para cálcio, ferro e magnésio
nas amostras, observa-se que na maior parte dos testes o percentual de diálise foi menor que o
percentual de solubilidade para a mesma amostra. O que indica que nem toda a fração solúvel
do mineral foi dialisável, o que pode ser devido a interação desses minerais em complexos com
outros componentes que resultaram em partículas de tamanho molecular maior do que o
tamanho do poro da membrana utilizada, o que impediu que os minerais entrassem para o
interior da membrana de diálise (Perales et al., 2006). Fato oposto foi observado por Perales et
al. (2006) que avaliaram a bioacessibilidade de minerais em leites, onde os complexos formados
com ferro foram menores que o tamanho do poro da membrana, resultando em valores de diálise
semelhantes aos de solubilidade.
A baixa porcentagem de diálise em relação a porcentagem de solubilidade também
foi constatada em experimentos realizados por Cámara et al. (2005) que avaliaram minerais
(Ca, Fe, Zn e Cu) em merenda escolar. Observaram que não existe correlação significativa entre
os métodos de solubilidade e diálise, assim as porcentagens de mineral dialisado não foram tão
altas quanto as porcentagens de mineral solubilizado. Rebellato et al. (2015) estudaram os
métodos de digestão in vitro nos termos de solubilidade e diálise também observaram que as
porcentagens de ferro solúvel e dialisado em biscoitos foram em sua maioria diferentes, neste
caso devido principalmente, a forma do mineral utilizado.
Os métodos de avaliação da absorção de nutrientes in vivo possuem a vantagem de
fornecer informações com mais proximidade sobre que ocorre no trato gastrointestinal humano,
porém os altos custos de realização e as questões éticas envolvidas são um obstáculo para a
realização desses experimentos (Guerra et al., 2012). Já os testes de bioacessibilidade in vitro,
como solubilidade e diálise, tem capacidade de medir a quantidade de minerais que está
disponível para a absorção, sendo assim uma estimativa do que ocorre no organismo durante a
digestão (Guerra et al., 2012). Estudos têm demostrado que os métodos de absorção in vitro
(diálise) fornecem resultados próximos aos de absorção in vivo (Luten et al., 1996).
No método de diálise ocorre uma simulação dos processos passivos da absorção de
Ca e Mg. No organismo a absorção desses minerais é desfavorecida quando há altas
concentrações dos mesmos no lúmen intestinal. Assim estudos a respeito do comportamento
desses minerais em altas concentrações devem ser avaliados em processos de diálise, para saber
se nessas condições as semelhanças com o organismo são mantidas.
66
3.3. Análise de componentes principais (PCA)
Para a realização da análise exploratória dos dados obtidos no trabalho foi realizada
uma Análise de Componentes Principais (PCA). A PCA foi calculada utilizando os 6 tipos de
amostras em triplicata, limão cru e cozido, laranja crua e cozida e mistura crua e cozida, e os
resultados obtidos de minerais totais, percentual de minerais solúveis e dialisados (Ca, Fe e Mg)
e resultados da avaliação da composição centesimal, que totalizaram 17 variáveis, assim foi
obtida uma matriz 18 x 17. Os dados foram auto-escalados, pois desejava-se dar a mesma
importância a todas as variáveis, que possuíam magnitudes diferentes. Na Figura 1 estão
representados os gráficos de escores (scores), e na Figura 2 estão representados os pesos
(loadings) e variância explicada pelas componentes principais.
Figura 1. Análise de Componentes Principais para avaliação de minerais totais, bioacessíveis e
composição centesimal, gráfico de scores (amostras de citrus).
67
A PCA permitiu que fossem observadas as amostras com maiores teores de
minerais bioacessíveis e avaliar a correlação de fatores que podem estar associados à
disponibilidade dos minerais. A primeira e segunda componentes principais juntas representam
uma variância total explicada de 73,47%. Na PC1 as variáveis de maior importância foram ferro
total, umidade, lipídios e proteínas, na PC2 as variáveis de maior importância foram cálcio total
e solúvel, magnésio total, cinzas e carboidratos. As amostras foram separadas em 3 grupos:
laranjas, limões e misturas, de forma que as amostras cruas e cozidas do mesmo tipo de citrus
pertencem ao mesmo grupo, como pode ser observado no gráfico de scores. No gráfico de
loadings podem ser observadas as variáveis que explicam porque as amostras se agruparam
desse modo.
A PC1 separa as amostras de laranja e mistura do limão, enquanto a PC2 separa a
laranja da mistura. Observa-se que as variáveis de maior influência para a laranja foram as que
correspondem aos teores de Mg solúvel, Mg total, Ca solúvel, lipídios e carboidratos, uma vez
que são observadas as maiores concentrações dessas variáveis na laranja, assim a laranja está
do lado oposto dos teores de fibras solúveis e totais pois possui menores teores dessas variáveis.
De acordo com o gráfico de loadings a mistura possui os maiores teores de Mg
dialisado, fibras insolúveis e proteínas. As variáveis que estão em menores concentrações nessa
amostra como Fe total, solúvel e dialisado, Ca total, solúvel e dialisado, Mg total e carboidratos
tem menor influência na mistura. Para o limão as variáveis correspondentes aos teores de Fe
Figura 2. Análise de Componentes Principais para avaliação de minerais totais, bioacessíveis e
composição centesimal, gráfico de loadings (variáveis).
68
solúvel, Fe total, Fe dialisado, Ca dialisado, cinzas, fibras totais, fibras solúveis e umidade
tiveram maior influência, uma vez que o limão possui os maiores teores dessas variáveis.
Observa-se que as amostras com a maior teor de um mineral nem sempre são aquelas que
possuem os maiores percentuais do mesmo mineral solúvel e dialisado. Como foi observado
para a laranja, que possui os maiores teores de Mg total e solúvel, no entanto os maiores teores
de Mg dialisado foram observados na mistura. A PCA indica que as fibras não interferem na
bioacessibilidade de Fe e Ca, no entanto podem estar relacionadas a diminuição da
bioacessibilidade de Mg.
Sabe-se que alguns minerais podem interferir na absorção de outros, estudos
relatam que o cálcio em altas concentrações pode afetar a disponibilidade de ferro e magnésio.
O cálcio diminui a absorção de magnésio e pode inibir a absorção de ferro em algumas situações
(Strain & Cashman, 2009). Neste trabalho foi observado que, as amostras com altos teores de
Ca total e dialisado também tiveram altos teores de Fe solúvel e dialisado, logo a competição
entre minerais divalentes não afetou a bioacessibilidade desses minerais. No entanto, as
amostras com menores teores de Ca total foram as que obtiveram os maiores teores de Mg
dialisado, conforme observado na PCA.
A composição centesimal, teores e bioacessibilidade dos minerais Ca, Fe e Mg das
amostras avaliadas indicam que os resíduos da indústria de citrus tem potencial mineral para
serem incorporados a alimentação humana, podendo agregar valor a esses produtos, que
atualmente são destinados principalmente a ração animal. Assim os resíduos de citrus poderiam
ser utilizados em formulações alimentícias, como suplemento de fibras, suplemento de minerais
bioacessíveis ou como ingrediente em farinhas, biscoitos, etc. Os resultados mostram que cada
resíduo de citrus poderá contribuir de maneira diferente com relação aos diferentes nutrientes,
a mistura pode fornecer altos teores de fibras totais, o limão pode contribuir com fibras solúveis,
Fe e Ca, e a laranja pode contribuir com Mg, Ca e carboidratos.
4. CONCLUSÃO
Por meio da avaliação da composição centesimal dos resíduos de citrus da indútria
de sucos observou-se que esses produtos possuem características semelhantes a outros produtos
cítricos.
A bioacessibilidade em amostras de citrus foi determinada nos parâmetros de
solubilidade e diálise, e diferentes resultados foram obtidos nos dois métodos. As porcentagens
de solubilidade e diálise foram distintas para os diferentes minerais e tipos de citrus, foram
69
observados altos teores de ferro e magnésio dialisável, e os teores de cálcio dialisável foram
inferiores aos encontrados para os outros minerais. A análise de componentes principais
permitiu a separação dos diferentes tipos de citrus sem separar as amostras em cruas e cozidas,
demonstrando quais amostras possuem os maiores teores de minerais bioacessíveis, na laranja
a maior porcentagem é de Mg solúvel, na mistura encontra-se a maior parte do Mg dialisado e
no limão encontram-se as maiores concentrações de Fe solúvel e dialisado e Ca dialisado.
O cozimento influenciou a bioacessibilidade de minerais nas amostras, aumentou
a solubilidade de Fe no limão e diálise de Fe na mistura e no limão, aumentou a solubilidade
do Ca, mas diminuiu a fração de Ca dialisada. Para o Mg foi observado aumento na fração
solúvel e dialisável durante o cozimento, exceto para a amostra de laranja cozida que teve um
decréscimo na fração dialisada.
A avaliação da composição centesimal e bioacessibilidade dos resíduos de citrus
mostrou que esses produtos podem ser aproveitados na alimentação humana, sendo
incorporados a outros produtos. Conclui-se que os resíduos de limão taiti, laranja pêra e mistura
(limão taiti, laranja pêra e laranja hamlin) proveniente da indústria de citrus, possuem potencial
mineral para serem usados na alimentação humana, podendo contribuir nutricionalmente com
os teores de ferro, cálcio e magnésio nas necessidades diárias desses minerais. A análise de
componentes principais permitiu a separação dos diferentes tipos de citrus. O conhecimento
dos teores de minerais totais, solúveis e dialisáveis pode agregar valor a este produto, sendo
uma alternativa a comercialização para ração animal e diminuição do desperdício.
70
DISCUSSÃO GERAL
Métodos para determinação de minerais em alimentos necessitam de uma etapa de
preparo de amostra, mineralização. Alimentos de diferentes composições e complexidade
demandam diferentes conduções para eliminação da matéria orgânica. Como o resíduo de citrus
apresenta composição físico-química diferenciada, na primeira etapa do trabalho foi realizada
a otimização e validação do método analítico com preparo de amostra por via úmida e análise
por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), forma economicamente viável de
determinação de minerais em alimentos.
A otimização e validação foi realizada em uma amostra de resíduo de citrus
denominada mistura, que era composta por laranja pêra, laranja hamlin e limão taiti. Em relação
a otimização da mineralização foi utilizado um planejamento experimental, o qual mostrou que
para o cálcio as variáveis massa de amostra e volume de ácido cítrico eram significativas, para
o ferro nenhum efeito linear de primeira ordem ou de interação foi observado, para o zinco o
volume de ácido nítrico foi significativo, diminuindo a concentração de zinco com o aumento
de ácido e para o magnésio a massa de amostra foi significativa, de forma que um aumento na
massa diminuía a concentração de magnésio, logo cada mineral teve uma condição que melhor
atendeu a recuperação do mesmo. Os efeitos para cada mineral podem ser observados no
Apêndice A. No entanto, o objetivo nesse planejamento foi identificar uma condição de
mineralização que além de proporcionar os maiores teores de recuperação também
proporcionasse uma boa repetitividade de todos os resultados. Observou-se que na condição de
maior volume de ácido nítrico (8mL) e maior massa de amostra (0,6g) essas condições
poderiam ser atendidas e que assim como nos outros ensaios o teor de carbono residual foi
abaixo de 1% indicando adequada eliminação da matéria orgânica.
Na validação foram avaliados os parâmetros de linearidade, sensibilidade, limite de
detecção e quantificação, precisão e recuperação de acordo com recomendações feitas pelos
guias de validação do INMETRO e da AOAC (AOAC, 2002; BRASIL, 2011). A linearidade e
sensibilidade foram avaliadas por meio da construção de curvas analíticas para cada elemento
e realizada a regressão das mesmas, que foi considerada estatisticamente significativa, como
pode ser observado no Apêndice B, como não houve falta de ajuste para o modelo, as curvas
analíticas foram consideradas lineares. Os resíduos estavam aleatoriamente distribuídos no eixo
x, estando livre de tendências (Apêndice C). Os limites de detecção (LD) e de quantificação
(LQ) foram avaliados por meio da leitura da resposta de 10 brancos da amostra e calculados
conforme proposto pelo INMETRO (BRASIL, 2011) e os valores de para LD encontrados para
71
Fe, Zn, Ca e Mg foram de 0,03 mg L-1, 0,02 mg L-1, 0,20 mg L-1 e 0,01 mg L-1, respectivamente.
Como os valores de LQ foram abaixo do esperado para cada mineral nas amostras, considera-
se que os dados estão adequados para a avaliação do LD e do LQ em amostras de resíduo de
frutas cítricas. A recuperação e a precisão (determinada pelos parâmetros repetitividade e
precisão intermediária foram determinadas conforme sugerido pelo guia do INMETRO (Brasil,
2011)). Os valores de coeficiente de variação (CV) obtidos foram comparados ao CV calculado
conforme sugestão da AOAC. Os CV’s encontrados estavam dentro da faixa aceitável, logo a
repetitividade também foi considerada adequada (Apêndice D). Para a precisão intermediária
foi considerado que não houve variação significativa entre os dias, pois na avaliação da
ANOVA os valores de F calculado foram menores que F tabelado para todos os minerais
(Apêndice E). A recuperação também foi considerada adequada uma vez que o percentual de
recuperação obtido para os minerais estava dentro da faixa de valores sugerida pela AOAC
(Apêndice F).
Sendo assim, concluiu-se que o método estava apropriado para as análises. Os
teores de cálcio, ferro, magnésio e zinco foram então determinados em amostras de laranja
hamlin, laranja pêra, limão siciliano, limão taiti e 2 misturas (constituídas por laranja pêra,
laranja hamlin e limão taiti). Foram avaliadas se haviam diferenças na composição desses
minerais entre os tipos de resíduos de citrus e se havia variação significativa entre as amostras
durante o período de safra. Os resultados obtidos para diferentes tipos de citrus mostrou que o
elemento de maior concentração foi o cálcio, seguido por magnésio, ferro e em menor
concentração o zinco. Para cálcio a concentração média encontrada foi de 6827,6 µg g-1, sendo
a menor concentração observada no limão siciliano que diferiu estatisticamente das outras
amostras. Em relação ao magnésio, o teor médio foi de 915,5 µg g-1, as amostras de laranja
hamlin e mistura 1 foram consideradas estatisticamente iguais a todas as variedades. O teor
médio de ferro encontrado nas amostras foi de 116,4 µg g-1, sendo a mistura 1 diferente
estatisticamente das demais, uma vez que possui os maiores teores de ferro. O zinco, mineral
encontrado em menor quantidade, teve concentração média de 7,4 µg g-1, não apresentando
diferença significativa entre as amostras. Observou-se portanto que a concentração dos
diferentes minerais não apresentou comportamento similar para as amostras avaliadas. Porém,
resíduos de laranjas, limões e mistura apresentaram altas concentrações de Ca e Mg e ainda Fe
e Zn.
De acordo com a Portaria n° 27 de um alimento pode ser considerado fonte de um
mineral quando tiver pelo menos 15% da Ingestão Diária Recomendada (IDR) requerida para
72
o mineral em 100g do alimento (Brasil, 1998), assim como a Agência Nacional de Vigilância
Sanitária estabelece que a IDR para adultos de cálcio é de 1000 mg, 14 mg de ferro, 7 mg de
zinco e 260 mg de magnésio (Brasil, 2005), considerando-se as médias obtidas para os minerais
em citrus, uma porção de 100g de bagaço forneceria 68,27% da DRI para cálcio, 35,21% da
DRI de magnésio, 83,12% da DRI de ferro e 10% da DRI de zinco, logo o resíduo de citrus
pode ser considerado fonte de cálcio, magnésio e ferro.
Quando comparados a alimentos considerados fontes desses minerais observa-se
que alguns minerais possuem valores próximos aos encontrados nesses alimentos. Assim, um
iogurte que é um alimento considerado fonte de cálcio possui aproximadamente 143 mg 100g-
1 de cálcio, enquanto no resíduo de frutas cítricas o valor médio correspondente ao cálcio foi de
682,8 mg 100g-1. Como fontes de magnésio podem ser citados os feijões que podem variar de
34 mg 100g-1 a 210 mg 100g-1 de Mg, castanha do Brasil que possui 365 mg 100g-1 e farinha
de soja com 242 mg 100g-1 de Mg, como a média de Mg nas amostras foi de 91,5 mg 100g-1
pode-se considerar que os resíduos de citrus possuem quantidade significativa desse mineral.
Para o ferro a média encontrada de 11,6 mg 100g-1 é superior ao teor médio encontrado em
fígado bovino, possui 5,6 mg 100g-1 de ferro e próximo ao encontrado em feijões que podem
variar de 1,1 a 18,6 mg 100g-1, dependendo do tipo de feijão (NEPA/UNICAMP, 2011). Podem
ser citados como alimentos com altos teores de zinco o extrato solúvel de soja, sementes de
gergelim e linhaça, que possuem 5,8 mg 100g-1, 5,2 mg 100g-1 e 4,4 mg 100g-1 de zinco,
respectivamente. Como a quantidade correspondente de zinco encontrada em resíduos de frutas
cítricas foi menor que os de alimentos fonte o resíduo não pode ser considerado uma fonte desse
mineral.
Em relação aos meses de safra de um mesmo tipo de citrus observou-se que para
alguns minerais houve diferença significativa entre os diferentes meses, para outros minerais
essa diferença não foi observada. Dessa forma, na laranja hamlin foi observada diferença
significativa entre os meses para cálcio e magnésio apenas. Na laranja pêra houve diferença
entre os meses para ferro, cálcio e magnésio, sendo o zinco considerado igual nos meses
avaliados. Em relação as amostras de mistura, foi observado que na mistura 2 a concentração
de todos os minerais foi mais elevada que na mistura 1, exceto para o zinco. No limão taiti
apenas para o ferro não foi observada diferença significativa entre os meses e para o limão
siciliano foram observadas diferenças significativas entre todos os meses e para todos os
minerais.
73
Todos os dados correspondentes a variação de minerais durante os meses de
diferentes tipos de citrus foram avaliados por meio da análise de componentes principais (PCA),
dessa forma foram utilizados 4 tipos de minerais Ca, Fe, Mg, Zn e 21 amostras de bagaço de
citrus produzidas em diferentes meses para o cálculo da PCA. O gráfico de scores mostrou a
distribuição das amostras de acordo com suas semelhanças e diferenças quanto ao teor de
minerais, que são observados no gráfico de loadings. A análise exploratória de dados por
componentes principais mostrou que apesar das diferenças nas concentrações dos minerais
estudados nos diferentes tipos de resíduos de citrus durante a safra não há formação de grupos
entre as amostras de laranja, limão e mistura, sendo assim, a composição de minerais nos
resíduos de citrus apresenta comportamento relativamente homogêneo.
Na segunda etapa do trabalho foram preparadas uma amostra de cada resíduo
(laranja, limão e mistura) e avaliou-se, inicialmente, os componentes majoritários e a
bioacessibilidade dos minerais Ca, Fe e Mg, presentes em maiores quantidades nas matrizes
estudadas com ensaios de solubilidade e bioacessibilidade.
A avaliação da composição centesimal realizadas nas amostras de limão taiti,
laranja pêra e mistura mostrou que na maioria dos parâmetros as amostras são consideradas
diferentes estatisticamente e que possuem em média 9,3 g 100g-1 de umidade, valor próximo ao
encontrado em outros trabalhos que avaliaram farinha de albedo de laranja, toranja, pó de limão
e albedo de limão (Santos et al., 2011; Bublitz et al., 2013; López-Marcos et al., 2015). O teor
de lipídios variou de 0,64 g 100g-1 a 4,11 g 100g-1, estando próximos aos valores encontrados
em farinha de albedo de laranja (0,42 g 100g-1) e em resíduo e albedo de limão taiti (2,40 g
100g-1; 7,22 g 100g-1) (Bublitz et al., 2013; López-Marcos et al., 2015). As proteínas variaram
de 4,54 g 100g-1 a 6,18 g 100g-1, outros trabalhos obtiveram resultados próximos como os
obtidos por Mendonça et al. (2006) que obtiveram em média 5,41 g 100g-1 de proteínas em
resíduo de limão taiti e López-Marcos et al. (2015) que obtiveram 8,07 g 100g-1 de proteínas
em pó de limão, 11,72 g 100g-1 em toranja e 5,25 g 100g-1 em albedo de limão, todos em base
seca.
Os valores de cinzas foram 2,74 g 100g-1 para limão, 3,36 g 100g-1 para laranja e
2,67 g 100g-1 para mistura. Esses valores são próximos aos já relatados para limão taiti (3,86 g
100g-1), laranja pêra (3,88 g 100g-1) e laranja valência (2,45 g 100g-1) (Mendonça et al., 2006;
Santos et al., 2011; Bublitz et al., 2013). As concentrações de Ca, Fe e Mg encontradas nas
amostras correspondem a 32,6% do conteúdo de cinzas do limão, 34,71% do teor de cinzas da
laranja e 22,60% do teor na mistura.
74
O teor de fibras insolúveis variou de 28,11 a 36,81, sendo as amostras de limão e
laranja consideradas iguais estatisticamente. As fibras solúveis foram diferentes entre as
amostras variando de 15,52 g 100g-1 a 35,17 g 100g-1, sendo o maior percentual encontrado no
limão. Já o teor de carboidratos variou de 16,99 g 100g-1 a 34,04 g 100g-1, sendo considerado
maior que o encontrado em resíduos de laranja (9,25 g 100g-1) por Fernandez-Lopez et al.
(2009) e próximos ao encontrado por Chau & Huang (2003) (27,3 g 100g-1) em cascas de
laranja, resultados em base seca.
A avaliação das frações de mioinositol fosfato (IP4, IP5 e IP6) nas amostras cruas
e cozidas dos resíduos de citrus foi realizada mas não foram detectadas frações dos mioinositol
fosfatos. Outros trabalhos encontraram baixas quantidades de fitatos em frutas cítricas como
foi observado por Oluremi et al. (2010) que encontraram 0,019% de fitato em casca de laranja,
e Oluremi et al. (2007) encontraram 0,062% a 0,082% de fitatos em amostras de laranjas e
limões. Assim as cascas de frutas cítricas possuem baixos teores de fitatos quando comparados
a alimentos como amendoins com 2070 mg 100g-1, grãos de fava com 1170 mg 100g-1, quinoa
com 2060 mg 100g-1, grãos de trigo com 1320 mg 100g-1 e milho com 1020 mg 100g-1 de fitato,
conforme estudos realizados por Lazarte et al. (2015).
As amostras de laranja pêra, limão taiti e mistura foram avaliadas quanto ao
conteúdo de minerais bioacessíveis (Ca, Fe e Mg) pelos métodos de solubilidade e diálise. A
bioacessibilidade dessas amostras também foi realizada nas amostras cozidas de laranja, limão
e mistura a fim de avaliar o efeito do tratamento térmico na liberação de minerais.
Comparando os resultados obtidos nesse estudo com outros trabalhos observa-se
que os teores de minerais bioacessíveis (Ca, Fe e Mg) são próximos aos encontrados em outros
trabalhos. Assim, os teores de solubilidade de ferro variaram de 29,42 µg g-1 a 80,58 µg g-1, nas
amostras cruas e de 26,03 µg g-1 a 191,39 µg g-1 nas amostras cozidas. Já as concentrações de
ferro dialisado nas amostras cruas variaram de 19,17 µg g-1 a 38,04 µg g-1, e de 19,13 µg g-1 a
95,98 µg g-1 nas amostras cozidas, sendo a menor concentração atribuída a diálise da laranja
cozida e o maior valor atribuído a diálise do limão cozido. O limão cru apresentou os menores
percentuais de ferro dialisado com 5,59%, enquanto a mistura cozida apresentou os maiores
percentuais de ferro dialisado com 69,06%. Em amostras cruas o percentual de ferro solúvel
variou de 19,36% a 77,33%, enquanto nas amostras cozidas o teor de ferro solúvel variou de
52,80% a 68,42%. O maior percentual de ferro solúvel foi encontrado na mistura crua (77,33%)
e o menor percentual no limão cozido (19,36%). Assim, o simples cozimento dos resíduos em
água melhorou a fração dialisável de ferro.
75
Alimentos cárneos são considerados fontes de ferro, assim refeições contendo
frango, conforme estudos realizados por Cámara et al. (2005), apresentaram 55,1 a 53,8% de
ferro solúvel e 5,12 a 8,29% de ferro dialisável. Assim, os dados obtidos para os percentuais de
solubilidade e diálise de resíduos cítricos indicam que o Fe possui boas possibilidades de ser
aproveitado pelo organismo. O ferro é um dos minerais mais importantes para a manutenção da
saúde e sua deficiência continua como um dos maiores problemas de saúde pública, portanto
os resíduos de citrus estudados além de possuírem alta concentração do elemento, apresentam
Fe na forma bioacessível.
Em relação ao cálcio, o percentual do mineral solúvel foi de 33,34% a 40,16% nas
amostras cruas, nas amostras cozidas a variação de cálcio solúvel foi de 38,99% a 55,50%.
Quando cozidas as amostras apresentaram aumento na solubilidade de cálcio, exceto para a
amostra da mistura. O percentual de cálcio dialisado nas amostras cruas foi de 19,32% a
26,13%, enquanto nas amostras cozidas foi observada diminuição da fração de cálcio dialisado,
diminuindo o percentual para 14,71% a 21,44%, assim o cozimento apresentou diminuição
significativa no teor de cálcio dialisado nas amostras. Dessa forma o cozimento não foi eficiente
para aumentar a disponibilidade desse elemento.
Os valores de cálcio solúvel (33,34%-60,66%) e dialisado (14,71%-26,13%)
encontrados em resíduos de citrus foram próximos aos encontrados por Almaraj & Pius (2015)
em vegetais, onde a fração de cálcio solúvel variou de 21 a 69,9% e de 14,8 a 32,7% para cálcio
dialisado. Almaraj & Pius (2015) também observaram que o cozimento não aumentou
significativamente as porcentagens de solubilidade e diálise de cálcio em vegetais e as baixas
porcentagens de solubilidade e diálise foram atribuídas a compostos como fitatos, oxalatos,
fibras e taninos. Os valores de solubilidade foram menores que os encontrados por Perales et
al. (2006) em leite de vaca, mas os valores de cálcio dialisado foram próximos.
Para o magnésio o cozimento apresentou aumento significativo nas frações solúvel
e dialisada para todas as amostras, exceto para a laranja cozida, onde o cozimento diminuiu o
teor de magnésio dialisado. O teor de Mg solúvel variou de 29,95% a 85,38% em amostras
cruas e de 63,10% a 94,20% em amostras cozidas, enquanto o teor de Mg dialisado variou de
46,29% a 54,08% em amostras cozidas e de 34,42% a 62,51% em amostras cozidas. As
porcentagens de solubilidade encontradas nos resíduos de frutas cítricas foram maiores que os
encontrados por Kafaoglu et al. (2016) que avaliaram a solubilidade gástrica e intestinal de
alguns alimentos e encontrou uma solubilidade total (gástrica+intestinal) de Mg em caju de
17,5%, 19% em nozes e 27,2% em grão de bico. Os valores de Mg dialisado em resíduo de
76
citrus foram menores que os encontrados por Stelmach e colaboradores (2016) em cafés
instantâneos onde o percentual de magnésio bioacessível variou de 67,5% a 85,9%.
Os valores de minerais solúveis e dialisados podem variar não somente devido ao
tipo de alimento, mas também podem variar devido as variações entre os métodos de
solubilidade e diálise, a presença de compostos considerados antinutricionais como fitatos,
oxalatos, fibras,dentre outros fatores (Amalraj & Pius, 2015; Kafaoglu et al., 2016).
A análise exploratória dos dados permitiu que fossem observadas as amostras com
maiores teores de minerais bioacessíveis. Foram escolhidas as duas primeiras componentes
principais que explicaram uma variância total de 73,47%, assim o PCA permitiu a separação
das amostras em 3 grupos: laranjas, limões e mistura. Assim, no gráfico de loadings observou-
se que a mistura possui os maiores teores de Mg dialisado, fibras insolúveis e proteínas, estando
assim distribuída próximo a região desses elementos no gráfico de loadings. Para o limão as
variáveis correspondentes aos teores de Fe solúvel, Fe total, Fe dialisado, Ca dialisado, cinzas,
fibras solúveis, fibras totais e umidade tiveram maior influência. E para a laranja as variáveis
de maior influência foram os teores de Mg solúvel, Mg total, Ca solúvel, lipídios e carboidratos.
Resumidamente, a PCA mostrou que o limão pode fornecer boas quantidades de Ca e Fe
bioacessível entre as amostras estudadas. Que a laranja pode fornecer Ca e Mg solúvel e que a
mistura é a que contém mais fibras insolúveis e Mg dialisado.
77
CONCLUSÃO GERAL
Quanto ao método analítico otimizado e validado conclui-se que o preparo da
amostra com uso de ácido nítrico e peróxido de hidrogênio por via úmida e a maior massa de
amostra foram as melhores condições para análise de Ca, Fe, Mg e Zn em resíduos de citrus. O
método validado atendeu às demandas analíticas para avaliação de cada mineral (cálcio, ferro,
zinco e magnésio) quanto aos requisitos de linearidade, precisão, limite de detecção e
quantificação, sendo considerado adequado para a análise desses minerais em amostras de
diferentes resíduos secos de frutas cítricas.
Os resíduos de cítricos apresentaram altas concentrações de Ca, Fe e Mg, podendo
ser considerados fontes desses nutrientes, contendo ainda valores satisfatórios de Zn. A análise
exploratória de dados mostrou que apesar de existirem diferenças na composição de minerais
das amostras de diferentes safras, não há uma separação entre laranjas, limões e mistura quanto
a composição dos mesmos.
A avaliação da composição centesimal mostrou que as amostras de limão taiti,
laranja pêra e mistura possuem semelhanças quanto a sua composição e possuem características
que possibilitam o uso do resíduo em outros alimentos.
A bioacessibilidade em amostras de resíduos de citrus determinada nos parâmetros
de solubilidade e diálise, mostrou que as porcentagens de ferro e magnésio dialisáveis são altas,
sendo as porcentagens de cálcio dialisável menores. A análise de componentes principais
permitiu a separação dos diferentes tipos de citrus (laranjas, limões e misturas) sem separar as
amostras em cruas e cozidas, demonstrando que na laranja o mineral mais bioacessível é o Mg
solúvel, na mistura encontra-se a maior parte do Mg dialisado e no limão encontram-se as
maiores concentrações de Fe solúvel e Fe dialisado e Ca dialisado.
O cozimento influenciou a bioacessibilidade de minerais nas amostras, foi eficiente
para o ferro e magnésio, uma vez que aumentou os percentuais de diálise desses minerais, no
entanto diminuiu os teores de cálcio dialisado, não sendo adequado para esse mineral. Os testes
de bioacessibilidade de Ca, Fe e Mg em resíduos de cítricos mostraram que a disponibilidade
dos minerais varia conforme o mineral e o tipo de fruta cítrica, e que os teores de minerais
solúveis e dialisados possuem valores próximos aos encontrados em outros alimentos,
apresentando teores de ferro, cálcio e magnésio bioacessíveis para a absorção.
Por um lado, Fe e Ca estão entre os minerais mais importantes para a manutenção
da saúde e sua deficiência encontra-se entre os maiores problemas de saúde pública no mundo.
78
O magnésio também participa de importantes processos no organismo humano e a carência
desse nutriente é relevante. Por outro lado, os resíduos de citrus são utilizados principalmente
como ração animal. Os dados obtidos neste trabalho sobre a caracterização dos componentes
majoritários, teores de Ca, Fe, Zn e Mg e sua distribuição de forma relativamente homogênea
nos diferentes resíduos avaliados, bem como as porcentagens de solubilidade e diálise de Ca,
Fe e Mg apontam para uma possível utilização do resíduo como ingrediente em diversas
formulações de alimentos, o que além de conferir maior valor ao produto, apresenta alto
potencial nutritivo, principalmente para a incorporação de minerais à dieta humana.
79
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88
APÊNDICE A
Tabela. Análise dos efeitos para a resposta concentração de cálcio.
Fatores Efeitos Erro
padrão t(6) p-valor
Média 6731,91 32,89423 204,6532 0,000000
Massa 305,00 77,14381 3,9537 0,007506
Volume 304,00 77,14381 3,9407 0,007619
Massa x volume 59,00 77,14381 0,7648 0,473385
Tabela. Análise dos efeitos para a concentração de ferro.
Fatores Efeito Erro
padrão t(6) p-valor
Média 37,94727 0,342895 110,6674 0,000000
Massa -1,59500 0,804159 -1,9834 0,094572
Volume -1,10500 0,804159 -1,3741 0,218530
Massa x volume -1,80500 0,804159 -2,2446 0,065931
Tabela. Análise dos efeitos para a concentração de zinco.
Fatores Efeitos Erro
padrão t(6) p-valor
Média 7,03500 0,400760 17,55416 0,000002
Massa 0,64275 0,939865 0,68388 0,519578
Volume -3,03025 0,939865 -3,22413 0,018043
Massa x volume 1,87525 0,939865 1,99523 0,093039
Tabela. Análise dos efeitos para a resposta concentração de magnésio.
Fatores Efeito Erro
padrão t(6) p-valor
Média 943,7364 4,62817 203,9114 0,000000
Massa -68,9000 10,85402 -6,3479 0,000716
Volume 25,7500 10,85402 2,3724 0,055340
Massa x volume -9,8000 10,85402 -0,9029 0,401376
89
APÊNDICE B
Figura. Curvas analíticas e equações de regressão para determinação de cálcio, ferro, zinco e
magnésio.
90
APÊNDICE C
Figura. Gráficos de resíduos para os elementos ferro, cálcio, magnésio e zinco.
91
APÊNDICE D
Tabela. Determinação de ferro, cálcio, magnésio e zinco para avaliação da repetitividade.
Concentração média (µg g-1)
Repetições Cálcio Ferro Magnésio Zinco
1 6968 36,76 891,7 7,445
2 6941 37,29 893,4 8,155
3 6619 38 984,4 7,447
4 6529 35,61 896 7,615
5 6585 39,34 892,1 7,716
6 6438 41 880,8 7,73
7 6462 38,26 894,2 7,366
Média 6648,86 38,04 904,66 7,64
Desvio padrão 202,10 1,76 35,51 0,27
Coeficiente de variação (%) 3,04 4,63 3,92 3,50
Coeficiente de variação AOAC (%) 2,12 4,60 2,86 5,86
92
APÊNDICE E
Tabela. Análise de variância para avaliação da precisão intermediária para análise de Ca, Fe,
Mg e Zn em bagaço de citrus (mistura).
Mineral Fonte da
variação SQ gl MQ F p-valor F crítico
Entre dias 98192,67 2 49096,33 1,05 0,37 3,55
Cálcio No mesmo dia 838523,14 18 46584,62
Total 936715,81 20
Entre dias 14,42 2 7,21 1,69 0,22 3,68
Ferro No mesmo dia 63,99 15 4,27
Total 78,42 17
Entre dias 1011,03 2 505,52 0,94 0,41 3,68
Magnésio No mesmo dia 8045,26 15 536,35
Total 9056,30 17
Entre dias 0,29 2 0,14 3,22 0,06 3,55
Zinco No mesmo dia 0,80 18 0,04
Total 1,08 20
SQ = soma dos quadrados, gl = graus de liberdade, MQ = média da soma dos quadrados
93
APÊNDICE F
Tabela. Avaliação da recuperação nas amostras.
Mineral Concentração
inicial (mg L-1)*
Concentração
adicionada (mg L-1)
Concentração na amostra
fortificada (mg L-1)*
Recuperação
(%)*
Ferro 38,04 20,00 59,23 105,93
38,03 40,00 74,64 91,50
Zinco 7,64 3,75 11,36 99,40
7,64 7,50 14,60 92,85
Cálcio 6648,86 1666,60 8238,00 95,35
Magnésio 904,66 1666,60 2886,00 99,78
*valores médios.
