Pectinas de casca de manga (Mangífera índica L.) cv. Ubá: Otimização da extração, caracterização físico-química e avaliação das propriedades espessantes e gelificantes

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo estudar a extração de pectina a partir da casca da manga cv. Ubá, utilizando diferentes agentes extratores, assim como caracterizar as pectinas extraídas quanto às suas características físicas, químicas e estruturais, e avaliar suas aplicações tecnológicas. Para o estudo de extração, três agentes extratores foram avaliados (ácido clorídrico, ácido cítrico e ácido oxálico-oxalato de amônio, AOOA). Utilizou-se um Delineamento Composto Central (DCC) com três variáveis independentes (temperatura, tempo e pH ou concentração), tendo como respostas o rendimento, grau de esterificação (DE), viscosidade e índice de escurecimento (IE). Os dados obtidos foram submetidos à análise de regressão para a obtenção dos modelos ajustados. As pectinas extraídas nas condições escolhidas, para cada agente extrator, foram caracterizadas e avaliadas quanto às suas propriedades espessantes e gelificantes. Para fins de comparação, avaliou-se também a pectina cítrica comercial de alto metoxil. Observou-se que o método de extração teve grande influência no rendimento, no DE e na capacidade espessante das pectinas. Dependendo do extrator e das condições empregadas, obteve-se um rendimento na faixa de 7,79-20,61 g.(100g)-1 de farinha da casca (base seca) e DE na faixa 32,3 a 94,8 %. Verificou-se que nas condições de maior rendimento, as pectinas mostram-se mais degradadas e com menor capacidade espessante, devido às condições mais severas de extração, indicando que o rendimento não deve ser levado em consideração isoladamente. A partir dos modelos ajustados, foram determinadas as condições adequadas de extração, considerando o rendimento, grau de esterificação e capacidade espessante das pectinas: ácido clorídrico (85 oC, pH 2,5, 45 min), ácido cítrico (80 oC, 0,6%, 60 min) e AOOA (0,25 % de oxalato de amônio, 80 oC, pH 4,6, 60 min). As pectinas extraídas nestas condições apresentaram teor de ácido galacturônico entre 63,5 e 70,9% (m/m), grau de metoxilação entre 64,2 e 69,8% e baixo grau de acetilação (0,9 a 1,1%). Arabinose (6,8 a 12,6%, m/m), galactose (9,9 a 13,5%, m/m) e glicose (3,7 a 10,5%, m/m) foram os açúcares preponderantes. Os valores de viscosidade intrínseca das pectinas da manga variaram de 4,1 dL g -1 (HCl) a 4,6 dL g-1 (AOOA), sendo de 3,0 dL g-1 para a pectina comercial. A partir dos ensaios reológicos, observou-se que as pectinas da manga, apresentaram maior poder espessante que a amostra comercial, sendo que esta característica foi maior para pectina extraída com AOOA. Por outro lado, verificou-se que as pectinas da manga apresentaram menor poder gelificante, quando comparadas à amostra comercial. Portanto, verificou-se que a pectina da casca da manga Ubá apresenta boa aplicabilidade tecnológica para a indústria alimentícia, especialmente como agente gelificante. Assim, o aproveitamento da casca da manga Ubá para a extração de pectina mostrou ser uma boa alternativa de aproveitamento para este resíduo.

This work aimed to study the extraction of pectin from Ubá mango peelsby applying different extraction methods, and using differentextractors agents, as well as to characterize the obtained pectins regarding their physical, chemical and structural properties. To study the extraction, three extractors were evaluated (hydrochloric acid, citric acid and oxalic acid-ammonium oxalate, OAAO). A Central Composite Design (CCD) with three independent variables (temperature, time and pH or concentration) was used for the experiments design. Response variables were extraction yield, degree of esterification (DE), viscosity and browning index (BI). The data were subjected to regression analysis to obtain the adjusted models. The pectins extracted under the conditions chosen for each extracting agent were characterized and evaluated for their gelling and thickening properties. The commercial citrus pectin of high methoxyl was also evaluated for comparison. It was found that the extraction method strongly influenced the variables extraction yield, degree of methoxylation and thickening capacity of pectins. According to the extracting agent used and the conditions employed, there was obtained extraction yields ranging from 7.79 to 20.61% of peel flour (dry basis) and DE ranging 32.3 to 94.8%. However, when adopting the conditions leading to of highest extraction yields, pectins were more degraded (hydrolysis of the polymer chain) and showed less thickening capacity, due to the more harschconditions of extraction. This indicates that extraction yield must not be assessed alone. From the adjusted models,suitable conditions for extractionwere determined taking into account the extraction yield, degree of esterification and thickening capacity of pectins: hydrochloric acid (85 ° pH 2.5, 45 min), citric acid (80 °C, C, 0.6%, 60 min) and OAAO (0.25% ammonium oxalate, 80 °C, pH 4.6, 60 min). Under these conditions, the mango pectins showed galacturonic acid content ranging from 63.5 to 70.9% (w/w), degree of methoxylation between 64.2 to 69.8% and low degree of acetylation, which ranged from 0.9 to 1.1%. The monosacaccharides arabinose (6,8 to 12,6%, w/w), galactose (9.9 to 13.5% w/w) and glucose (3.7 to 10.5%, w/w) were the most abundant ones. Intrinsic viscosity values solutionsof mango pectins ranged from 4.1 dL g-1 (HCl) to 4.6 dL g-1 (OAAO), whereas for commercial pectin it was about 3 dL g-1. This indicated that mango pectinsobtained in this work, especially those extracted with ammonium oxalate, showed more pronounced thickening capacitycompared to the commercial sample.It was also found that mango pectins had lower gelling capacity, compared to the commercial sample. The whole results pointed out that the studied mango peel pectins has good technological applicability in food industry, especially asthickener agents, contributing to valorize this material, which is often discarded as a waste during mango processing.