pmid: "37363088"
title: "Mitigação da adstringência dos frutos do caju."
authors: "Dheeraj, Srivastava A, Mishra A"
journal: "Environmental sustainability (Singapore)"
pubdate: "2023 May 31"
doi: "10.1007/s42398-023-00276-7"
source: "PMC Full Text"
Mitigação da adstringência dos frutos do caju.
Autores
Dheeraj, Srivastava A, Mishra A
Periodico
Environmental sustainability (Singapore) (2023 May 31)
Conteudo
Mitigação da adstringência dos frutos do pedúnculo do caju
O pedúnculo do caju é um pseudofruto tropical, com alto teor de fibras, alto valor nutricional e perfil composicional terapêutico. O consumo do pedúnculo do caju pode ajudar com diversos problemas relacionados à saúde, como obesidade, úlceras estomacais e gastrite. Ele até demonstrou efeitos antitumorais e anticarcinogênicos, e seus antioxidantes podem auxiliar na cicatrização de feridas. Apesar de tais benefícios, o pedúnculo do caju é frequentemente considerado resíduo gerado pelas indústrias de castanha de caju, uma vez que suas aplicações comerciais são restringidas pela adstringência e baixa capacidade de armazenamento. Essa adstringência se deve principalmente à presença de taninos; e a falta de uma estratégia adequada, eficiente e econômica de redução da adstringência é responsável pela geração significativa de resíduos.
Esta revisão compila informações sobre as causas da adstringência, bem como métodos de redução de taninos, como clarificação, tratamentos térmicos, microfiltração e fermentação. Esses métodos visam tanto apenas reduzir o teor de taninos quanto valorizar esse subproduto em um produto melhor e menos adstringente. Ambas as rotas ajudarão, eventualmente, na melhor utilização do referido resíduo alimentar orgânico, o que é fundamental para o desenvolvimento sustentável.
Os pedúnculos do cajueiro (também conhecidos como pseudofrutos) são produtos de arbustos e árvores tropicais/subtropicais nativos do Brasil, que foram introduzidos pela primeira vez em outras partes do mundo no século XVI. Eles são membros da família Anacardiaceae, onde mais de 400 espécies estão relacionadas ao gênero Anacardium. A própria palavra Anacardium tem origem grega, simbolizando a forma de “coração invertido” dos pseudofrutos do cajueiro (Oliveira et al.). As várias espécies de cajueiros são definidas por características diversas, onde uma pode ter até 40 m de altura (Anacardium giganteum), e algumas podem ser tão pequenas quanto 80 cm (Anacardium humile) (Oliveira et al.). No entanto, os pseudofrutos de caju mais comuns vêm da espécie Anacardium occidentale L. A produção economicamente significativa de pseudofrutos de caju geralmente começa com árvores de 8 anos. A melhor faixa de temperatura para seu crescimento é de 21 a 28 °C. Essas árvores são extremamente tolerantes à seca, permitindo que árvores jovens sobrevivam até cinco meses sem irrigação (Jeyavishnu et al.). O fruto “verdadeiro” do cajueiro é a castanha, que é uma amêndoa envolta em uma casca dura, crescendo na base de um fruto “pseudofruto” suculento e rico em carboidratos (pedúnculo ou pseudofruto do caju) conectado ao caule (Oliveira et al.). O peso de um pseudofruto de caju é 6 a 7 vezes maior que o da própria castanha. Na verdade, as castanhas representam apenas 10% do peso total do fruto. Sendo as castanhas um produto comercialmente importante, seu processamento gera uma quantidade considerável de resíduos ou subprodutos na forma de pseudofrutos de caju (Honorato et al.). Os pseudofrutos de caju são enriquecidos com açúcares (principalmente glicose e frutose) e outros nutrientes, incluindo vitaminas (B1, B2 e C), minerais como Ca e P, antioxidantes, ácidos orgânicos (acético, cítrico, tartárico, oxálico e fumárico), compostos bioativos como taninos e flavonóis (3-o-galactosídeo de quercetina, mricetina-3-o-ramnosídeo e quercetina 3-o-ramnosídeo) e fibras alimentares (Poornakala et al.; Adou et al.; Gordon et al.). O consumo de um pseudofruto de caju ou seu suco pode ajudar com muitas doenças, como disenteria crônica, desmineralização óssea, cãibra muscular, úlceras estomacais e gastrite (Preethi et al.). Possui propriedades anticarcinogênicas e antitumorais, e seus antioxidantes demonstraram efeitos anti-inflamatórios e cicatrizantes (Preethi et al.; da Silveira et al.).
Na natureza, as variedades de pedúnculo de caju estão presentes em várias cores, variando do amarelo ao vermelho. Os amarelos são ricos em ácido ascórbico e baixos em teor de taninos, enquanto o oposto é verdadeiro para os pedúnculos de caju vermelhos. Até os carotenoides são mais abundantes nos pedúnculos de caju vermelhos (Assunção e Mercadante). Seu suco tem de 6 a 8 vezes o teor de ácido ascórbico do suco de laranja e 12 vezes o teor de ácido ascórbico do suco de abacaxi (USDA). A composição físico-química do pedúnculo de caju depende muito das condições de cultivo, como clima, tipo de solo, geografia e grau de maturação (Sivagurunathan et al.; Gordon et al.). Portanto, variações na composição dos pedúnculos de caju em diferentes áreas são causadas por mudanças nas condições do solo, métodos agrícolas e parâmetros climáticos como temperatura e umidade (Egbekun e Otiri). Adou et al. analisaram a composição de variedades amarelas e vermelhas de pedúnculo de caju cultivadas na Costa do Marfim. Os resultados confirmaram que os pedúnculos de caju amarelos contêm mais ácido ascórbico do que os vermelhos. Uma quantidade ligeiramente maior de frutose também foi encontrada nas variedades amarelas. Figueroa-Valencia et al. examinaram variedades vermelhas e amarelas de pedúnculo de caju cultivadas no México. Seus dados mostraram a diferença nos teores fenólicos e na atividade antioxidante dessas variedades: os compostos fenólicos totais nas variedades vermelha e amarela foram encontrados em cerca de 159,75 ± 12,91 mg EAG/100 g de matéria seca e 151,9 ± 5,23 mg EAG/100 g de matéria seca, respectivamente; enquanto a atividade antioxidante foi de 77,65 ± 1 µmol Trolox/g de matéria seca e 56,53 ± 1,2 µmol Trolox/g de matéria seca, respectivamente.
A Tabela 1 mostra a composição básica dos pedúnculos de caju, onde a presença de uma alta proporção de ácido ascórbico e carboidratos revela seu potencial como uma fonte promissora de energia (ICAR). Enquanto isso, uma alta quantidade de umidade tem um impacto negativo na armazenabilidade. A Tabela 2 indica a composição química aproximada de algumas variedades indianas de pedúnculo de caju (Preethi et al.).
Uma composição geral dos pedúnculos de caju
Nº Parâmetros Teores 1. Umidade 86,1 g/100 g 2. Minerais (cinzas) 0,3 g/100 g 3. Fibras 0,6 g/100 g 4. Carboidratos 12,6 g/100 g 5. Cálcio 0,2 mg/100 g 6. Fósforo 19 mg/100 g 7. Ferro 0,4 mg/100 g 8. Vitamina B1 e B2 0,2 mg/100 g 9. Vitamina C (ácido ascórbico) 240 mg/100 g 10. Vitamina B3 (niacina) 0,5 mg/100 g
Composição de algumas variedades indianas de pedúnculo de caju que são populares em determinadas regiões
S. no Área (Nomes dos Estados) Nomes das Variedades Cor Açúcares Totais (~ %) Vit C (~ mg/100 g) Recuperação de Suco (~ %) 1. Maharashtra Dhana Amarelo 12 270 80 Vengurla-4 Laranja 10 341 82 Vengurla-2 Vermelho 8 332 85 2. Andhra Pradesh BPP-5 Amarelo Vermelho 9 300 86 BPP-3 Amarelo 8 316 86 BPP-6 Amarelo 11 211 84 3. Odisha BPP-8 Amarelo 10 275 86 Jagannath Verde amarelado 12 212 83 4. Karnataka Bhaskara Vermelho Amarelado 9 219 88 NRCC-2 Vermelho Amarelado 11 195 77 Chintamani-1 Vermelho Amarelado 9 210 71 Ullal-4 Amarelo 9 214 75 5. Kerala Priyanka Vermelho Amarelado 10 222 73 Kanaka Amarelo 10 338 85 6. Bengala Ocidental Jhargram-1 Amarelo 9 196 72 7. Goa Goa-1 Amarelo 13 189 76 Vengurla-2 Vermelho 8 332 85
Atualmente, cerca de 32 nações estão envolvidas na produção de pedúnculos de caju, sendo Costa do Marfim, Índia, Vietnã e Brasil os principais cultivadores (Rabelo et al.). O Vietnã classificou-se como o maior produtor e exportador mundial de castanhas de caju processadas em 2020 (VNA), enquanto a Índia ficou em segundo lugar em termos de produção de castanha de caju com casca (não processada) (NationMaster). A Índia também se classificou como o segundo maior exportador de castanhas de caju em 2019 (Tridge). No ano fiscal de 2019–20, a produção bruta de caju na Índia atingiu a marca de 742.000 toneladas, e o país também é o maior consumidor de amêndoas de caju (The Financial Express). A Tabela 3 fornece dados adicionais sobre os países com maior produção de castanhas de caju descascadas em 2020. Embora o objetivo principal do cultivo do cajueiro seja gerar receita por meio da comercialização e exportação de amêndoas, uma infinidade de produtos também pode ser fabricada a partir dos pedúnculos de caju. Eles podem ser utilizados na produção de sorvete (Dèdéhou et al.), vinagre, bebidas alcoólicas, produtos fermentados (Venkatesh et al.; Kuila et al.), bebidas carbonatadas, marmeladas, chutneys, geleias, doces, picles e outros produtos de valor agregado. Sendo rico em ácido ascórbico, o suco do pedúnculo de caju também pode ser usado para melhorar o perfil de vitamina C de produtos. Uma demonstração disso foi realizada por Abdulraheem et al., onde o pedúnculo de caju foi usado para fortificar uma bebida de malte à base de sorgo. Em vez de farinha de trigo, o pó de suco desidratado de pedúnculos de caju pode ser incorporado às formulações de biscoitos, o que pode melhorar o perfil nutricional do produto, especificamente o teor de fibras (Uchoa et al.). O suco do pedúnculo de caju também pode ser usado para sintetizar oligossacarídeos, atuando como substrato para Bactérias Ácido Lácticas, como Leuconostoc citreum B-742. Este micróbio produz dextranossacarase, dextrana (carboidratos prebióticos), juntamente com ácido lático (Rabelo et al.). Silveira et al. mostraram o potencial do suco do pedúnculo de caju para produzir ácido lático, empregando Lactobacillus casei B-442, e alcançaram rendimento de 95%.
Um breve dado da produção de castanhas de caju em 2020, obtido no site oficial da APEDA AgriExchange (Autoridade de Desenvolvimento de Exportação de Produtos Agrícolas e Processados)
S. no País (em ordem decrescente) Quantidade (∼ toneladas métricas) 1. Costa do Marfim (Côte d’Ivoire) 8.48.700 2. Índia 7.72.778 3. Vietnã 3.48.500 4. Burundi 3.00.910 5. Filipinas 2.55.910 6. Brasil 1.39.920
Apesar dessas aplicações potenciais, a utilização comercial desse subproduto ainda é restrita (Preethi et al.). Cerca de 90–95% do pedúnculo do caju é, na verdade, desperdiçado devido a duas causas principais: alta perecibilidade, levando a uma baixa vida útil; e adstringência (sabor acre), afetando a aceitabilidade do consumidor (Gawankar et al.). Outras barreiras incluem a alta suscetibilidade da fruta a danos físicos, a falta de técnicas eficientes de processamento e instalações de armazenamento, e a natureza sazonal da fruta (Bidaisee e Badrie; Mishra et al.). Esses obstáculos devem ser superados para limitar a produção de resíduos enquanto se colhem os benefícios de forma eficiente. Existe uma Estação de Pesquisa do Caju em Kerala (Índia), que é a primeira unidade licenciada do país a desenvolver tecnologias para a redução da adstringência em pedúnculos de caju e garantir sua disponibilidade na entressafra (Mathew et al.). Essas tecnologias dedicadas garantirão, eventualmente, a utilização eficiente dos pedúnculos de caju, ao mesmo tempo que reduzem a carga de resíduos alimentares orgânicos no meio ambiente (Srivastava et al.). Conforme resumido na Fig. 1, este artigo de revisão destacará algumas técnicas de mitigação da adstringência e o escopo futuro dessa área.
Esboço do processo de clarificação
Causa da adstringência
Conforme a Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), a exposição a substâncias como taninos, ácidos ou alúmen causa a contração ou enrugamento do epitélio, levando a sensações complexas, conhecidas como adstringência. Diversas pesquisas indicam que a adstringência é causada pela precipitação de proteínas salivares, especificamente proteínas ricas em prolina (PRPs) e glicoproteínas (como mucinas), por compostos adstringentes como polifenóis e ácidos (Lee et al.). No caso de frutas adstringentes, a precipitação das proteínas salivares é causada principalmente pela formação de complexos insolúveis entre as proteínas e os taninos (compostos polifenólicos adstringentes). Isso afeta ainda a lubrificação normal na superfície da boca, aumentando o atrito e causando a sensação tátil de 'adstringência' (Tezotto-Uliana et al.). Um exemplo de composto adstringente é o tanino condensado—proantocianidinas—formado pela polimerização de flavan-3-óis (catequinas) e flavon-2,4-diol (leucoantocianidinas); esse tanino condensado está presente na casca e na polpa dos pedúnculos de caju (Tezotto-Uliana et al.). Os pedúnculos de caju contêm ∼ 0,64 mg/100 g de taninos hidrolisáveis totais e 0,18 mg/100 g de taninos condensados (Ebere e Emelike). Os taninos hidrolisáveis são ainda categorizados como galotaninos e elagitaninos e, após sua hidrólise, formam-se os ácidos gálico e elágico, respectivamente; quanto maior o nível de galolilação desses taninos, maior sua afinidade para se ligar às proteínas salivares e causar adstringência (Soares et al.). Além dos polifenóis (∼ 35% de taninos), a adstringência nos pedúnculos de caju pode ser atribuída à presença de compostos oleosos não identificados (∼ 3%) na camada cerosa da casca (Talasila et al.). Embora a quantidade de tanino condensado na fruta diminua com a maturação, esses compostos adstringentes foram encontrados também em pedúnculos de caju totalmente maduros, indicando a necessidade de mitigação. Além de causar adstringência, os polifenóis podem ser oxidados com proteínas e carboidratos, pela enzima polifenol oxidase (PPO), para produzir melaninas, que podem afetar negativamente tanto o perfil nutricional quanto a palatabilidade do produto (Das e Arora). Além disso, os taninos também podem se ligar a proteínas e minerais, causando deficiência nutricional ao prejudicar a assimilação desses nutrientes no corpo (Preethi et al.). Assim, a redução de taninos melhoraria simultaneamente a palatabilidade e o valor nutricional dos pedúnculos de caju.
Métodos de redução da adstringência
Uso de agentes clarificantes
A clarificação é um método primário de redução da adstringência. No processamento de alimentos, o processo de ‘clarificar’ bebidas, como sucos de frutas e vegetais, visa remover completamente vários tipos de partículas grossas e suspensas (Mishra et al.). Basicamente, os agentes clarificantes podem se ligar a certas partículas, ou fazer com que essas partículas grudem umas nas outras através de íons carregados, o que torna as partículas alvo mais pesadas, forçando-as a se depositarem no fundo sob a influência da gravidade (Benitez e Lozano). Exemplos de agentes clarificantes incluem gelatina e bentonita, que podem coagular e precipitar taninos (Benitez e Lozano). Zoecklein classificou os agentes clarificantes de acordo com sua natureza: proteínas (como gelatina, caseína, cola de peixe); polissacarídeos (como ágar); materiais terrosos (como argila caulim); polímeros sintéticos como polivinilpirrolidona (PVPs); dióxidos de silício; outros produtos químicos, como quelantes de metais e enzimas como a tanase.
Esboço do processo de clarificação
Para clarificar o suco de caju, os agentes clarificantes são escolhidos com base em sua capacidade de reduzir o teor de taninos no produto final. Vários experimentos foram conduzidos para testar diversos agentes clarificantes, como amido de mandioca, amido de arroz, gelatina, PVPs e enzima tanase (Talasila et al.). A Figura 2 apresenta um esboço das etapas seguidas no processo de clarificação.
A eficiência de qualquer agente clarificante depende dos seguintes fatores principais:
A concentração do agente clarificante e sua composição
Características do tanino
Condições de pH e temperatura
Tempo de armazenamento
Quoc et al. investigaram a viabilidade do uso de uma combinação de agentes clarificantes. De acordo com suas descobertas, uma combinação de gelatina e resinas adsorventes XAD-16 teve melhor desempenho do que a gelatina isoladamente, e reduziu cerca de 99% do teor total de taninos. Isso melhorou o sabor do produto final, mas também foi observada uma perda de nutrientes em termos de vitamina C. Couri et al. concluíram por meio de seus experimentos que a enzima tanase é mais eficiente para reduzir o teor de taninos totais e hidrolisáveis em 46 e 88%, respectivamente, enquanto a gelatina é mais eficiente na redução do teor de proantocianidinas polifenólicas em 32%. Jayalekshmy e John analisaram comparativamente as eficiências de diferentes agentes clarificantes, como amido de mandioca, PVP, amido de arroz e gelatina em pó. Eles concluíram que o amido de mandioca é mais eficaz e possui maior potencial comercial. Talasila et al. usaram 2 g/l de amido de sagu, o que reduziu o teor de taninos em 42,85% e melhorou a clareza visual em até 94%. Foi relatado que a gelatina e o amido de mandioca são bastante ineficazes em concentrações mais baixas devido à falta de um número suficiente de sítios de atração, mas o oposto é verdadeiro com o sagu. Além disso, a integração da mesma metodologia com filtração estéril melhorou a clareza do suco em até 96% e reduziu os taninos em 41,75%. Dèdéhou et al. demonstraram as diferenças no comportamento de redução de taninos do amido de arroz e do amido de mandioca. Eles descobriram que, na dosagem de 6,2 ml/l, o amido de mandioca reduziu o teor de taninos em 34,2% em 300 min, com uma clareza visual de 93,75%; enquanto o amido de arroz, na dosagem de 10 ml/l, reduziu os taninos em 42% em 193 min, com 94,8% de clareza. Apesar dessas diferenças, ambos mostraram potencial como agentes clarificantes de baixo custo. De acordo com Das e Arora, qualitativamente, o suco recuperado após tratamentos à base de amido de mandioca, PVP e amido de arroz é quase semelhante, mas a taxa de recuperação do suco é ligeiramente maior no caso do amido de mandioca. Eles chegaram à conclusão de que a estrutura do amido desempenha um papel fundamental na floculação dos taninos. Prommajak et al. tentaram analisar uma condição ótima de redução de taninos usando gelatina como agente clarificante. Essas condições foram consideradas como o uso de 0,67% (p/v) de gelatina por 15 min. Dagadkhair et al. investigaram a eficiência de 3 materiais de baixo custo e de qualidade alimentar como agentes clarificantes: farelo de soja desengordurado, batata em pó seca e farinha de milheto (bajra).
Os resultados mostraram que o farelo de soja rico em proteínas foi o mais eficaz na redução de taninos (∼ 34% de redução), com uma melhor taxa de recuperação de suco. Ugwuoke et al. utilizaram pó de sementes de Moringa oleifera (acácia-branca), que reduziu o teor de taninos no suco de caju em ∼80%, sendo a concentração ótima do pó de sementes de 10 g/250 ml de suco. Abdullah et al. tentaram otimizar a eficiência da enzima tanase na redução de taninos na polpa misturada de maçãs de caju. Utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta (RSM), as condições ótimas do processo foram encontradas como sendo o uso de 0,079% de enzima tanase por 85 min (incubação), a 46 °C de temperatura. Por outro lado, o modelo de Rede Neural Artificial (RNA) propôs as condições ótimas como 0,085% de tanase por 89 min, a 39 °C. Usando o modelo RNA resultou em uma redução máxima de 68,85%. Recentemente, Danait-Nabar e Singhal publicaram o primeiro relatório sobre a modificação da enzima lacase por anidridos de ácido (anidridos succínicos de 2-octenila) e ácido ftálico. Essas enzimas modificadas foram então analisadas comparativamente para clarificação do suco de caju, e uma notável redução de polifenóis e taninos condensados foi relatada com a modificação baseada em anidrido de ácido.
Métodos térmicos
Além da clarificação, os tratamentos térmicos são um dos métodos mais eficazes para reduzir a adstringência. No entanto, a perda de compostos voláteis e termolábeis é uma barreira significativa para suas aplicações. Das e Arora explicaram que uma das razões para o funcionamento de técnicas como o vapor é que a maioria dos taninos está concentrada na casca da maçã do caju. Quando o vapor entra, ele degrada parcialmente esses compostos, resultando na redução da adstringência.
Ebere e Emelike compararam diferentes técnicas de processamento de suco de maçã do caju: tratamento com água quente (maçã do caju triturada foi imersa em água quente por 20 min); tratamento sob pressão (embalada em celofane e tratada em panela de pressão por 5 min, a 10–15 lb de pressão); pasteurização (em banho-maria por 15 min, a 80 °C); tratamento com gelatina (por 2 h); tratamento com sal (por 30 min); e tratamento com carbonato (com carbonato de sódio, por 6 h). Após esses tratamentos, o suco foi extraído e analisado para diferentes parâmetros. O tratamento com água quente resultou em uma redução máxima de taninos de 96%, levando a uma redução significativa da adstringência e a uma melhoria nos atributos sensoriais. A maior eficiência do tratamento com água quente foi seguida pelos tratamentos com sal, pressão e pasteurização, enquanto o tratamento com carbonato foi o menos eficaz em termos de redução de taninos. Das et al. compararam a eficácia de métodos de processamento térmicos e não térmicos: tratamentos com água quente, vapor e micro-ondas como métodos térmicos; e o uso de bio-coagulantes, na forma de pó de quiabo seco e pó de sementes de moringa, como método não térmico. O pó de quiabo provou ser o melhor em termos de redução de taninos, mantendo os atributos nutricionais e outros sensoriais. Eles concluíram que as condições ótimas obtidas por experimentações podem ser usadas como diretriz para aplicações industriais.
Microfiltração
A microfiltração é uma tecnologia física de membrana, que emprega membranas com tamanhos de poros variando de 0,1 a 10 μm (Prommajak et al.). A microfiltração, como todos os processos de membrana, é uma técnica impulsionada por pressão, que é benéfica para reter tanto as características sensoriais quanto os compostos sensíveis ao calor (como o ácido ascórbico ou vitamina C).
Abreu et al. trabalharam com suco de maçã de caju e descobriram que a filtração tangencial de 0.1 e 0.2 μm, a 30 °C, produziu os melhores resultados para reter o ácido ascórbico e eliminar os compostos fenólicos. Cianci et al. utilizaram um protocolo de 3 etapas—tratamento da polpa com enzimas (tanase/celulase); seguido de microfiltração do suco; e osmose reversa para concentrar o suco clarificado. Os resultados foram encorajadores e concluiu-se que a membrana de microfiltração removeu com sucesso os taninos. Aqui, o tratamento enzimático facilitou o fracionamento de polissacarídeos insolúveis e reduziu a viscosidade do suco (melhorando a eficiência do processo de microfiltração). de Andrade et al. mencionaram que a microfiltração pode reduzir até 97% do teor de taninos. Abdullah et al. integraram as técnicas de microfiltração e centrifugação, e utilizaram o algoritmo de Rede Neural Artificial para encontrar os parâmetros ótimos do processo. Essa combinação de técnicas não térmicas não apenas reduziu o teor de taninos em 88%, mas também preservou 87% do teor de ácido ascórbico, resultando em um produto livre de turbidez e altamente nutritivo.
Fermentação
A fermentação é um processo metabólico no qual substratos orgânicos (geralmente, carboidratos, como glicose e lactose) são degradados pela ação microbiana em ácidos orgânicos, etanol e CO2. Este é geralmente um processo anaeróbico, no entanto, alguns processos de fermentação, como o efeito Crabtree, podem ocorrer também aerobiamente. Durante séculos, a fermentação de alimentos tem sido usada para preservar alimentos, melhorar suas propriedades organolépticas e aumentar o perfil nutricional. Pela mesma razão, as maçãs de caju ou seu suco podem ser transformados em um produto funcional através da ação microbiana. Essa técnica não apenas reduz a adstringência, mas também valoriza as maçãs de caju.
Pereira et al. fermentaram suco de caju com uma bactéria láctica probiótica (LAB) — L. casei NRRL B-442. As condições ótimas de fermentação foram temperatura de 30 °C, pH inicial de 6,4 e período de fermentação de 16 h, com nível de inoculação de 7,48 log UFC/ml. O produto fermentado também foi monitorado durante o armazenamento refrigerado (4 °C) por 42 dias, e foi observado crescimento na contagem microbiana durante esse período. Este estudo comprovou a eficiência do suco de caju como uma bebida probiótica saudável. Medeiros et al. utilizaram bagaço de caju para uma fermentação em larga escala com Candida guilliermondii CCT-3544, para produzir etanol e xilitol. A produção máxima de ambos os produtos foi encontrada após 48 h de fermentação. Kaprasob et al. investigaram as mudanças nas propriedades físico-químicas e na adstringência do suco de caju após fermentação com a cepa Lactobacillus plantarum TISTR-543. A fermentação diminuiu os metabólitos relacionados à adstringência em termos de taninos hidrolisáveis ao longo de um período de fermentação de 72h; no entanto, houve um aumento em termos de taninos condensados. Também houve aumento de compostos voláteis desejáveis e fitoquímicos relacionados ao sabor, e uma quantidade notável de antioxidantes também foi encontrada presente.
Uso de vapores de etanol e CO2
Tratamento com vapores de etanol
Embora este método seja bastante incomum, um estudo de Tezotto-Uliana et al. demonstrou sua eficiência. A enzima álcool desidrogenase está naturalmente presente nas células, e quando os vapores de etanol chegam lá via absorção através da superfície da fruta, a enzima catalisa a reação reversa para converter etanol em acetaldeído. Além disso, essas moléculas de acetaldeído se polimerizam ou condensam com os taninos, tornando-os incapazes de reagir com as proteínas salivares e, assim, eliminando a adstringência. Seu estudo mostrou que a aplicação de vapores de etanol a 3,5 mL/kg de fruta por 12h reduziu eficientemente a adstringência. Doses mais altas de etanol podem causar fermentação e despigmentação, portanto, identificar a combinação ideal de dosagem e tempo de exposição é fundamental para preservar a qualidade pós-colheita dos pedúnculos de caju. Também foi concluído que o teor de taninos no produto final é determinado principalmente pela dosagem de vapores de etanol, em vez do tempo de exposição. Esta técnica é simples, de baixo custo e eficiente, indicando a necessidade de mais experimentações.
Um estudo de El-Wahab et al. informou que o tratamento com CO2 é potencialmente mais eficaz do que os tratamentos com ethrel e carbureto de cálcio em termos de redução da adstringência. Este experimento foi realizado em frutos de pera "Costata" para observar os efeitos de diferentes métodos de maturação na adstringência do produto final, onde o tratamento com CO2 levou à redução máxima de taninos, seguido pela maturação à base de ethrel e carbureto de cálcio. O mecanismo por trás do tratamento com CO2, conforme revisado por Monteiro et al., é o acúmulo de acetaldeído nos tecidos. A condição anaeróbica, causada pela presença de CO2, induz a produção de etanol e acetaldeído, e o acetaldeído então polimeriza com os taninos, reduzindo o efeito adstringente. De acordo com El-Wahab et al., expor os frutos a um ambiente com baixo teor de oxigênio e 95% de CO2 causa estresse oxidativo e acúmulo de Espécies Reativas de Oxigênio (ERO), o que aumenta a atividade de enzimas antioxidantes removedoras de ERO, como superóxido dismutase, catalase, peroxidase, etc. Além disso, após o tratamento com CO2, o teor total de fenóis também é significativamente reduzido. Cruz e Tipayno trabalharam com 40–80% de CO2, o que reduziu significativamente a adstringência. Eles descobriram que um tempo de exposição ideal de 48 h era suficiente para reter a firmeza, o teor de vitamina C e a acidez titulável das maçãs de caju, ao mesmo tempo que melhorava a vida útil e minimizava a perda de peso.
Existem algumas limitações com o tratamento com CO2 também, como a necessidade de uma câmara selada com temperatura e níveis de CO2 controlados para manter um ambiente anaeróbico. Novas técnicas de embalagem, embalagem em atmosfera modificada e embalagem a vácuo podem ajudar a lidar com esses problemas. Monteiro et al. relataram o potencial da embalagem a vácuo com embalagens de polietileno-poliamida para reduzir a adstringência em peras, mantendo simultaneamente a firmeza. Esta técnica não foi totalmente pesquisada com maçãs de caju, mas o potencial para redução da adstringência é claramente demonstrado pelos experimentos com frutos de pera, indicando um futuro promissor nesta área.
Cenário atual e perspectivas futuras
Ao discutir o cenário atual, é fundamental considerar a sustentabilidade ambiental, o que significa que devemos valorizar os subprodutos industriais (como os cajus) de forma ecologicamente correta. Como a maioria das técnicas de redução de adstringência depende do processo de clarificação, a escolha do agente clarificante é um fator chave. Os pesquisadores estão focados em otimizar bio-coagulantes, como amido de arroz, amido de mandioca, etc., para o mesmo propósito. A Tabela 4 resume as várias técnicas discutidas neste artigo. Por um lado, técnicas como clarificação, tratamentos térmicos, microfiltração e tratamentos com etanol/CO2 visam mitigar a adstringência dos cajus ou de seu suco, reduzindo o teor de taninos, enquanto técnicas como a fermentação visam na verdade transformar os cajus em um produto melhor e menos adstringente. Por exemplo, Adeoye e Lateef utilizaram fermentação fúngica (por uma cepa de Aspergillus niger) para produzir ácido cítrico a partir do suco de caju. O ácido cítrico resultante também foi utilizado como coagulante na produção de queijo de soja, e mostrou-se razoavelmente aceitável. É importante notar que ainda é importante ter um método eficaz de redução de taninos, pois a combinação desses métodos com a fermentação abre uma ampla gama de possibilidades para valorizar os cajus, o que reduzirá a carga de resíduos no meio ambiente.
Breve resumo dos vários métodos de redução de adstringência
Nº Métodos Eficiência Amigável ao meio ambiente Aplicabilidade comercial Desvantagens Exemplos
1. Clarificação Médio–Alto (>90%)(Depende dos fatores de clarificação) Depende da escolha do agente clarificante Os melhores agentes podem ser caros (exemplo—PVPs e tanase) Possibilidade de sabor residual em alguns casos Pode ser demorado Ecológico—Materiais de grau alimentício como Amido de Mandioca, Amido de Arroz e enzimasNão ecológico—PVPs
2. Tratamentos térmicos Alto Sim Alto potencial Perda de compostos termolábeis e voláteis Vaporização, branqueamento, pasteurização
3. Fermentação Alto Sim Alto potencial A redução de taninos é acompanhada pela transformação do suco de caju Em alguns casos, combinada com clarificação Probióticos, Bebidas fermentadas
4. Microfiltração Médio – Alto (até 80–90%) Pode levar a problemas de descarte de membranas O custo de troca de membranas limita as aplicações Entupimento da membrana Pode ser demorado Microfiltração de fluxo cruzadoMicrofiltração + TanaseMicrofiltração + Centrifugação
5. Tratamento com CO2 e tratamento com etanol Médio Precisa de mais experimentações
Além de encontrar bio-coagulantes eficientes, os cientistas também estão trabalhando na otimização de outros métodos para reduzir o teor de taninos. Um estudo recente utilizou resinas de troca iônica para empregar o mecanismo de adsorção na clarificação do suco de caju (Vidal et al.). A Tanex, uma resina básica microporosa, foi usada neste experimento, e a afinidade da resina por taninos condensados foi confirmada. Eles propuseram que o processo de leito fixo com resinas de troca iônica deve ser explorado como uma técnica alternativa para a produção de suco de caju clarificado. Dao et al. utilizaram um método térmico para reduzir o teor fenólico dos pedúnculos de caju, ao mesmo tempo em que os valorizavam como geleias. Este trabalho teve três etapas principais de processamento: branqueamento (tratamento térmico), osmótico e secagem. O tratamento térmico reduziu o teor total de taninos, e a produção posterior de geleia seca explorou a forma de agregar valor aos pedúnculos de caju. Semelhante a Abdullah et al. e Abdullah et al., Aniama () também utilizou algoritmos de inteligência artificial (IA) para encontrar um método ótimo de clarificação usando gelatina. O uso de tais algoritmos auxiliará no desenvolvimento de tecnologias de ponta. Para maior eficiência e otimização, uma combinação de tecnologias, como microfiltração + agentes clarificantes, também deve ser explorada.
A necessidade de redução de taninos foi discutida em termos de valorização do caju, mas mesmo esses compostos bioativos não devem ser considerados como 'resíduos'. Devemos considerar o valor de cada material/composto supostamente residual para alcançar o desenvolvimento sustentável. Patra et al. investigaram com sucesso as condições ideais para a extração assistida por micro-ondas de compostos bioativos do bagaço de caju, indicando que esses compostos podem ser posteriormente utilizados para fins medicinais. Wang et al. relataram que taninos naturais extraídos de frutas como o caju podem até atuar como compostos anti-SARS-CoV-2. Portanto, estudos futuros podem trabalhar na separação bem-sucedida de taninos do caju, a fim de utilizar ambos em seu verdadeiro potencial.
Conclusão
Foi relatado pela FAO que mais de 1,3 bilhão de toneladas de resíduos alimentares são gerados anualmente. O caju é um desses resíduos alimentares industriais que sobram em grandes quantidades após o processamento das castanhas. Utilizar esses subprodutos nutritivos é fundamental para reduzir o impacto ambiental dos resíduos orgânicos alimentares e avançar em direção ao desenvolvimento sustentável. Onde a natureza adstringente do caju é um problema crítico, técnicas de mitigação da adstringência estão disponíveis como remédio. Alguns dos métodos são abordados neste artigo, mas o uso de bio-coagulantes será um divisor de águas considerando o custo, a ecologia e a qualidade pós-processamento do produto. Além disso, o uso de inteligência artificial é o futuro para determinar os melhores parâmetros do processo, o que permitirá que o processo seja ecologicamente correto e adequado para aplicações industriais.
A Springer Nature permanece neutra em relação a reivindicações jurisdicionais em mapas publicados e afiliações institucionais.
Declarações
Conflito de interesses
O(s) autor(es) declara(m) não haver conflito de interesses.
Referências
Eficiência da enzima tanase para degradação de tanino do suco de caju: modelagem e otimização do processo usando rede neural artificial e metodologia de superfície de resposta
Microfiltração de fluxo cruzado por pressão acoplada à centrifugação para redução de tanino e clarificação do suco de caju: modelagem do declínio do fluxo de permeado e otimização dos parâmetros do processo
Propriedades físico-químicas do sorgo malteado como material para mucamalt utilizando extrato de suco de caju como fortificante de vitamina C
Aplicação da microfiltração de fluxo cruzado na produção de suco de caju clarificado por meio de membranas minerais
Valorização biotecnológica do suco de caju para produção de ácido cítrico por uma cepa local de Aspergillus niger LCFS 5
Perfil fenólico do suco de caju (Anacardium occidentale L.) de Yamoussoukro e Korhogo (Costa do Marfim)
Caracterização físico-química do suco de caju (Anacardium occidentale L.) de Yamoussoukro (Costa do Marfim)
O uso da inteligência artificial na melhoria da preservação e qualidade de bebidas de suco de caju para o desenvolvimento nacional
ASTM (1995) Definições padrão de termos relacionados à avaliação sensorial de materiais e produtos. In: Livro Anual de Padrões ASTM, ASTM International, EUA
Carotenoides e ácido ascórbico do caju (Anacardium occidentale L.): efeitos de variedade e geografia
Efeito da gelatina na turbidez do suco de maçã
Desidratação osmótica do caju (Anacardium occidentale L.): avaliação da qualidade de caju cristalizado
Clarificação e concentração do suco de caju por processos de membrana
Comparação da clarificação do suco de caju (Anacardium occidentale L.) com tanase e gelatina
Remoção da adstringência do receptáculo do caju (Anacardium occidentale L.) pela aplicação de dióxido de carbono
Potencial anti-inflamatório e cicatrizante do suco de caju (Anacardium occidentale L.) em camundongos
Remoção de taninos do suco de caju usando materiais de baixo custo de grau alimentício
Estudo da secagem de geleia de caju (Anacardium occidentale L.) no processamento
Modificação química da lacase usando anidridos ftálico e succínico 2-octenil: caracterização da enzima, estabilidade e seu potencial para clarificação do suco de caju
Tecnologia de processamento pós-colheita do caju—uma revisão
Efeito do processamento térmico e não térmico na redução da adstringência e retenção de nutrientes no fruto do caju e em seu suco
Mudanças no sabor do suco de caju após processo de microfiltração tangencial
Otimização do processo de clarificação do suco de caju (Anacardium occidentale L.) usando amido de mandioca e arroz
Efeito dos tratamentos no teor de tanino e avaliação da qualidade do suco de caju
Mudanças nos teores de ácido ascórbico em laranjas e pedúnculos de caju com a maturação
Comparação de diferentes métodos de maturação para remoção da adstringência em frutos de Caqui "Costata"
Propriedades antioxidantes de variedades vermelha e amarela de pedúnculo, castanha e casca de caju (Anacardium occidentale, L.) colhidos no México
Mudanças na composição fenólica, ácido ascórbico e capacidade antioxidante no pedúnculo de caju (Anacardium occidentale L.) durante o amadurecimento
Gawankar MS, Salvi BR, Pawar CD, Khanvilkar MH, Salvi SP, Dalvi NV, Malshe KV, Kadam DS, Saitwal YS, Haldankar PM (2018) Desenvolvimento de Tecnologia para Processamento do Pedúnculo de Caju na região de Konkan—uma revisão Advanced Agric Res & Technol J II (1):40–47. https://www.researchgate.net/publication/328096084_Technology_Development_For_Cashew_Apple_Processing_In_Konkan_Region-A_Review
Fermentação do suco do pedúnculo de caju para produção de produtos de alto valor agregado
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Sagu - um produto natural para clarificação do suco do pedúnculo de caju
Aumento da receita com produtos de alto valor agregado do Pedúnculo de Caju (Anacardium occidentale L.)—Enfrentando Desafios Globais
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Extração assistida por micro-ondas de compostos bioativos do bagaço do pedúnculo de caju (Anacardium occidenatale L.): modelagem e otimização do processo usando metodologia de superfície de resposta
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Vapor de etanol é eficiente para redução de compostos adstringentes no caju
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Efeito do pó de semente de Moringa oleifera na clareza, partículas coloidais e teores nutricionais do suco de caju
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Pectinase microbiana a partir de resíduos de frutas tropicais
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