ÁREA: Alimentos
TÍTULO: AVALIAÇÃO DA PERDA DE FICOCIANINA NA SECAGEM DE Spirulina platensis EM CAMADA DELGADA COM CONDIÇÕES CONTROLADAS DO AR
AUTORES: Rodrigues, M.C.K. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG)) ; Rocha, S.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG)) ; Costa, B.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG)) ; Pinto, L.A.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG))
RESUMO: O objetivo deste trabalho foi definir a condição mais adequada para a secagem de
Spirulina platensis com condições controladas do ar, avaliando as
características do produto final quanto ao conteúdo de ficocianina. A microalga
utilizada foi a Spirulina LEB-18. Os experimentos foram realizados em
secador de bandeja que utiliza um sistema indireto de refrigeração para remover
o vapor d’água do ar. Os efeitos da temperatura do ar de secagem (30 e 50°C) e
da espessura da bandeja (1 e 5 mm) foram estudados através de um planejamento
experimental 22 tendo como resposta o conteúdo de ficocianina. A melhor
condição de operação foi no experimento que utilizou temperatura do ar de secagem
de 50°C e espessura da bandeja de 5 mm.
PALAVRAS CHAVES: Desidratação; microalga; secagem convectiva
INTRODUÇÃO: As algas representam a terceira parte da biomassa terrestre, e estão sendo
identificadas como fonte de alimentos, produtos farmacêuticos, bioquímicos e
fertilizantes. Possuem uma vasta quantidade de pigmentos, incluindo
carotenóides, clorofila e ficobiliproteínas (HENRIKSON, 1994). A Spirulina
platensis é uma excelente fonte de ficocianina, sendo que a fração protéica
pode conter até 20% de ficocianina (VONSHAK, 1997). Além de sua importância como
corante natural, estudos têm demonstrado que a ficocianina possui algumas
propriedades terapêuticas. Entre essas propriedades está a atividade
antioxidante, visto que é capaz de seqüestrar radical hidróxido e alcóxido.
Estudos demonstraram que a ficocianina possui 20 vezes mais atividade
antioxidante que o ácido ascórbico, e tem sido também utilizada como
antiinflamatória e hepato-protetora (SANTIAGO-SANTOS et al., 2004).
A desidratação é um dos métodos amplamente utilizados para a preservação de
microalgas. No entanto, é sabido que, microalgas são geralmente difíceis de
desidratar em ar quente, devido à seu alto teor de água, o que implica longos
tempos de secagem, levando posteriormente a sérias mudanças estruturais e
inevitável perda de nutrientes. Uma alternativa é o uso da secagem com condições
controladas do ar, pois a mesma utiliza um sistema de refrigeração acoplado ao
secador que é responsável pela manutenção da baixa pressão parcial de vapor do
ar no interior do equipamento, diminuindo, assim, o tempo de operação.
Este trabalho teve como objetivo definir a condição mais adequada para a secagem
de Spirulina platensis em camada delgada com condições controladas do ar,
avaliando as características do produto final quanto ao conteúdo de ficocianina.
MATERIAL E MÉTODOS: A microalga utilizada na secagem foi a Spirulina platensis LEB-18 (MORAES
e COSTA). Esta foi cedida pelo Laboratório de Engenharia Bioquímica da FURG e
produzida na unidade piloto de Santa Vitória do Palmar – RS.
Os experimentos foram realizados em secador de bandeja com escoamento do ar
paralelo ao leito de sólidos. Este funciona em circuito fechado e utiliza um
sistema indireto de refrigeração para remover o vapor d’água do ar. A umidade
absoluta e a velocidade do ar foram constante em 0,0015±0,0002 kg kg ar
seco-1 e 2 m s-1, respectivamente. Foram utilizadas
bandejas de aço carbono zincado (14,5 cm de comprimento e 14,5 cm de largura) de
tela expandida (mesh 10). Todos os experimentos foram realizados em duplicata.
Os efeitos da temperatura do ar de secagem e da espessura da bandeja foram
estudados através de um planejamento experimental 22 tendo como
resposta o conteúdo de ficocianina. Os valores das variáveis independentes
(fatores) foram de 30 e 50°C para a temperatura do ar e de 1 e 5 mm para a
espessura da bandeja. Os níveis codificados destes valores, para ambos os
fatores, foram representados por (-1) e (1), respectivamente. Os resultados
foram analisados utilizando o programa Statistica 7.0 (StatSoft Inc., USA).
Os ensaios de umidade foram determinados segundo AOAC, 1995. A extração da
ficocianina foi realizada utilizando água como solvente na proporção de 0,16 g
de biomassa em pó para 1 mL de água (MORAES et al., 2010). O conteúdo de
ficocianina foi calculado segundo Bennett e Bogorad (1973).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Spirulina in natura apresentou um teor de umidade de 83,4±0,2% (base
úmida). Os valores das respostas da matriz do planejamento experimental para o
conteúdo de ficocianina das amostras secas e in natura estão apresentados
na Tabela 1.
Pode-se observar na Tabela 1 que o conteúdo de ficocianina foi influenciado pela
temperatura do ar de secagem e pela espessura da bandeja, uma vez que todos os
valores encontrados para as amostras desidratadas foram inferiores ao valor do
conteúdo de ficocianina presente na Spirulina in natura. Este fato também
foi evidenciado através da análise estatística dos resultados, pois os fatores
estudados (temperatura e espessura) e suas interações foram significativos ao
nível de 95% (p<0,05). A Figura 1 representa a análise dos efeitos principais na
resposta ficocianina.
Através da Figura 1, pode-se observar que a utilização de maior temperatura do
ar de secagem na mesma espessura da bandeja propiciou menor perda de ficocianina
durante a operação. Os experimentos de 30°C com 1 e 5 mm não foram diferentes
significativamente (p>0,05), logo, a espessura da bandeja, neste caso, não
influenciou o conteúdo de ficocianina. Isto ocorreu, pois a degradação da
ficocianina depende do estado de agregação da proteína, que é influenciada não
somente pela temperatura, mas também, pela luz e concentração de proteínas
(SARADA et al., 1999).
Desta forma, a melhor condição de operação, ou seja, o experimento que
apresentou menor perda de ficocianina foi o que utilizou temperatura do ar de
secagem de 50°C e espessura da bandeja de 5 mm. Neste caso, o percentual de
degradação em relação à amostra in natura foi de, aproximadamente, 9%.
Tabela 1
Valores da resposta da matriz do planejamento
experimental utilizado na secagem de Spirulina
platensis.
Figura 1
Gráfico dos efeitos principais da secagem de
Spirulina platensis em camada delgada com condições
controladas do ar.
CONCLUSÕES: A Spirulina in natura apresentou conteúdo de ficocianina de 4,12±0,03 mg mL-1. O
conteúdo de ficocianina foi influenciado pela temperatura do ar de secagem e pela
espessura da bandeja, uma vez que todos os valores encontrados para as amostras
desidratadas foram inferiores ao valor do conteúdo de ficocianina presente na
Spirulina in natura. A melhor condição de operação, ou seja, o experimento com
menor perda de ficocianina (9%) foi o que utilizou temperatura do ar de secagem de
50°C e espessura da bandeja de 5 mm.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a Furg e a Capes pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS (AOAC). 1995. Official Methods of Analysis. 14th end, v. 1.
BENNETT, A.; BOGORAD, L. 1973. Complimentary chromatic adaptation in a filamentous blue-green alga. Journal of Cell Biology, 58: 419-435.
HENRIKSON, R. 1994. Microalga Spirulina superalimento del futuro. Ediciones Urano.
MORAES, C. C.; BURKERT, J. F. M.; KALIL, S. J. 2010. C-phycocyanin extraction process for large-scale use. Journal of Food Biochemistry, 34: 133–148.
MORAIS, M. G., COSTA, J. A. V. 2007. Carbon dioxide biofixation with Chlorella kessleri, C. vulgaris, Scenedesmus obliquus and Spirulina sp. cultivated in flasks andvertical tubular photobioreactors. Biotechnology Letters, 29: 1349–1352.
SANTIAGO-SANTOS, M.; PONCE-NOYOLA, T.; OLVERA-RAMÍREZ, R.; ORTEGA-LOPEZ, J.; CAÑIZARES-VILLANUEVA, R.O. 2004. Extraction and purifcation of phycocyanin from Calothrix sp. Process Biochemistry, 39: 2047-2052.
SARADA, R.; PILLAI, M. G.; RAVISHANHAR, G. A. 1999. Phycocyanin from Spirulina sp: influence of processing of biomass on phycocyanin yield, analysis of efficacy of extraction methods and stability studies on phycocyanin. Process Biochemistry, 34: 795–801.
VONSHAK, A. 1997. Spirulina platensis (Arthrospira). Physiology, Cell Biology and Biotechnology. London: Taylor & Francis.
