Revestimentos comestíveis na pós-colheita de laranjas

Resumo

Atualmente,há uma enorme utilização de agrotóxicos para conservação de frutos, o que causa inúmeros malefícios, como contaminação de recurso hídricos,fauna e flora, além de doenças como o câncer. Pelas estimativas da Fiocruz  ( 2018), apenas em 2017, 700 mil pessoas podem ter sido vítimas diretas dos agrotóxicos no Brasil. Então, resolvemos testar produtos naturais que pudessem servir de proteção em frutos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial protetor de diferentes revestimentos naturais como a quitosana ( extraída do cefalotórax do camarão, que é descartado indevidamente) e a cera de abelha em laranjas agroecológicas. Para isso, realizaram-se os seguintes tratamentos: testemunha ( sem nenhuma aplicação), água destilada, quitosana 0,5%, solução de cera de abelha 4% e solução de quitosana 0,5% + solução de cera de abelha 4%. Montou-se 5 tratamentos com 5 réplicas cada utilizando 5 frutos por repetição, totalizando 150 laranjas com casca. As análises foram realizadas a cada 10 dias e os parâmetros avaliados foram: sólidos solúveis totais (SST), açúcar, acidez e massa fresca. Os dados obtidos foram submetidos á análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05%). Conclui-se que a quitosana associada a cera de abelha pode ser utilizada como membrana protetora de frutos, pois os dados estatísticos mostram que a melhor aparência  ocorreu quando consorciou-se esses dois elementos. Assim, podendo substituir o uso de agrotóxicos e evitar o descarte do cefalotórax dos camarões.

 

Palavras-chave: Laranja. Pós- colheita. Quitosana. Cera de abelha. Biofilme. Agrotóxicos.

 

 

 

Pergunta / proposta

·         Solução de quitosana 0,5% pode ser utilizada como película comestível em laranjas agroecológicas;

·         Existe a possibilidade de associar a solução de cera de abelha 4% com a solução de quitosana 0,5% e formar uma solução especial que possa fornecer uma maior durabilidade dos frutos;

·         É possível substituir o uso de agrotóxicos pelo uso das soluções desenvolvidas,assim evitando os malefícios que esses defensivos químicos causam,bem como a poluição provocada pelas carapaças de camarão?

Pesquisa

        Nos frutos cítricos, a qualidade dos frutos depende de fatores relacionados às suas condições intrínsecas e às manipulações que tenham sofrido. A qualidade dos frutos no momento da colheita representa sua “qualidade potencial”. A partir daí, tal qualidade poderá ser mantida ou deteriorada.

        As causas das perdas pós-colheita podem ser assim classificadas, de acordo com Chitarra e Chitarra (1990):

a) fisiológicas: perdas consideradas inevitáveis e decorrentes dos fatores endógenos;

b) mecânicas: ferimentos ou amassamentos ocorridos nos frutos que irão provocar aumento nas taxas de respiração e de transpiração, incrementando perdas fisiológicas;

c) microbiológicas: ataques por micro-organismos; no caso dos citros, fungos que atuam na pré e pós-colheita,também injúrias mecânicas e ataques de pragas aumentam a predisposição dos frutos aos micro-organismos.

        Acrescenta-se aos problemas da pós-colheita os relacionados com a aparência externa dos frutos, já que, para o consumidor, o aspecto do fruto tem um apelo fundamental na hora da sua escolha, sendo às vezes mais importante que suas características organolépticas (AZEVEDO, 2007).

       A Acidez Titulavel de um fruto se da através da presença de ácidos orgânicos. Conforme Brody (1996), o teor dos ácidos citados normalmente diminui durante o processo de maturação por causa da oxidação dos ácidos no ciclo dos ácidos tricarboxilicos devido à respiração, assim faz-se fundamental a síntese de lipídios, compostos fenólicos e aromas voláteis, como afirma Chitarra (2005). Logo, à variação do Teor de Acidez indica a etapa de maturação do fruto, já que esse teor diminui de acordo com o avanço da maturação.

      Os principais substratos da respiração são ácidos orgânicos, açucares e lipídeos que foram acumulados durante o desenvolvimento (TUCKER,1993). No decorrer da respiração estes substratos são oxidados em moléculas mais simples (CO2 e O2), com produção de energia e esqueleto carbônico que podem ser usados em reações de síntese. A energia liberada esta em duas formas: ATP e calor (WILLS et al.1998). Reações unidas com a respiração são responsáveis pela síntese de compostos como pigmentos, fito hormônios e compostos fenólicos (PURVIS, 1997). A respiração provoca modificações no fruto, levando ao apodrecimento (WILLS et al.,1981).

       Na indústria alimentícia, a quitosana oferece um amplo espectro de possíveis aplicações, como a formação de filmes biodegradáveis, a recuperação de subprodutos, a purificação de água, a clarificação de sucos de frutas, a encapsulação de aromas, a atuação como agente antioxidante, emulsificante e estabilizante, destacando-se sua eficácia quanto à preservação da qualidade microbiológica do alimento (CALVO, 1997). Desta forma, utilizar a quitosana é um bom recurso para evitar o espectro de possíveis problemas acima citados.

      Outro produto natural que vem ganhando mercado como opções para revestimentos naturais é a cera de abelha. Segundo Villadiego et al.,(2005) cera de abelha que forma uma proteção contra agentes externos e umidade, aumentando sua vida de prateleira.

      Segundo Cortez  et al, (2011)  o uso de ceras ou de emulsões de cera como cobertura superficial em  certos produtos perecíveis reduz a perda de umidade e retarda o enrugamento, bem como 
pode propiciar aparência lustrosa, o que é muito apreciado pelo consumidor 
(CHITARRA & CHITARRA, 2005).

 

Método / Testes

              A metodologia utilizada neste trabalho foi qual-quantitativa onde o conhecimento é objetivo e quantificável, de modo que o mesmo é obtido, em geral, por intermédio da realização de pesquisas científicas do tipo experimental. Nessa perspectiva, a realidade objetiva existencial concreta é estável, observável e mensurável. Dizemos isso, porque entendemos que:

 

[...] num estudo quantitativo o pesquisador conduz seu trabalho a partir de um plano estabelecido a priori, com hipóteses claramente especificadas e variáveis operacionalmente definidas. Preocupa-se com a mediação objetiva e a quantificação dos resultados. Busca a precisão, evitando distorções na etapa de análise e interpretação dos dados, garantindo assim uma margem de segurança em relação às inferências obtidas. (GODOY, 1995, p.58)

 

            Dessa forma, pode-se dizer que na abordagem quali-quantitativa de pesquisa científica, a explicação da realidade concreta somente é possível se for realizada por instrumentos padronizados, pretensamente neutros, assegurando, assim, generalizações com precisão e objetividade; objetividade essa que privilegie a busca de técnicas de controle sobre a natureza, mais do que seu conhecimento e compreensão.

            Vale ressaltar que além dos experimentos foram realizadas inúmeras pesquisas bibliográficas com objetivo de conhecimento prévio sobre o assunto e pesquisas que já foram desenvolvidas nesta área.

            O experimento foi desenvolvido no laboratório de Ciências do Colégio Gabriela Mistral e os tratamentos e controle foram dispostos a fim de comparar o resultado de um com o outro. O experimento foi organizado com testemunhas e tratamentos e as laranjas utilizadas foram todas inteiras e com casca.

            Foram realizados 6 tratamentos com 5 repetições totalizando 150 laranjas e todas as laranjas foram mantidas inteiras.

           O delineamento experimental foi em esquema fatorial (aplicação na laranja x dose de quitosana e solução de cera de abelha 4%) com cinco repetições e 5 laranjas por parcela experimental. Os tratamentos foram dispostos da seguinte forma:

T1 - Testemunha – Laranjas sem nenhuma aplicação

T2 – Água destilada

T3 – Solução de  Quitosana 0,5%

T4 – Solução de Cera de Abelha 4%

T5 – Soluções de Quitosana 0,5% + Cera de Abelha 4%

T6 - Cera de Abelha

 

Figura 1. Disposição das laranjas para o experimento no laboratório do Colégio

 

      Foram realizadas 4 análises ao longo do experimento e estas era feitas a cada 10 dias. As análises sobre a quantidade de açúcar (SST) foram realizadas com o refratômetro de Brix de campo e a acidez por meio da titulação das laranjas.

 

Figura 2 – João Pedro Silvestre Armani realizando um dos testes do projeto

 

Figura 3 – João Pedro Silvestre Armani realizando a titulação

 

       A partir dos dados coletados foi realizado um teste de comparação de médias e foi aplicado o Teste de Tukey, este teste indica em qual (is) tratamento (s) houve (ram) a diferença se ela existir. Após a realização da estatística, os dados foram inseridos em tabelas para melhor visualização.

 

Resultados

 

         As laranjas foram analisadas durante 4 semanas e verificou-se que na primeira semana (tabela 1) não houve diferença significativa entre os tratamentos para o teor de sólidos solúveis, enquanto que para a acidez titulável o tratamento 5 apresentou a maior média, entretanto, não diferiu significativamente dos tratamentos 3, 4 e 6. Ressalta-se que o teor de acidez elevada não é um fato desejável para laranjas, portanto, considera-se que os melhores resultados foram obtidos para os tratamentos 1 e 2.  Apesar da importância do teor de SS e da AT, destaca-se que o sabor dos frutos depende do equilíbrio entre esses dois parâmetros, e verificou-se que para a relação SS/AT que os melhores tratamentos foram o 1, 2 e 3, enquanto que a menor média foi observada para o tratamento 6.

        Com relação à aparência os valores observados foram bem discrepantes, com maior média para os tratamentos 1, 2 e 4 e menor média para o tratamento 6, inclusive, ressalta-se que o valor absoluto do T6 foi praticamente 20% da média observado para o tratamento 4. Esse resultado pode ter relação com o fato de que o T6 foi composto apenas de cera, o que pode ter prejudicado a aparência dos frutos.

        Aos 14 dias após a aplicação dos tratamentos verificou-se que os tratamentos 5 e 6 se destacaram no quesito sólidos solúveis sendo importantes compostos responsáveis pelo sabor e pela consequente aceitação por parte dos consumidores. Já para a acidez titulável, SS/AT e aparência, não houve diferença significativa entre os tratamentos.

 

      O tratamento 5 teve a maior média na variável sólidos solúveis e a maior massa ficou com o tratamento 6. Já nas variáveis aparência e acidez total não houve diferença significativa entre si.

 

     Na terceira semana de análise, verificou-se que a concentração de sólidos solúveis, acidez titulável e SS/AT  não teve diferença significativa entre os tratamentos. Já no quesito peso, verificou-se que o tratamento 6 teve a maior massa e na aparência o maior valor ficou com o tratamento 5.

 

 

       Não houve diferença significativa entre os sólidos solúveis, acidez titulável e a média das duas variáveis. Já a aparência ficou melhor para o tratamento 5 e a maior massa ficou com o tratamento 6.

      Na última semana de experimento verificou-se que o tratamento 2 teve a maior média de sólidos solúveis e o tratamento 6  a menor média. Quanto a acidez titulável e  SS/ AT não houve diferença significativa entre os tratamentos. Já para a massa, o tratamento 6 obteve a maior média entre os tratamentos. Referente à aparência, o tratamento que melhor se destacou foi o 5 mostrando que a associação da quitosana com a cera de abelha pode ser muito eficiente na durabilidade dos frutos.

 

 

      A aparência ficou melhor no tratamento 5 e maior massa ficou com o tratamento 6. Já a maior média para os sólidos solúveis ficou com o tratamento 2. Não houve diferença significativa entre a acidez titulável e SS/AT.

Em anexo, há o artigo cientifico,contendo além de outros tópicos, discussões sobre os resultados.

     

Conclusão

            Entre os tratamentos não houve diferença para acidez titulável e SST, porém quanto à aparência das laranjas houve diferença,no qual o tratamento de quitosana 0,5%+cera de abelha 4% obteve os melhores resultados, e já  que para o consumidor a aparência é um dos principais indicativos que o alimento possui boa qualidade e é seguro, os resultados são muito satisfatórios.As testemunhas e os tramentos de água destilada apodreceram antes mesmo do termino do experimento.

           Logo concluímos que a solução que desenvolvemos pode ser utilizada na conservação dos frutos e substituir com eficácia o uso de agrotóxicos que trazem tantos males e também evitar a contaminação do meio ambiente através das carapaças de camarão que são descartadas na natureza.

Sobre mim

         Me chamo João Pedro Silvestre Armani,tenho 15 anos e sou apaixonado por ciências devido ao fato de ela me possibilitar inúmeras descobertas  e enriquecer meu conhecimento.Desde meus  10 anos desenvolvo pesquisas e projetos para feiras de ciências com o intuito de levar conhecimento às pessoas e solucionar problemas pelos quais o mundo esta passando.Dentre as feiras de ciências das quais participei estão: 2 vezes da FEBRACE-USP(conseguindo o 4 ° Lugar em Ciências Biológicas),4 vezes da FECITEC-UFPR(sendo reconhecido com o 1 ° Lugar Geral na oitava edição e 2 ° Lugar do Ensino Fundamental II na quinta edição),uma  vez da Feira de Ciências do Litoral Paranaense-UFPR-LabMovel (conquistando o 1 ° Lugar em Inovação Cientifica),uma vez da MOSTRACLAK(adquirindo credenciais para participação na FEBRAT) e uma vez da FEBRAT-UFMG.

       Acredito que cada ideia é  uma solução para grandes problemas e temos que cada vez mais nos preocupar em acabar com estes impecilhos.Penso que seria importante meu projeto ganhar a Google Science Fair pois através deste titulo minha ideia seria levada ao mundo todo,assim informando as pessoas e conscientizando-as.Logo poderíamos,por meio de minha ideia,transformar o mundo em algo melhor,pois estaríamos substituindo o uso de agrotóxicos que provocam inúmeros danos para o meio ambiente(contaminação de recursos hídricos,fauna e flora) e para o ser humano,causando doenças,como e o caso do câncer,além de evitar a poluição da natureza através do descarte incorreto das carapaças de camarão.Meu sonho é que minha ideia possa ganhar o prêmio para que eu consiga produzir em grande escala e ajudar o mundo. 

 

 

Saúde e segurança

       A primeira etapa do projeto no qual utilizei laboratório foi quando desenvolvi as soluções que foram aplicadas nos frutos.Nesta primeira parte,metade fiz no Laboratorio de Catálise e Produção de Biocombustíveis(LABPROBIO)da UFPR-Setor Palotina e a outra metade realizei no Laboratório do colégio onde estudo, o Colégio Gabriela Mistral.

      Quando utilizei o  LABPROBIO,fiz o preparo da solução de quitosana 0,5%,para que no dia de aplicação nos frutos pudesse combinar essas com soluções de cera de abelha(já que essas endurecem instantaneamente,logo tive que prepará-las no instante de aplicação nos alimentos ).Então, no dia que fui preparar os produtos,a Professora Mabel Arantes me orientou e lá realizamos todos os procedimentos de segurança.Utilizamos guarda- pó, calças compridas,sapatos fechados,luvas e óculos de proteção em todo tempo que ficamos dentro do laboratório,além de que utilizamos a capela para realizar o preparo dos produtos(dentro da capela,colocamos um mixer e nele depositamos o percentual de quitosana, água destilada e ácido acético e deixamos lá durante o período de 24 horas em temperatura ambiente).

      A segunda etapa foi quando utilizamos o laboratório do colégio onde estudo,que foi realizada no dia de inserção do experimento.Neste dia,utilizando material de segurança como, guarda-pó ,calças compridas,sapatos fechados,luvas e óculos de proteção fizemos a parte final de preparo das soluções,onde fizemos as combinações de quitosana + cera de abelha,além dos demais tratamentos.Nesta segunda etapa de preparo das soluções,realizei os procedimentos com a supervisão de minha coordenadora Carlise Debastiani e do Professor Alessandro Sato da UFPR-Setor Palotina,que me auxiliou na montagem do experimento.

Bibliografia, referências e agradecimentos

                                                                REFERÊNCIAS

 

ARAUJO, V.R.Aplicação de revestimento comestível a base de quitosana em brócolis minimamente processado ( Trabalho de conclusão de curso).Campo Mourão, 2015.

 

ASSIS, O.B.G; BRITTO, D. Revisão: coberturas comestíveis protetoras em frutas: fundamentos e aplicações. Campinas, v. 17, n. 2, p. 87-97, 2014.

 

AZEVEDO V.V.C., CHAVES S.A., BEZERRA D.C., LIA FOOK M.V., COSTA A.C.F.M. Quitina e Quitosana: Aplicações como biomateriais. Rev. Eletron Mater Proces.; v.2, p.27-34, 2007.

 

CALVO P, REMUNAN-LOPEZ C, VILA-JATO JL, ALONSO MJ. Chitosan and chitosan/ethylene oxide-propylene oxide block copolymer nanoparticles as novel carriers for proteins and vaccines. Pharm Res.; v.14, p.1431-6, 1997.

 

CANELLA K.M.N.C., GARCIA R.B. Caracterização de quitosana por cromatografia de permeação em gel – influência do método de preparação e do solvente. Química Nova, v.24, p.13-7, 2001.

 

 

CHITARRA, M. I. F.; CHITARRA, A. B. Pós colheita de frutas e hortaliças: fisiologia e manuseio. 2. ed. Lavras: UFLA, 2005.

 

CORTEZ, F. J. C. (UFERSA) ; OLIVEIRA, T. A. (UFERSA) ; GÓIS, V. A. (UFERSA) PERDA DE MASSA DE MARACUJÁ REVESTIDO COM EMULSÕES DE CERA DE ABELHA, 51º CONGRESSO BRASILEIRO DE QUÍMICA, 2011.

 

GODOY, A. S. Introdução à pesquisa qualitativa e suas possibilidades. In: Revista de Administração de Empresas. São Paulo: EDUSP, v.35, n.2, p.57-63, 1995.

IAPAR. INSTITUTO AGRONÔMICO PARANAENSE. Disponível em: <http://www.iapar.br/2017/06/2178/Safra-de-laranja-deve-crescer-33-no-Parana.html> Acesso em:30/10/2017.

VILLADIEGO, A. M. D.; SOARES, N. F. F.; ANDRADE, N. J.; PUSCHMANN, R.; MINIM, V. P. R.; CRUZ, R. Filmes e Revestimentos comestíveis na conservação de produtos alimentícios. Ceres, Viçosa, v. 2, n. 300, p.221-243, jan. 2005. Disponível em: <http://www.ceres.ufv.br/ojs/index.php/ceres/article/view/3040/924>. Acesso em: 26 jul. 2016.

WATADA, A. E.; QI, L. Quality of fresh-cut produce. Postharvest Biology and Technology, Amsterdam, v. 15, n. 3, p.201-205, 1999.

 

 

 

                                                                    AGRADECIMENTOS

 

·         Agradecemos aos professores da Universidade Federal do Paraná, idealizadores da Fecitec – Feira de Ciências e Tecnologia em especial ao Carlos Coimbra e Bettina Ruppelt Pereira.

                                                 

·         Em especial aos Professores Alessandro Sato e Mabel Arantes da Universidade Federal do Paraná – Setor Palotina pelo auxílio na realização dos experimentos e confecção das soluções para os mesmos.

 

·         Aos pais por toda ajuda fornecida na confecção do experimento e pelo apoio incondicional;

 

·         À professora Carlise Debastiani (Coordenadora do Projeto),que sem cessar sempre esteve de meu lado,apoiando,tirando as dúvidas e ajudando a tornar meu projeto  mais científico, além de sempre estar à disposição para tudo que precisei;

·         À toda equipe do Colégio Gabriela Mistral que nos apoiou para a realização deste projeto.

 

·         Aos Orientadores Acadêmicos, Eduardo Luis Cupertino Ballester, Claudia Caramelo Brazão e Rafael Ortiz Kracizy, que com muita dedicação, nos atenderam durante a realização da Bolsa de Iniciação Cientifica Junior do CNPq.

                                                           INSTALAÇÕES

          Durante o período no qual realizei este projeto, utilizei de um laboratório de ciências do colégio onde estudo, o LABCATPROBIO(Laboratório de Catalise e Produção de Biocombustíveis da UFPR-Setor Palotina) e minha casa para começar a desenvolver as ideias do presente trabalho.

          Comecei  meus primeiros esboços em minha casa, e quando tive uma noção um pouco maior do que eu queria desenvolver, comecei a utilizar o laboratório de minha escola para realizar os primeiros testes, e devido ao fato de ser um laboratório de ensino médio, alguns matérias específicos não estavam disponíveis, então recorri à UFPR.

          Na Universidade Federal do Paraná –Setor Palotina, utilizei o LABCATPROBIO para produzir as substâncias que iriam ser aplicadas nos frutos, pois esse laboratório é bem completo e possui todos os matérias necessários para a confecção de meu experimento(como por exemplo mixer e capela).

         Toda a parte de criação eu desenvolvi, e para que ficasse um projeto mais cientifico e exato,contei com a ajuda de minha Orientadora,Carlise Debastiani.Para produzir as soluções no LABCATPROBIO,a Professora Mabel Arantes me supervisionou no preparo,fornecendo novas técnicas para a montagem do experimento no Colégio Gabriela Mistral,o Professor Alessandro Sato me auxiliou, dando dicas e ensinando técnicas.