Valorização de resíduos da indústria de Transformação de batata

Lurdes Cavaleiro, Margarida Gonçalves, Benilde Mendes. Valorização de resíduos da indústria de transformação de batata
VALORIZAÇÃO DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE TRANSFORMAÇÃO DE
BATATA
Lurdes Cavaleiro 1 , Margarida Gonçalves 2 , Benilde Mendes 3
Resumo
O resíduo resultante do descasque da batata é rico em amido mas, o seu teor de
água e de compostos fenólicos dificulta a sua utilização como aditivo alimentar. Neste
trabalho estudou-se o tratamento deste tipo de resíduos com solventes orgânicos
polares, a quente e a frio, de forma a remover parte dos compostos fenólicos e a maior
parte da água. Utilizou-se acetona, metanol e metanol acidificado tendo-se obtido
extractos com teores de compostos fenólicos entre 15 a 96 equivalentes de ácido
gálico (mg/g de resíduo). Após a extracção o resíduo foi seco em estufa ou à
temperatura ambiente tendo-se obtido um material vegetal seco e adequado a
incorporação numa ração animal.
Palavras-Chave: Alimentação animal, Batata, Compostos fenólicos, Resíduos
Abstract
The residue from the potato peel is rich in starch but it has water content and a
concentration of phenolic compounds thatlimits its use as a food additive. In this work
we studied the treatment of such wastes with hot and cold polar organic solvents, in
order to remove part of the phenolic compounds and most of the water. The solvents
usedwere acetone, methanol and acidified methanol and the extracts obtained showed
levels of phenolic compounds from 15 to 96 of gallic acid equivalents (mg / g residue).
After extraction the residue was dried in an oven or at room temperature and yielded a
dry plant material suitable for incorporation into animal feed.
Keywords: Animal feed, Phenolic compounds, Potato, Wastes
1Mestre em Qualidade Alimentar, Professora do Ensino Secundário, mlfccca@sapo.pt
2 Doutora em Química, Professora Auxiliar do Departamento de Ciências e Tecnologia da Biomassa, Faculdade de
Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, mmpg@fct.unl.pt
3 Doutora e Agregada em Engenharia do Ambiente, Professora Associada com Agregação do Departamento de
Ciências e Tecnologia da Biomassa, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa,
bm@fct.unl.pt

1. Introdução
Lurdes Cavaleiro, Margarida Gonçalves, Benilde Mendes. Valorização de resíduos da indústria de transformação de batata
O resíduo resultante da remoção da pele de batata é produzido em diversas
indústrias transformadoras deste tubérculo, mediante um processo mecânico abrasivo
que ocorre sob um jacto de água.
Este resíduo é rico em amido e compostos fenólicos, e mesmo após decantação da
água em excesso continua a apresentar um elevado teor de humidade. Assim, este
tipo de produto decompõe-se rapidamente se for armazenado à temperatura ambiente
e a sua deposição em aterro implica custos para as empresas que os produzem.
Os resíduos ricos em pele de batata podem ser utilizados na alimentação animal e
humana, na produção de fertilizantes orgânicos, na fabricação de papel reciclado e na
produção de bioenergia via digestão anaeróbia (Pires e Mattiazzo, 2011). No entanto a
incorporação destes resíduos na alimentação está limitada pelo seu teor de compostos
fenólicos e glicoalcalóides bem como, pelo elevado teor de água que dificulta a sua
incorporação neste tipo de produtos.
Por outro lado, a pele de batata é rica em compostos fenólicos que podem ter
interesse como aditivos antioxidantes para óleos vegetais (Mohdaly et al., 2010), como
é o caso do óleo de soja (Zia-ur-Rehman et al., 2004). A inibição da peroxidação
lipídica durante os processos de preservação ou processamento de carnes são outra
aplicação possível destes extractos (Kanatt et al., 2005).
Este tipo de aplicações permite além disso substituir os antioxidantes sintéticos
butilhidroxitolueno (BHT) e butilhidroxianisole (BHA), em relação aos quais existem
crescentes evidências de efeitos nocivos para a saúde, nomeadamente efeitos
cancerígenos (Umemura et al., 2006).
Neste trabalho estudou-se a extracção de resíduos de batata com solventes
hidrossolúveis que removem simultaneamente uma fracção substancial dos
compostos fenólicos existentes na pele da batata e a maior parte da água presente no
resíduo.
2. Materiais e Métodos
O resíduo de batata utilizado neste trabalho foi fornecido por uma indústria de
produção de batata frita e transportado em contentor refrigerado. Imediatamente após
a recepção no laboratório foi dividido em sub-amostras, que foram de seguida
congeladas a -20 ºC. Cerca de 20 g de resíduo de batata foram dispersos em 100 mL
de solvente utilizando um homogeneizador eléctrico. A mistura foi incubada no escuro,
a 20 ºC, durante 3h ou aquecida a refluxo durante o mesmo período de tempo. A
mistura foi filtrada sob vácuo e o resíduo sólido foi colocado sobre papel absorvente e
seco durante 24 h, à temperatura ambiente (~28 ºC) ou em estufa de convecção, a 70
ºC. Os solventes utilizados foram acetona, metanol e metanol acidificado com HCl em
concentrações de 0,1 % (v/v) e de 1 % (v/v).
Os solventes dos extractos foram eliminados em evaporador rotativo e o resíduo foi
pesado e redissolvido em 10 mL de acetona ou de metanol. O teor de compostos
fenólicos dos extractos concentrados foi determinado pela reacção de Folin-Ciocalteu,
optimizada para esta matriz: uma alíquota do extracto concentrado (0,5 mL) foi
misturada com 0,5 mL de reagente de Folin-Ciocalteu (2N) e 4 mL de Na2CO3 (5 %
p/v) e foi incubada no escuro, à temperatura ambiente. A absorvância da mistura foi
determinada a 765 nm contra um branco de metanol ou acetona.
Construiu-se uma recta de calibração utilizando soluções de ácido gálico em
metanol na gama de 25 mg/L a 250 mg/L que foram submetidas às mesmas condições
reaccionais. O teor de compostos fenólicos dos extractos foi expresso em equivalentes
de ácido gálico em unidades de miligrama /grama de extracto.
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3. Resultados e Discussão
O rendimento mássico de extracto bruto seco obtido na extracção a quente foi em
média superior para o metanol do que para a acetona e, aumentou com o aumento na
concentração de ácido clorídrico (Figura 1). No caso da extracção a frio não se
observaram diferenças significativas do rendimento de extracção para os vários
solventes utilizados.
Figura 1 – Rendimento mássico (% m/m) de extracto bruto seco para as extracções do resíduo
de batata, efectuada a quente e a frio, com diferentes solventes.
Estes resultados parecem indicar que na extracção a frio se efectuou apenas a
solubilização dos componentes do resíduo que se encontram numa forma “livre”,
sendo portanto solvatadas pelo solvente, pelo que não se observaram diferenças
significativas entre acetona, metanol e metanol acidificado.
Já no caso da extracção a quente observa-se uma diferença mais acentuada entre
um solvente prótico como o metanol e um solvente aprótico como a acetona e obtevese
um aumento no rendimento da extracção na presença de ácido. Verificou-se ainda
que no caso do metanol, a extracção a quente apresentou um rendimento
significativamente superior ao rendimento das correspondentes extracções a frio.
Assim, o extracto bruto obtido a quente parece conter componentes que se encontram
ligados à matriz do resíduo através de ligações químicas susceptíveis de hidrólise por
efeito de temperatura, meio ácido e solventes próticos.
O teor de compostos fenólicos presentes no extracto bruto variou entre 15 a 23
equivalentes de ácido gálico (mg/g) nas extracções efectuadas a frio e entre 42 a 96
equivalentes de ácido gálico (mg/g) nas extracções efectuadas a quente (Figura 2).
O extracto bruto com maior teor de compostos fenólicos totais foi o obtido a quente
com metanol puro. Assim, a temperatura e a utilização de solventes próticos parece
favorecer a extracção de compostos fenólicos mas o mesmo não se verifica no que diz
respeito à utilização de ácido. Consequentemente, os compostos extraídos
preferencialmente com ácido, serão outro tipo de metabolitos da batata, que não
apresentam um centro fenólico.
Observou-se ainda que o extracto bruto obtido na extracção a frio é
significativamente menos rico em compostos fenólicos do que o extracto obtido a
quente.
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O resíduo obtido após a extracção foi seco durante 24h, em estufa a 70 ºC ou à
temperatura ambiente (~28 ºC) obtendo-se em qualquer dos casos, um material de
granulometria regular e com baixo teor de água que apresenta características físicas
adequadas à incorporação em rações animais.
Equivalente de Ácido Gálico
(mg/g de extracto)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Extracção a frio
Extracção a quente
Acetona 100% Metanol 100% Metanol HCl 0,1%Metanol HCl 1%
Solventes de Extracção
Figura 2 – Teor de compostos fenólicos dos extractos brutos obtidos a partir do resíduo de
batata por extracção a frio e a quente com diferentes solventes.
Não se observa uma diferença visual notória entre o resíduo seco em estufa ou à
temperatura ambiente pois, no processo de secagem elimina-se maioritariamente
acetona ou metanol, solventes que têm uma volatilidade apreciável a baixa
temperatura. A secagem do resíduo extraído à temperatura ambiente permite reduzir
substancialmente o seu teor de humidade sem os gastos energéticos e, portanto
económicos inerentes à secagem em estufa. A secagem do resíduo de batata é uma
operação essencial para o seu armazenamento e transporte em condições mais
vantajosas, e portanto para viabilizar a sua reutilização noutras indústrias.
A utilização de ácido no passo de extracção altera a coloração final do resíduo
extraído (Figura 3) o que é mais uma evidência da participação do ácido em reacções
de interacção química com a matriz.
Figura 3 – Fotografias de resíduo de batata extraído a quente com: a) metanol acidificado e b)
metanol puro.
Por outro lado o resíduo tratado com ácido tem uma tonalidade mais clara poderá
ter melhor aceitação em aplicações alimentares ou se este resíduo for utilizado na
produção de papel reciclado.
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4. Conclusões
Lurdes Cavaleiro, Margarida Gonçalves, Benilde Mendes. Valorização de resíduos da indústria de transformação de batata
A homogeneização mecânica e extracção de resíduo de batata com acetona,
metanol ou metanol acidificado permitiu remover a maior parte da água presente neste
resíduo por secagem à temperatura ambiente.
A extracção com metanol a quente permitiu obter o maior rendimento mássico de
extracção (metanol acidificado a 1 % v/v) e o maior teor de compostos fenólicos por
grama de extracto (metanol puro).
A utilização de ácido proporciona, além de um maior rendimento de extracção, a
obtenção de um resíduo de cor mais clara que poderá ter melhor aceitação em
algumas aplicações.
Referências Bibliográficas
Kanatt, S.R., Chander, R., Radhakrishna, P., Sharma, A., 2005, “Potato Peel Extracts - a
Natural Antioxidant for Retarding Lipid Peroxidation in Radiation Processed Lamb Meat”,
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, pp.1499-1504.
Mohdaly, A.A.A., Sarhan, M.A., Mahmoud, A., Ramadan, M.F., Smetanska I., 2010, “Antioxidant
efficacy of potato peels and sugar beet pulp extracts in vegetable oils protection”, Food
Chemistry, 123, pp.1019–1026.
Pires, A.M.M., Mattiazzo, M.E., 2011, ”Efluentes da Indústria Processadora de Batata X
Preservação do Meio Ambiente. Ênfase no Uso Agrícola de Resíduos”, in
http://www.abbabatatabrasileira.com.br/minas2005/07%20%20Efluentes%20x%20meio%20
ambiente.pdf
Umemura, T., Kodama, Y., Nishikawa, A., Hioki, K., Nomura, T., Kanki, K., Kuroiwa, Y., Ishii, Y.,
Kurokawa, Y., Hirose,M., 2006, “Nine-week detection of six genotoxic lung carcinogens
using the rasH2/BHT mouse model”, Cancer Letters, 231, pp.314–318.
Zia-ur-Rehman, Habib, F., Shah, W.H., 2004, “Utilization of potato peels extract as a natural
antioxidant in soy bean oil”, Food Chemistry, 85, pp. 215–220.
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