Extração, caracterização e aspectos reológicos de polissacarídeos da polpa dos frutos de Theobroma grandiflorum (Cupuaçu)

Abstract

O cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum, Família Sterculiaceae) é um fruto nativo da região amazônica. Sua polpa apresenta um forte aroma e um agradável sabor ácido, sendo empregada em doces, sorvetes e geléias caseiras. Neste trabalho, a polpa dos frutos de cupuaçu foi triturada, tratada com metanol-água e deslipidificada com tolueno-etanol. O resíduo obtido (4% em relação à polpa fresca) foi submetido a extrações seqüenciais com água, soluções aquosas de ácido cítrico e de hidróxido de sódio. As extrações aquosas solubilizaram principalmente pectinas, enquanto que as extrações ácidas, em sua maioria, solubilizaram amido. Em geral, as frações alcalinas apresentaram um elevado teor de Xyl, Man, Gal e Glc, indicando a presença de hemiceluloses. As frações polissacarídicas obtidas apresentaram rendimento entre 0,3 e 15% em relação ao material de partida. As principais frações foram extraídas com água a 25°C (fração W-1, 7% de rendimento), com ácido cítrico a 0,1% a 100°C (fração 0.1CA-2, 15% de rendimento) e com ácido cítrico a 0,5% a 100°C (fração 0.5CA-2, 8% de rendimento). As duas últimas frações foram constituídas majoritariamente por amido, enquanto que a fração W-1 é uma fração péctica. Análises químicas e espectroscópicas mostraram que a fração W-1 é composta majoritariamente por uma homogalacturonana altamente esterificada (DE 53,1%; DA 1,7%) com algumas inserções de ramnogalacturonanas, com cadeias laterais contendo galactose e arabinose, além de conter uma pequena proporção de amido. O amido, presente como contaminante, foi removido da fração W-1 por tratamento com α-amilase e amiloglucosidase resultando na fração PW-1, livre de amido. Ambas as frações pécticas, W-1 e PW-1, foram analisadas reologicamente. Os géis de pectina (1-3%, p/p) foram preparados em pH ácido (3,0) na presença de elevada concentração de sacarose (55-65%). De maneira geral, tanto o aumento da concentração de pectina como o aumento da concentração de sacarose influenciaram positivamente os géis, sendo que os géis mais fortes foram obtidos para a fração W-1, tanto em termos de comportamento viscoelástico quanto em relação à termoestabilidade. A fração 0.1CA-2, rica em amido, foi analisada através de espectroscopia de 13C RMN, apresentando os sinais característicos de moléculas de amilose. Esta fração também foi analisada quanto às suas propriedades reológicas. Para as análises reológicas, os géis foram preparados variando a concentração da fração (4-7%, p/p). Quanto maior a concentração de amostra, maiores foram a viscosidade e a força dos géis, embora os géis de pectinas tenham apresentado propriedades reológicas superiores aos géis de amido. Os resultados obtidos mostraram a presença de pectinas e amido com altas capacidades geleificantes na polpa dos frutos de cupuaçu.

The cupuassu (Theobroma grandiflorum Schum, Sterculiaceae) is a native Amazonian fruit. Its pulp has a pleasant acidic taste and a strong fragrance and is used in candies, ice cream, domestic jellies, and jams. We now milled the fruit pulp, treated with methanol-water and defatted with toluene-ethanol. The resulting residue (4% related to the fresh pulp) was submitted to successive extractions with water, citric acid and NaOH. Aqueous extractions solubilized principally pectins, while acid extractions mainly solubilized starch. In general, alkaline polysaccharide fractions had a high content of Xyl, Man, Gal and Glc, indicating the presence of hemicellulose. The polysaccharide fractions had yields from 0.3% to 15% depending on the starting material. The main fractions were those extracted with water at 25°C (W-1 fraction, 7% yield), 0.1% citric acid at 100°C (0.1CA-2 fraction, 15% yield) and 0.5% citric acid at 100°C (0.5CA-2 fraction, 8% yield). The last two fractions were composed mainly of starch, while W-1 was a pectic fraction. Chemical and spectroscopic analysis showed that W-1 is composed mainly by a highly esterified homogalacturonan (DE 53.1%; DA 1.7%) with some insertions of rhamnogalacturonan, with side chains containing galactose and arabinose, besides starch in a low proportion. Starch, present as contaminant, was removed from the W-1 fraction by treatment with α-amylase and amyloglucosidase, yielding starch-free PW-1 fraction. Both pectic fractions, W-1 and PW-1, were submitted to rheological experiments. Pectin gels (1-3%, w/w) were prepared at pH 3.0 in the presence of a high sucrose concentration (55-65%). In general, gels were influenced positively by increases in pectin and sucrose content, the stronger gels being those obtained for fraction W-1, in terms of viscoelastic behavior as well as in relation to thermal stability. Starch-rich 0.1CA-2 fraction was analyzed by 13C NMR, having characteristic signals of amylose. It was also analyzed for its rheologic properties. For rheological analysis, gels were prepared varying the fraction concentration (4-7%, w/w). Depending on a high concentration of the fraction, the gel viscosity and strength were greater, although pectin gels had better rheologic properties than starch gels. The obtained results showed the presence of pectins and starch with high geleificant capabilities in the pulp of the cupuassu fruit.