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OPUNTIA FICUS-INDICA [(L) MILLER: CARACTERIZAÇÃO FÍSICA, FÍSICO- QUÍMICA E QUÍMICA DE FRUTOS PRODUZIDOS NO ESTADO DE PERNAMBUCO – BRASIL
OPUNTIA FÍCUS-INDICA [(L) MILLER: PHYSICAL, PHYSICAL-CHEMICAL AND CHEMICAL CHARACTERIZATION OF FRUITS PRODUCED IN THE STATE OF PERNAMBUCO - BRAZIL
Marta Assunção ALVES1 Andréa Carla Mendonça de SOUZA2 Samara Alvachian Cardoso ANDRADE3
Nonete Barbosa GUERRA4
Recebido em: 21/09/2019 / Aceito em: 14/03/2020
O objetivo desta pesquisa foi caracterizar o fruto da palma Opuntia fícus-indica (L.) Miller, em relação aos aspectos físicos, físico-químicos e químicos com a finalidade de conhecer seu potencial tecnológico. As regiões áridas e semiáridas do Nordeste brasileiro apresentam as condições ideais para o desenvolvimento da palma Opuntia fícus-indica (L.) Miller, cujos frutos são extremamente valorizados no mercado internacional. Para que ocorra a exploração frutícola são necessários estudos, principalmente no que diz respeito à fertilidade, produtividade, ponto de colheita e definição de tecnologias pós-colheitas. Neste contexto, foram realizadas as seguintes análises nos frutos - parâmetros físicos (fruto inteiro) e físico-químicos e químicos (polpa homogeneizada). Coloração (casca e polpa), peso dos frutos, das cascas, das polpas sem semente e das sementes; rendimentos; volume do fruto; densidade; número de sementes fecundadas; matéria seca e umidade; pH; sólidos solúveis totais (ºBrix); acidez total titulável; relação SST/ATT; açúcares totais, açúcares redutores e não redutores. Os dados obtidos foram avaliados por meio de análise estatística. Os resultados demonstraram a eficácia dos critérios de colheita utilizados neste estudo para a seleção de figos da índia. No que se referem aos parâmetros físicos, físico- químicos e químicos, os frutos da P2 apresentaram diferença significativa em relação aos da P1 e P3 em relação a ºBrix, pH, açúcares totais e redutores e relação SST/ATT; e ao açúcar não redutor e à espessura da polpa. Os figos-da-índia produzidos no Sertão pernambucano apresentam características de "flavor" tanto para consumo in natura como para a elaboração de diversos produtos alimentícios.
Palavras-chave: figo-da-índia, tecnologia, pós-colheita, qualidade de frutos.
1Pesquisadora da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária. Recife/PE. E-mail: massuncaoa@hotmail.com
2Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Universidade Federal Rural de Pernambuco. E-mail: andreacarlams@gmail.com. Recife/PE
3Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco. Recife/PE
4Departamento de Nutrição, Universidade Federal de Pernambuco. Recife/PE
The research aimed to characterize the fruit of the Opuntia Ficus-Indica (L.) Miller palm, about to with concerning physical, physicochemical, and chemical aspects. To know its technological potential. The arid and semi-arid regions of Northeastern Brazil present the ideal conditions for the development of the Opuntia Ficus-Indica (L.) Miller palm, whose fruits are extremely valued in the international market. For fruit exploitation to occur, studies are needed, especially regarding fertility, productivity, harvest point and definition of post-harvest technologies. In this context, the following analyzes were carried out on the fruits - physical parameters (whole fruit) and physical-chemical and chemical parameters (homogenized pulp). Colour (peel and pulp), the weight of fruits, peels, seedless pulps, and seeds; income; fruit volume; density; the number of fertilized seeds; dry matter and moisture; pH; total soluble solids (ºBrix); total titratable acidity; SST/ATT ratio; total sugars, reducing and non-reducing sugars. The data obtained were evaluated through statistical analysis. The results demonstrated the effectiveness of the harvest criteria used in this study for the selection of prickly pears. Regarding physical, physicochemical and chemical parameters, the fruits of P2 showed a significant difference about to with concerning those of P1 and P3 about to with concerning ºBrix, pH, total and reducing sugars and SST/ATT ratio, and non-reducing sugar and pulp thickness. The prickly pears produced in the Pernambuco Sertão have "flavour" characteristics both for fresh consumption and for the preparation of various food products.
Keywords: prickly pear, technology, postharvest, fruit quality.
Nas regiões áridas e semiáridas do Nordeste brasileiro a escassez e irregularidade da disponibilidade hídrica constituem a principal restrição para a agricultura (Souza et al., 2007). Neste contexto, a palma Opuntia fícus-indica (L.) Miller, cactácea, introduzida no Brasil em meados do Século XVIII com a finalidade de desenvolver a criação de cochonilla (Sobreira Filho, 1992), de acordo com BARBERA et al. (2001) apresentam uma coleção de estratégias evolutivas e ecológicas: resistência à seca e temperaturas elevada; boa adaptação aos solos com limitações de profundidade, fertilidade, rochosos e de textura difícil para outros cultivos; eficácia na utilização de água e fácil manejo. Estas características permitiram excelente difusão e cultivo no país, principalmente como forragem animal.
Considerados exóticos, os frutos O. fícus-indica são genericamente
denominados de "tuna" em espanhol, "prickly pear" em inglês e "figo-da-índia" em
português. A valorização no mercado nacional e internacional abre perspectivas para incrementar o seu cultivo e comercialização. Entretanto, os conhecimentos em relação ao cultivo frutícola ainda são escassos, principalmente em relação aos problemas agronômicos de adaptação ecológica, fertilidade, produtividade, ponto de colheita, bem como definição de tecnologias pós-colheita que mantenham o padrão de qualidade exigido para exportação (Barbera, 2001). O que torna de fundamental importância a realização de pesquisas com cultivos detentores de bons parâmetros agronômicos - produtividade, resistência, adaptabilidade, entre outros (Belig et al., 2003; Bernades-Silva; Lajolo; Cordenunci et al., 2003; França; Narain, 2003; Guerra, 1979; Silva; Mercadante, 2002). Assim, torna-se importante determinar as características de qualidade dos frutos de genótipos adaptados às condições edafoclimáticas das regiões brasileiras, especialmente por pertencerem à categoria dos não climatéricos, que devem ser colhidos ao atingirem o amadurecimento fisiológico, caracterizado pela elevação do teor de açúcares, redução da firmeza, da acidez e elevação do pH, dada a sua incapacidade de promover estas modificações fora da planta (Cantwell, 2001; Garcia; Valdez, 2000, 2003). Neste contexto, o objetivo deste estudo foi caracterizar o figo-da-índia frutos em relação aos aspectos físicos, físico-químicos e químicos com a finalidade de conhecer seu potencial tecnológico.
Os frutos foram colhidos de três propriedades particulares, codificadas como P1, P2 e P3, localizadas em Pernambuco (08º:25':08" latitude sul e 37º:03':14" latitude oeste Gr), em março de 2006. As plantas foram identificadas na Empresa Pernambucana de Pesquisas Agropecuárias (IPA). De cada propriedade foram colhidos manualmente 50 frutos, em diferentes posições e orientações da planta, de acordo com os seguintes critérios: casca com cerca de 60% de mudança de cor, tamanho uniforme, pouca presença de espinhos ou gloquídeos (de celulose cristalina) e ausência de defeitos visuais (larvas, insetos, fungos, danos na película e injúrias mecânicas). Após seleção, foram submetidos a uma lavagem com escovação, para
eliminar os gloquídeos e as impurezas remanescentes e secados à sombra, sob 23ºC
 1ºC, por três dias, período necessário para a queda da fração do cladódio a eles aderida.
Do total dos frutos, foram retirados aleatoriamente, 20 unidades por propriedade, para serem avaliados quanto aos parâmetros físicos (fruto inteiro) e físico-químicos e químicos (polpa homogeneizada), conforme descrito a seguir: Coloração (casca e polpa) – por observação direta; peso dos frutos, das cascas, das polpas sem semente e das sementes (aferido em balança semianalítica digital – Marte
– capacidade 1.000g); rendimentos, calculados através da equação (1); diâmetros longitudinal (DL) e transversal (DT), este último avaliado no terço mediano (secção equatorial)- medidos por paquímetro digital (MITUTOYO – Digimatic: 0 – 150mm, Model – CD- 6" BS – Motutoyo Corporation); volume do fruto (cm3), por deslocamento do nível de água; densidade (D), obtida a partir da relação massa (g)/ volume (cm3); firmeza (F) (perfurações efetuadas em lados opostos no terço mediano), utilizando penetrômetro manual Scales & Force Precision Instruments since 1835 (ponteira de 0,48mm de diâmetro); número de sementes fecundadas (NSF) - contagem direta das sementes secas à temperatura ambiente (23ºC ± 1ºC); matéria seca (MS) e umidade da polpa (UP) (g/100g), em estufa a 75ºC até peso constante; pH, através de leitura direta em potenciômetro digital; sólidos solúveis totais - SST (ºBrix), por refratometria em Hand refractometer (OSK 6533 type – N- 1, ATAGO N-1E; ºBrix 0 ~ 32% sacarose); acidez total titulável (ATT), conforme o Instituto Adolfo Lutz (IAL) (2005) e relação SST/ATT; açúcares totais (AT), açúcares redutores (AR) e não redutores (ANR), Horwitz (1975).
Equação (1) _ Rendimento (%) = (A * 100) / Peso do fruto;
Onde (A) será o peso da polpa sem as sementes, da casca ou das sementes.
Os dados obtidos foram avaliados por meio da análise de variância (Anova), sendo aplicado o teste F e Ducan ao nível de 5% de significância para comparação das médias entre os frutos / propriedade, correlação de Pearson e análise de componentes principais (PCA), para verificar possíveis associações entre os parâmetros avaliados (STATSOFT,1997).
Análises físicas, químicas e físico-químicas
Para a caracterização dos figos-da-índia foram considerados os parâmetros físicos, físico-químicos e químicos, relacionados ao processo de amadurecimento, de amplo emprego na seleção de variedades e no manuseio comercial, tanto para consumo in natura (Bicalho; Penteado,1981), como para fins industriais (Esquivel, 2004). Considerado, por ESQUIVEL (2004), como o mais importante índice de amadurecimento, a coloração da casca dos frutos, independentemente da origem, apresentava-se entre amarelo claro/verde claro (> 58%) e amarelo claro/laranja claro (< 17%) (Figura 1a), indicativas de que o processo de amadurecimento se encontrava em curso, isto é, no estádio considerado ótimo para colheita comercial (Cantwell, 2001). De acordo com esta mesma escala, foi estabelecida a cor das polpas que, embora variável, entre amarelo levemente alaranjado e laranja intenso, apresentou predominância do laranja/amarelado (Figura 1b), bastante atrativa.
No que se refere aos demais indicadores, os dados apresentados na tabela 1 demonstram uma grande similaridade entre os frutos oriundos das propriedades 2 e 3, principalmente em relação aos parâmetros físico-químicos e químicos. No que diz respeito aos resultados do peso dos frutos, situados entre 117.75g e 121.54g encontram-se dentro das faixas citadas por GHARRAS et al. (2006), GARCIA e SILVA (2005) e MANICA (2002) para figos-da-índia maduros de diferentes variedades, sendo ainda similares aos achados de COELHO et al. (2004).
Figura 1a - Morfologia dos frutos das diferentes propriedades
Figura 1b. Frequência das cores das cascas dos frutos.
AcVc Ac AcAl
16,67% AcAl
58,33% AcVc
25,00% Ac
Alc Al L LE
Frigura 2- Freqüência das cores das polpas dos frutos
Figura 1- Freqüência das cores das cascas dos frutos
16,67% L
61,67% Al
Legenda : AcVc – Amrelo claro / verde claro; Ac e Alc – Amarelo claro; AcAl – Amarelo claro / amarelo alaranjado; Al – Amarelo; L – Laranja; LE – Laranja escuro
O cômputo dos percentuais dos constituintes do fruto (polpa, casca e sementes) confirmam os dados de GHARRAS et al. (2006), para os frutos meio maduros; entretanto, foram inferiores aos determinados por BICALHO e PENTEADO
(1981), COELHO et al. (2004) e MANICA (2002). Durante o desenvolvimento de três variedades de figos da índia, GHARRAS et al. (2006) observaram um aumento
Tabela 1 - Parâmetros físicos, físico-químicos e químicos de figos-da-índia cultivados na região semiárida de Pernambuco - Brasil.
Peso do Fruto (g) 117,10±15,00a 121,54±9,77a 117,75±16,60a
Diâmetro longitudinal (mm) 86,42±7,06a 66,67±3,11b 82,24±7,92a Diâmetro transversal (mm) 53,72±3,98b 57,68±1,70a 52,72±3,02b Espessura da casca (mm) 2,94±0,61a 3,56±1,22a 3,04±0,79a Espessura da polpa (mm) 47,85±4,0ab 50,67±3,40a 46,65±2,91b Polpa sem semente (%) 54,37±1,98a 53,33±4,08a 55,10±3,57a Semente (%) 5,81±1,00a 5,74±0,41a 5,47±0,56a
Casca (%) 39,82±2,59a 40,93±4,43a 39,43±3,45a
Firmeza do fruto (N) 17,81±1,3a 18,03±1,02a 17,69±1,04a Nº de sementes fecund. (unid.) 309,00±36,08a 271,80±24,79b 283,30±45,34ab Densidade (g/cm3) 1,00±0,02a 1,02±0,01a 1,01±0,02a Açúcares totais (g/100g) 10,49±2,14b 12,29±0,92a 11,86±0,84a Açúcares redutores (g/100g) 10,37±2,13b 11,94±0,87a 11,23±0,94ab Açúcares não redutores (g/100g) 0,13±0,04b 0,35±0,25b 0,64±0,35a Sólidos solúveis totais (ºBrix) 12,40±2,33b 14,32±0,40a 13,48±0,93ab Acidez (% ác. Cítrico) 0,06±0,02a 0,05±0,004b 0,05±0,01b
SST / ATT 210,70±56,62b 297,97±30,79a 274,75±33,85a
Ph 5,81±0,44b 6,38±0,11a 6,44±0,20a
Matéria seca (g/100g) 12,60±2,03a 13,97±0,79a 13,37±1,18a Umidade da polpa (g/100g) 87,40±2,03a 86,03±0,79a 86,63±1,18a
Valores obtidos da média de análises de 20 frutos / propriedade
Médias seguidas de letras iguais na horizontal não diferem significativamente, a nível de 5%, pelo teste de Duncan.
diferenciado do percentual da polpa e um decréscimo dos percentuais da casca e semente, em função das variedades e conseqüente aumento do rendimento. Estes
resultados confirmam os valores apresentados por BICALHO e PENTEADO (1981), que registraram aumento do rendimento em polpa entre os frutos verdes e maduros, constatação que denota a importância de ser observado o ponto de maturação para a colheita, independentemente do objetivo final, consumo in natura ou industrialização. No que diz respeito à firmeza do fruto, considerada excelente critério para o estabelecimento do amadurecimento, os valores encontrados neste estudo, indicam uma considerável resistência a danos mecânicos, característica desejável durante o manejo dos frutos nas operações de pós-colheita.
Em relação ao número de sementes fecundadas e abortadas, as correlações apresentadas na Tabela 2 não confirmam as considerações feitas por GARCIA e VALDEZ (2003) e HILLS (2001) que ressaltam estes parâmetros como determinantes do tamanho e peso do fruto; outro parâmetro representativo na morfologia é a relação DL/DT, embora LIMA et al. (2002) considerem a determinação dos diâmetros de pouca importância para caracterização. Nesta pesquisa, os valores de DL são comparáveis aos relatados por BICALHO e PENTEADO (1981), e TORRES et al. (2005) para frutos maduros cultivados em São Paulo e Paraíba. Entretanto, pode ser observado na Tabela 2, que os frutos da P2 com DL inferior e DT superior aos das demais propriedades apresentavam-se mais uniformes e cilíndricos que os da P1 e P3, ambos com forma cônica e piriforme (Figura 1a), confirmando GERHARDT et al. (1997) ao afirmarem que frutos com resultados mais próximos a 1 são mais arredondados. Estas características, segundo CORRALES e HERNANDEZ (2005) não são desejáveis para a comercialização.
A caracterização dos aspectos físico-químicos e químicos das polpas (Tabela 1) evidencia pH elevado e baixa acidez, associados ao teor de umidade maior que 86.0%, aumentam o risco de alterações por microrganismos, uma vez que a faixa de pH entre 5.4 e 7.0 é propícia ao desenvolvimento de inúmeras espécies microbianas. Os valores do pH neste estudo corroboram os dados de HERNÁNDEZ-PÉREZ et al., 2005; SEPÚLVEDA; SÁENZ, 1990; SAWAYA et al., 1983), COELHO et al., 2004 e
BICALHO e PENTEADO, 1982. Com relação à acidez total titulável, os resultados obtidos ratificam BICALHO e PENTEADO (1982), SEPÚLVEDA e SÁENZ (1990) e HERNÁNDEZ-PÉREZ et al. (2005); no entanto são inferiores aos relatados por MEDINA; RODRIGUEZ; ROMERO (2007), COELHO et al. (2004), MANICA (2002) e
GARCIA e MARTINEZ (2001). Não obstante sua negativa influência sobre a qualidade microbiológica de produtos elaborados a partir destes frutos, baixos valores de acidez são desejáveis para frutos destinados ao consumo in natura (Paiva et al., 1997).
Os teores de açúcares totais (Tabela 1), embora inferiores aos achados por GHARRAS et al. (2006), MANICA (2002), SCHIRRA; INGLESE e LA MANTIA et al., (1999), GARCIA e MARTINEZ (2001), SEPÚLVEDA e SÁENZ (1990) e FRANCO
(1995), são equivalentes aos de BICALHO e PENTEADO (1982). Em relação ao SST (ºBrix), os resultados concordam com os descritos para frutos maduros, por estes últimos autores e por HERNÁNDEZ-PÉREZ et al. (2005), sendo superiores aos relatados por COELHO et al. (2004). A diferença encontrada entre a P1 e as demais propriedades poderá estar relacionada ao vigor, idade das plantas, tipo e manejo da cultura (Lakshiminaraya; Alvarado-Sosa; Barrientos-Pérez, 1979). No que diz respeito à prevalência de AR, cerca de 97% do total de açúcares é condizente com o encontrado na literatura. Com relação a este parâmetro, GHARRAS et al. (2006) registraram uma elevação de 117.24g / kg, no estádio verde maturo, para 152.26g / kg, no fruto maduro. A predominância de AR (glicose e frutose), conforme SAWAYA et al. (1983), no fruto maduro, contribui para uma maior doçura, LIMA et al. (2002), GONZAGA NETO et al. (1986) e GARCIA (2003) consideram também, de extrema importância, o comportamento do ºBrix e açúcares, na fisiologia do desenvolvimento do fruto, devido à sua repercussão na qualidade pós-colheita. No que se refere à relação ºBrix / ATT, os resultados foram semelhantes aos relatados por BICALHO e PENTEADO (1982). Esta relação, usualmente empregada para avaliar o grau de maturação para colheita, por ser resultante do balanço entre açúcares e ácidos, constitui uma boa expressão para definir o sabor dos frutos. Nestes frutos constata- se uma predominância da doçura sobre a acidez, geralmente desejável para consumo in natura (Lima et al., 2002; Nascimento; Ramos; Menezes, 1998; Manica et al., 1998; Bicalho; Penteado, 1982).
Disponível online em:www.journals.ufrpe.br
Página da Revista: www.journals.ufrpe.br/index.php/ABA
Tabela 2 – Correlações entre os parâmetros físicos, físico-químicos e químicos figos-da-índia.
ºBRIX/ATT
Arq. Bras. Alim., Recife v.4 (2): 398-415, 2019.
OBS: Correlações superiores a 0,80
Análise da Componente Principal (PCA)
A primeira componente principal (PC1) observadas nas Figuras 4 e 5, que corresponde a 51,22% de toda a informação desta pesquisa, separou a P1 da P2 em função dos parâmetros: açúcares totais e redutores, pH, ºBrix, relação ºBrix/ATT, matéria seca, densidade e espessura da casca, todos com escores positivos. Com exceção dos 3 últimos, os demais parâmetros apresentaram diferenças significativas (p>0,05) entre as referidas propriedades (Tabela 1). Nesta mesma PC1 pode ser observado que os frutos da P1 se destacaram da P2 de modo significante quanto ao número de sementes fecundadas e diâmetro longitudinal, e de modo não significante quanto ao valor de umidade da polpa, todos com escores negativos. Fica confirmado pela segunda componente principal (PC2) (Figuras 4 e 5), que representa 24,21% das informações, que os frutos da P2, embora negativos, obtiveram os maiores escores, caracterizando este fruto como tendo maior peso e espessura da polpa (Tabela 1).
Figura 4. Escores das amostras nas duas primeiras componentes principais para os parâmetros químicos e físicos. P1: propriedade 1; P2: propriedade 2 e P3: propriedade 3.
Figura 5. Pesos das variáveis nas duas primeiras componentes principais para os parâmetros físico-químicos, químicos e físicos: AT: Açúcares Totais; AR: Açúcares redutores; ANR: Açúcares não redutores; relação SST/ATT: ºBrix / acidez; A=ATT: Acidez total titulável; MS: Matéria seca; UP: Umidade da Polpa; PF: Peso dos frutos; DL: Diâmetro longitudinal; DT: Diâmetro transversal; EC: espessura da casca; EP: espessura da polpa; PSS: Polpa sem semente; S: Semente; C: Casca; F: Firmeza; D: Densidade e NSF: Numero de sementes fecundadas.
Com vista a determinar os parâmetros que exercem maior influência na qualidade dos frutos foram estabelecidas as possíveis correlações entre eles pelos respectivos coeficientes de Pearson e de determinação. Os resultados demonstram que, independentemente das propriedades, o maior coeficiente de correlação (Tabela 2) foi obtido entre MS e UP com sinal negativo, seguidos dos obtidos com o ºBrix em relação ao AR, NSF, AT, MS e UP, dos quais NSF e UP também apresentaram sinal negativo. Estas correlações se revestem da maior importância ao considerar a facilidade de obtenção do ºBrix que, associado a outros parâmetros, indica o completo desenvolvimento do fruto (Garcia e Valdez, 2003) permitindo estabelecer o ponto ótimo de colheita, com maior segurança. Estes resultados também apresentam
consistência com as representações gráficas destas variáveis na análise de componente principal que destaca a P2 entre as demais propriedades.
Fundamentados nos resultados obtidos neste estudo conclui-se que a uniformidade dos parâmetros físicos demonstra a eficácia dos critérios de colheita utilizados para a seleção de figos da índia no estádio de amadurecimento comercial. No que se referem aos parâmetros físicos, físico-químicos e químicos, os frutos da P2 apresentaram diferença significativa em relação aos da P1 e P3 em relação a morfologia; assim, como diferiu da P1 e P3 quanto ao ºBrix, pH, açúcares totais e redutores e relação SST/ATT; e ao açúcar não redutor e à espessura da polpa, respectivamente. Os figos-da-índia produzidos nas P2 e P3 do Sertão pernambucano apresentam características de "flavor" comparáveis às de frutos desta espécie produzidos em outras regiões do país e do mundo, tanto para consumo in natura como para a elaboração de diversos produtos alimentícios.
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