Análise preditiva de características físico-químicas da pupunha em função do clima e aproveitamento de seus frutos e bainha foliar

Orientadora: Profª Drª Rosemary Hoffmann Ribani

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 01/09/2017

Inclui referências ao final de cada capítulo

Resumo: A pupunha é uma monocotiledônea, pertencente à família das Arecaceae. Originária do trópico úmido, apresenta distribuição natural entre as latitudes 18ºN e 17ºS, onde as condições edafoclimáticas são favoráveis. Dois produtos são obtidos a partir da pupunha, o meristema apical (palmito) colhido a partir de 1 ano de cultivo e seus frutos colhidos a partir de pelo menos, 3 anos de cultivo. No primeiro capítulo, verificou-se o efeito do clima na absorção de minerais no palmito pupunha, elaborando-se um modelo de previsão. Baixo erro relativo médio de predição (2,41%) confirmou a boa previsibilidade dos modelos. Os fatores que mais influenciaram os modelos de previsão em minerais foram a precipitação pluviométrica e a temperatura do ar. Para o processamento de palmito em conserva, é muito importante garantir a segurança alimentar, a fim de se evitar riscos ao consumidor. O palmito é classificado como alimento pouco ácido (pH>4,6) e conservas permitem condições anaeróbicas favoráveis para o desenvolvimento da toxina botulínica. No segundo capítulo, descreveu-se o uso da análise de componentes principais (PCA), juntamente com a regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), para geração de um modelo preditivo de pH de palmito pupunha em função do clima, como uma ferramenta contra a produção da toxina botulínica. Alto coeficiente de correlação (0,81) e baixo erro relativo médio de previsão (0,75%) confirmaram a boa previsibilidade do modelo. Os fatores que mais influenciaram no modelo de previsão de pH foram a umidade relativa e a temperatura. Os resultados mostraram que o modelo preditivo pode ser utilizado como método rápido para determinação de pH em fábricas de palmito pupunha. Os resíduos lignocelulósicos (bainha foliar e folha) da indústria de palmito são um problema ambiental e de saúde pública. No estudo da possibilidade de utilização desse substrato úmido para desenvovlimento micelial, conforme capítulo terceiro, verificou-se que a alta quantidade de umidade (91%) resultante pela falta do processo de secagem do subtrato tornou-se um fator negativo e mais significativo do que a quantidade de inóculo ou número de furos para bioconversão. A qualidade e o comportamento reológico de doces em massa produzidos a partir de frutos de pupunha também foi investigada no quarto capítulo. Foi dada ênfase especial na relação destes atributos com a concentração de açúcar (30% - J1, 50% - J2 e 70% - J3). O Cl foi o principal elemento macromineral seguido de K. Quanto aos microelementos, os maiores valores foram obtidos para Fe e Zn. A formulação J1 resultou em um doce em massa com um maior conteúdo de fenólicos totais, com alta degradação dos antioxidantes em todas as formulações. As formulações J1 e J2 apresentaram coloração mais escura do que J3. Os doces em massa do fruto da pupunha se comportaram como fluidos pseudoplásticos e os modelos de Ostwald-de Waele e Casson descreveram adequadamente o comportamento reológico em estado estacionário, exibindo tensão inicial de acordo com o modelo Casson. A análise sensorial por escala hedônica indicou que J2 foi a melhor formulação. Coliformes totais, Salmonella e E. coli não foram encontrados, indicando a correta manipulação do alimento e binômio tempo-temperatura adequado no processamento do produto. Essa matéria-prima constitui uma nova opção para as empresas agrícolas que procuram manter e expandir o mercado de frutas e seus produtos.

Abstract: The peach palm is a monocotyledon, belonging to the Arecaceae family. Originating in the humid tropics, it has a natural distribution between latitudes 18ºN and 17ºS, where edaphoclimatic conditions are favorable. Two products are obtained from peach palm. Its apical meristem (peach palm heart), harvested from about 1 year-old shoots, and its waste jam fruit, harvested from trees, which are at least 3 years old. For the processing of canned peach palm heart, it is very important to ensure food safety in order to avoid risks to the consumer. The palm heart is classified as a low acidity food (pH> 4,6) and preserves allow favorable anaerobic conditions for the development of botulinum toxin. This work describes the use of principal component analysis (PCA), together with partial least squares regression (PLS), to generate a predictive model of peach palm heart pH as a function of climate, as a tool against production of botulinum toxin. High correlation coefficients (0.81) and low prediction errors (0.75%) confirms the good predictability of the models. The factors that most influence the pH prediction model were the relative humidity and the temperature. The results show that predictive model can be used as rapid method to determine the pH content in peach palm heart factories. In the same way, the effect of the climate in the absorption of minerals in the peach palm heart was verified, elaborating a prediction model. Low average relative prediction errors (2.41%) confirm the good predictability of the models. The factors that most influence the minerals prediction model were the rain precipitation and air temperature. The lignocellulolytic residues (leaf sheath, fruit and leaf) from the peach palm heart industry are an environmental problem and a public health issue. In the study of the possibility of using this wet substrate for mycelial development, according to chapter three, it was verified that the high amount of moisture (91%) resulting from the lack of the substrate drying process became a negative and more significant factor than the quantity of inoculum or number of holes for bioconversion. Therefore, the drying process is a fundamental step in the cultivation of Pleurotus ostreatus using peach palm leaf sheath as substrate. The study evaluated the effect of sugar concentration (30% - J1, 50% - J2 and 70% - J3) on physicochemical and minerals characteristics, antioxidants activity, rheological properties, microbiological safety and sensory aspects of peach palm fruit jam. Cl and Fe were the main macromineral and micromineral elements, 0.26 - 0.50 and 0.0016 - 0.0024 g 100 g-1, respectively. The J1 and J2 formulations were darker in color than J3. Peach palm jams behaved as pseudoplastic fluid, and Ostwald-de Waele (OW) and Casson (CA), models described adequately the steady-state rheological behavior (R2 0.88 - 0.99 and 0.75 - 0.97, respectively), exhibiting yield stress according to the CA model. The best sensorial formulations were those obtained from lower and medium sugar ratios. Total coliforms, Salmonella and E. coli were not found, indicating a good hygienic handling and proper time-temperature during processing. Such raw material constitutes a new option for agricultural companies seeking to maintain and expand fruit markets their products.