PT107359A - Processo de produção de mel em pó - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE MEL EM PÓ. DE FACTO TEM HAVIDO UMA CRESCENTE PREOCUPAÇÃO PÚBLICA RELATIVAMENTE A REAÇÕES ADVERSAS CAUSADAS POR ALGUNS ALIMENTOS, COMO É O EXEMPLO DO PÓLEN, E TALVEZ POR ISSO OS CONSUMIDORES SE TORNEM CADA VEZ MAIS ATENTOS E EXIGENTES EM RELAÇÃO AOS INGREDIENTES, ADITIVOS E CONSERVANTES UTILIZADOS NA INDÚSTRIA ALIMENTAR, E A PROCURA DE MEL, NATURAL, PURO, NÃO CONTAMINADO E DE GRANDE VALOR NUTRITIVO, TORNA-SE CADA VEZ MAIOR. CONSOANTE O MODO DE PRODUÇÃO OU APRESENTAÇÃO EXISTEM: MEL COM PEDAÇOS DE FAVOS; MEL ESCORRIDO; MEL CENTRIFUGADO; MEL PRENSADO; MEL FILTRADO. ATENDENDO ÀS NECESSIDADES DE ALGUMAS EMPRESAS E À PERSPECTIVA DOS CONSUMIDORES, EM ALGUNS PAÍSES JÁ SE PRODUZ MEL EM PÓ. VÁRIAS TÉCNICAS TÊM SIDO UTILIZADAS NA ELABORAÇÃO DE MICROPARTÍCULAS OU SECAGEM DE LÍQUIDOS, TAIS COMO: A FILTRAÇÃO, CENTRIFUGAÇÃO, PRENSAGEM OU ESPREMEDURA, CRISTALIZAÇÃO, LIOFILIZAÇÃO E SECAGEM POR PULVERIZAÇÃO. A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE MEL EM PÓ QUE CONSISTE NAS SEGUINTES ETAPAS: ADIÇÃO DE ALGINATO DE SÓDIO EM PROPORÇÃO COM O MEL DE 1:0,25; LIOFILIZAÇÃO E TRITURAÇÃO DO MEL E ARMAZENAMENTO NUM RECIPIENTE FECHADO.

Description

DESCRIÇÃO "Processo de produção de mel em pó"

Introdução à invenção

Para um melhor entendimento da presente invenção faz-se uma introdução ao tema da produção de mel. 0 mel é utilizado como alimento desde a pré-história. Atualmente o mel é consumido em larga escala em todo o mundo, desempenhando um papel importante na dieta humana, sendo também utilizado nas indústrias alimentar, farmacêutica e cosmética. Tem havido uma crescente preocupação pública relativamente a reações adversas causadas por alguns alimentos, como é o exemplo do pólen, e talvez por isso os consumidores se tornem cada vez mais atentos e exigentes em relação aos ingredientes, aditivos e conservantes utilizados na indústria alimentar, e a procura de mel, natural, puro, não contaminado e de grande valor nutritivo, torna-se cada vez maior. Consoante o modo de produção ou apresentação existem: Mel com pedaços de favos; Mel escorrido; Mel centrifugado; Mel prensado; Mel filtrado. 0 mel de Denominação de Origem Protegida (DOP) é um produto obtido através de determinadas regras de produção, extração, embalagem e conservação do produto, e que ocorre numa área geográfica delimitada. 0 mel é composto maioritariamente por água (17%), hidratos de carbono principalmente frutose (38%) e glucose (31%), contendo ainda minerais (cálcio, magnésio, fósforo, potássio, crómio, selénio e zinco), proteínas, aminoácidos livres e vitaminas (tiamina, riboflavina, ácido pantoténico e ácido ascórbico). Relativamente ao teor vitaminico, a vitamina C é a vitamina que está presente em maior quantidade. Para além destes compostos, o mel tem ainda outras substâncias menos representativas como os ácidos orgânicos, compostos fenólicos (flavonoides, taninos e ácidos fenólicos) e outras partículas sólidas provenientes da sua colheita, caso do pólen e cera. A água é um dos constituintes em maior percentagem, contudo o mel, devido a todos os outros constituintes, é uma substância muito viscosa. Sendo por esta razão a viscosidade um parâmetro importante durante o processamento de mel porque afeta o fluxo de mel durante a sua extração, tratamento, filtração, mistura e engarrafamento. A atividade da água (aw) do mel varia entre 0,5 e 0,6. De acordo com a legislação portuguesa, o limite máximo de humidade é 20% (exceto no mel de urze). O mel é constituído principalmente por hidratos de carbono. Estes compostos correspondem a cerca de 95% da matéria seca e são essencialmente monossacarídeos como a frutose (38,5%) e a glucose (31,0%). Contém cerca de 25 oligossacarídeos, sendo a maltose (7,2%) e a sacarose (1,5%) os mais significativos. De acordo com o Decreto-Lei 214/2003, o teor mínimo de frutose e glucose é de 60g/100g para o mel de néctar e de 45g/100g para o mel de melada. A proporção de cada um destes açúcares não está definida por lei, mas é, geralmente, da ordem 1,2:1, frutose/glucose. O teor máximo de sacarose está definido legalmente, sendo na maioria dos casos de 5g/ lOOg, com algumas exceções, dependendo da origem floral.

Os ácidos orgânicos constituem apenas 0,5% do mel, são responsáveis pela acidez que apresenta, contribuindo para o seu sabor característico. 0 valor máximo de acidez permitido legalmente é de 50 miliequivalente por kg ou de 80 miliequivalente/kg de mel para uso industrial (D.L. n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República).

Os minerais encontram-se em pequena quantidade no mel variando entre 0,04% nos méis mais claros e 0,2% nos mais escuros. O mineral mais abundante é o potássio podendo, no entanto, ser encontrado alumínio, boro, cálcio, chumbo, cloro, ferro, silício, sódio, ósmio, fósforo, enxofre, estanho, potássio, rádio, zinco e titânio. O teor de cinzas no mel indica a quantidade de minerais, havendo assim uma forte ligação entre estes dois parâmetros. O teor de cinzas indica a quantidade de minerais presentes no mel, estando estabelecido uma percentagem de 0,6% para o mel de néctar e de 1% para o mel de melada, como valor máximo de teor de cinzas NP EN 1307, 1983 -2a edição) . O mel contém cerca de 0,5% de proteínas provenientes do néctar e pólen da planta. Uma pequena parte das proteínas do mel são enzimas, nas quais se incluem: diastase, glucose oxidase, catalase, α-glucosidase, β-glucosidase e amílase (White, et al., 1980) . Para além de proteínas, o mel contém ainda aminoácidos livres (a.a). Estes estão presentes em pequena quantidade, cerca de 1%, mas em grande diversidade, existindo cerca de 26. A prolina é predominante, correspondendo entre 50 a 85% do total de a.a presentes nesta matriz. O teor vitamínico do mel é baixo, mas tal como acontece com os aminoácidos, a sua diversidade é elevada. Os compostos voláteis do mel são responsáveis pelo seu aroma característico. Já foram identificados mais de 500 compostos voláteis diferentes, incluindo ácidos, álcoois, cetonas, aldeídos, terpenos e ésteres. 0 processamento do mel inclui um aquecimento controlado para destruir leveduras e dissolver os cristais de dextrose e posterior filtração sobre pressão. 0 mel é, normalmente, aquecido a uma temperatura de 32-40°C de modo a baixar a viscosidade, facilitando a sua extração ou filtração.

Tabela 1 - Limites mínimos e máximos estabelecidos para o mel de néctar e de melada (Adaptado do Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República).

Atendendo às necessidades de alqumas empresas e à perspectiva dos consumidores, em alquns países já se produz mel em pó. Várias técnicas têm sido utilizadas na elaboração de micropartícuias ou secagem de líquidos, tais como: a filtração, centrifugação, prensagem ou espremedura, cristalização, liofilização e secagem por pulverização.

Secagem por pulverização (Spary-Drying (SD)) é uma operação unitária através da qual uma solução ou emulsão é pulverizada numa corrente de gás quente para, instantaneamente, obter um pó. 0 gás habitualmente utilizado é o ar ou, mais raramente, um gás inerte como o azoto. 0 liquido de alimentação pode ser uma solução, uma emulsão ou uma suspensão. 0 contato das partículas com o ar quente acontece com a atomização, a qual pode ser em coocorrente ou em contracorrente dependendo do atomizador, e tem como objetivo criar uma superfície maior de transferência de calor entre o ar quente e o líquido, de forma a otimizar a transferência de calor e de massa. A liofilização é um processo de desidratação, tipicamente usado para preservar alimentos perecíveis ou tornar o produto alimentar mais conveniente para o transporte. 0 processo de liofilização tem por base a passagem da água do estado sólido para o estado gasoso (sublimação). Todo este processo decorre a temperaturas muito reduzidas, na ordem dos -60°C, e num ambiente em vácuo. Os produtos liofilizados podem ser reconstituídos muito mais rapidamente e facilmente, porque o processo deixa poros microscópicos. 0 processamento e transformação do mel tornam-se difíceis pelo alto teor de açúcar, que contribui para aumentar viscosidade do mel no fim de seco. 0 mel desidratado é geralmente produzido pela adição de emulsionantes, agente anti aglomerante e materiais de enchimento ou encapsuladores de elevado peso molecular. Estes compostos aumentam a temperatura de transição vítrea (Tg) e minimizam a hidratação após a secagem.

Na microencapsulação são utilizados polímeros, como por exemplo amaltodextrina, amidos e alginatos. A proteção proporcionada pela parede polimérica evita que, durante o armazenamento prolongado, ocorram alterações químicas e organolépticas no material encapsulado. Para atuar como emulsificante, um composto deve conter agrupamentos hidrofílicos e hidrofóbicos; quanto maior a capacidade emulsificante do encapsulante, melhor a retenção de compostos. Muitos materiais podem ser utilizados nessas misturas para obtenção da cobertura para as microcápsulas: goma-arábica, ágar, alginato, quitosana, carragena, amido, amidos modificados, dextrinas, sacarose, carboximetilcelulose, acetilcelulose, nitrocelulose, etc; mono e diacilgliceróis, óleos e gorduras, sulfato de cálcio e silicatos, caseína, gelatina, albumina e polímeros sintéticos.

Os hidratos de carbono são os materiais mais utilizados para encapsulação. A maltodextrina, [(C 6 H12 05)η H20], polímero sacarídeo nutritivo, não doce apresenta-se como pó branco ou solução concentrada pela hidrólise parcial do amido de milho com ácidos e/ou enzimas. Não possui propriedade emulsificante (hidrofílica e lipofílica), por isso é usada combinada com amidos modificados para estabilizar emulsões. Na encapsulação, forma uma película protegendo o material volátil; tem efeito antioxidante e mostra retenção de voláteis na faixa de 65 a 80% (Ascheri et al., 2003) . O alginato de sódio é um polímero de ocorrência natural encontrado em algumas bactérias e nas paredes celulares e intracelulares de algas castanhas, principalmente Laminaria hyperborea, Ascophyllum nodosum e Macrocystis pyrifera (Gombotz,1998).

Os aditivos selecionados para a realização da presente invenção foram a maltodextrina e o alginato de sódio, tendo a maltodextrina e o alginato de sódio os seguintes códigos de aditivos alimentares, respectivamente: E459 e E401. A caracterização fisico-quimica do mel foi determinada pela análise a dez parâmetros: humidade, condutividade eléctrica, teor de cinza, pH e acidez livre, teor de HMF, ID, matéria insolúvel, prolina, rotação especifica e cor. A determinação da humidade foi feita por refratometria. Todas as medições foram realizadas a 20°C. Os resultados expressam-se em % (m/m).

Estado da técnica da invenção

Em pesquisa ao estado da técnica da invenção, foram identificados os seguintes documentos de patente, dos quais destacamos a sua distinção com a presente invenção: (Dl) BR PI0700364-1 - Dl divulga um processo de fabricação de mel de abelha desidratado com as seguintes etapas: mistura do mel com um encapsulador, por exemplo, maltodextrina; liofilização da mistura; produto submetido a um processo de moagem; e acondicionamento em embalagens.

Embora possam existir as mesmas etapas para a produção do mel em pó entre a presente invenção e Dl, existe um conjunto de informação que apenas é divulgada na presente invenção. A origem do mel não é definida em Dl, o método de adição do encapsuladores não é referenciado (sendo um método que requer vários passos e de difícil otimização), bem como o rácio de aditivo/mel utilizado (que é uma parte primordial do trabalho para que se alcance o objetivo final) também não 'divulgado.

De facto para a obtenção do rácio de aditivo/mel ótimo existem diversos fatores que influenciam diretamente a homogeneização destes dois componentes, nomeadamente a temperatura. Será descrito ao longo do presente documento que para o caso da presente invenção, a variabilidade e a importância deste fator está bem definida. De referir também que em função do rácio utilizado, no caso do aditivo alginato de sódio, diferentes produtos finais podem ser obtidos com diferente valor comercial. Por exemplo, diminuindo a quantidade de alginato de sódio, um dos tipos de produto final alternativo com estes dois componentes (por exemplo: mel em cubinhos, para colocar em chá ou em café) , o que revela a importância de se conhecer o rácio de aditivo/mel no produto final. Desta forma, a sua demonstração é fundamental, não se podendo ocultar este parâmetro a qualquer operador que pretenda reproduzir a invenção. A maltodextrina e o alginato de sódio são dois tipos de polissacarídeos com estrutura molecular bastante idêntica, podendo ter aplicações análogas com resultados semelhantes. No entanto, para a presente invenção, com a utilização de diferentes polissacarídeos obtêm-se diferentes resultados. Por exemplo, na presente invenção foram realizados os mesmos testes com outros polissacarídeos, obtendo-se resultados bastante diferentes. Em alguns, como por exemplo o agar, a produção de mel em pó não foi alcançada, nem mesmo a concentrações incomportáveis industrialmente. Outro dado que suporta este facto é a clara diferença entre o rácio aditivo/mel utilizando o polissacarideo alginato de sódio e maltodextrina, 1: 0,25 e 1:1, respetivamente. Estes valores indicam que, apesar de se utilizar compostos semelhantes do ponto de vista molecular (polissacarideos), as caracteristicas de cada composto em particular influenciam bastante a ligação com o mel. Estas diferentes caracteristicas podem ser explicadas pela diferente origem dos dois polissacarideos utilizados. A maltodextrina é um polissacarideo resultante da hidrólise de outro polissacarideo, o amido. O alginato de sódio é um polissacarideo natural extraído, geralmente, de macroalgas marinhas. Sendo o alginato de sódio produzido por este tipo de organismos, as vias de síntese podem ser resultantes de uma resposta ao stress biológico verificado no meio marinho, tendo um grau de complexidade bastante superior, comparativamente à maltodextrina. Um dos objetivos da presente invenção foi considerar a utilização de um aditivo com baixo valor energético e sem sabor distinguível, contrariamente à maltodextrina. Desta forma, o sucesso na utilização de polissacarideos, para o objetivo delineado, não é literal devido a todas as caracteristicas particulares dos compostos em estudo.

Descrição da invenção A presente invenção diz respeito a um processo de produção de mel em pó que consiste nas seguintes etapas: a) Adição de: i. maltodextrina em proporção com o mel de 1:1; ou ii. alginato de sódio em proporção com o mel de 1:0,25; b) liofilização c) trituração do mel e armazenamento num recipiente fechado.

Para uma descrição clara e concisa da presente invenção irá ser descrita tendo por base a sua forma preferencial de realização e alguns testes e ensaios efetuados.

Utilizaram-se duas amostras de mel comercial provenientes de duas regiões distintas, adquiridos diretamente ao produtor, os quais foram mantidos no escuro à temperatura ambiente até se realizarem as análises estipuladas: • mel multifloral da região do Fundão e • mel multifloral, DOP da região da Lousã.

Sendo a presente invenção o processo de fabrico de mel em pó e sabendo que o mel é um alimento que não se apresenta no estado sólido, mas semi-sólido ou liquido, foi necessário ensaiar métodos de secagem que envolvesse a alteração do estado físico do mel. Como tal foram testados dois métodos de secagem: • secagem por pulverização (Spary-Drying (SD)) - Num primeiro ensaio utilizou-se umamisturacontendo 20% mel, 30% amido seco e 50% água, com um. caudal de 9 ml/min e temperatura de entrada 200°C (Ahalya, 2009), não se conseguido obter o produto desejado. . A composição da mistura e as condições de operação foram alteradas, mas o resultado foi sempre negativo, não se obtendo mel em pó. A mistura durante o processo era injetada no equipamento, mas com o tempo acumulava-se nas paredes deste, caramelizando e fazendo com que não se obtivesse o produto final desejado. Durante o aquecimento dá-se a reação de caramelização, em que os açúcares se submetem à desidratação, ocorrendo a formação de estruturas complexas de massas moleculares diferentes. Esta é uma possível explicação para o fato de não se conseguir obter mel em pó; Assim, após várias tentativas sob condições diferentes não foi possível optar por este método de secagem. • Liofilização - verificou-se que após o processamento se obtinha mel em pó, no entanto muito rapidamente o mel ganhava humidade alterando ligeiramente o seu estado pós-secagem. No entanto, era notável que este método se adequava ao produto final desejado. No entanto, o mel em pó produzido por este método, não pode ser armazenado à temperatura ambiente, devido à sua elevada higroscopicidade. A adição de material encapsulador/aditivo permite o aumento da temperatura de transição vítrea (Tg) do mel, que conjuntamente com o facto de estarmos a operar numa condição de vácuo, permite obter mel em pó passível de ser armazenado à temperatura ambiente. Verificou-se que a amostra com aditivo liofilizada se apresenta em pó apresentando grânulos soltos, mantendo-se estável durante o armazenamento. Enquanto o mel puro liofilizado se apresenta com aspeto pegajoso e colante. Assim concluiu-se que o processo de secagem por liofilização, com mistura prévia de um aditivo era suficiente para se obter o produto final desejado.

Após se terem realizado testes preliminares e se ter concluído que o método de secagem mais adequado era a liofilização da mistura de mel com um encapsulador, foi necessário estudar qual o melhor aditivo e respetiva proporção na mistura., Isto com o objetivo de se utilizar um aditivo nas proporções mínimas possíveis, que não coloque em causa a qualidade do mel e a segurança do consumidor.

Os aditivos selecionados para a realização da presente invenção foram a maltodextrina e o alginato de sódio, tendo a maltodextrina e o alginato de sódio os seguintes códigos de aditivos alimentares, respectivamente: E459 e E401.

As amostras sujeitas à liofilização foram preparadas do seguinte modo: • Amostra de mel com maltodextrina - Para estas amostras, pesou-se o mele a maltodextrina De seguida adicionou-se 40ml de água destilada e colocou-se numa placa de aquecimento a 40°C com agitador, até se formar uma mistura homogénea. Transferiu-se para uma placa de petri e congelou-se a -80°C, durante pelo menos 48h até se realizar o processo de secagem (liofilização) . Durante a liofilização as amostras estavam sujeitas a uma temperatura de -60°C; • Amostra de mel com alginato de sódio - para estas amostras com alginato de sódio, pesou-se o mele o alginato de sódio (De seguida adicionou-se 40ml de água destilada e colocou-se numa placa de aquecimento a 40°C com agitador, até se formar uma mistura homogénea. Transferiu-se para uma placa de petri e congelou-se a -80°C, durante pelo menos 48h até se realizar o processo de secagem (liofilização). Durante a liofilização as amostras estavam sujeitas a uma temperatura de -60°C.

Foram estudadas as seguintes proporções mel:aditivo: • Aditivo Maltodextrina • 10g:10g (1:1); • lOg:7,5g (1:0,75); • lOg:5g (1:0,5); • lOg:2,5g (1:0,25); • lOg:1,5g (1:0,15); • Aditivo Alginato: A. 10g:2,5g (1:0,25); B. 10g:2g (1:0,2); C. 10g:l,5g (1:0,15); D. lOg:lg (1:0,1); E . lOg:0,5g (1:0,05).

Verificou-se logo aquando da preparação das amostras que à razão 1:1, para o aditivo alginato de sódio era impossível efectuar-se a mistura. Pois sendo considerado um espessante tornava uma massa muito espessa e não homogénea. Seguidamente resolveu-se fazer o teste com a proporção mel:alginato de sódio de 1:0,5 tendo-se obtido o mesmo resultado (mistura heterogénea). Decidiu-se baixar a proporção para 1:0,25, tendo como resultado a mistura homogénea.

Para o aditivo maltodextrina, fez-se uma primeira mistura à proporção 1:1 e verificou-se logo uma mistura eficaz entre mel e o aditivo.

Após se ter verificado qua a proporção mel:aditivo que melhores resultados apresentava na mistura, efetuou-se a liofilização a fim de se verificar se com estas proporções se obtinha mel em pó e se este mantinha as caraterísticas pós-processamento de secagem. Verificou-se que ambos os aditivos e respetivas proporções se enquadravam dentro dos resultados aceitáveis, pois o mel após a secagem ficou no estado sólido e manteve a caraterística pó durante a armazenagem.

Recolhidos estes dados foi necessário otimizar uma mistura do mel com os aditivos (maltodextrina e alginato de sódio), de modo que envolvesse uma quantidade mínima de aditivo. Então foram testados diferentes proporções mel:aditivo:água. Tendo sido feito posteriormente uma análise sensorial a fim de se verificar qual a amostra que com a quantidade mínima de aditivo oferecesse as caraterísticas desejáveis ao mel após o processamento e durante a armazenagem.

Analisando os resultados obtidos e da análise sensorial efetuada in loco, conclui-se que para o processo de secagem por liofilização: com adição prévia de maltodextrina, a proporção mínima que melhor se adequa à produção de mel em pó e que mantém as características físicas durante armazenagem armazenamento é a proporção 1:1 (por exemplo lOg mel:10g maltodextrina), sendo a única que apresenta uma textura em pó, apresentando as restantes aglomeração/agregação entre as partículas; com adição prévia de alginato de sódio, a proporção que melhor se adequa à produção de mel em pó e que mantém as características físicas durante a armazenagem é a proporção 1:0,25 (por exemplo lOg mel:2,5g alginato de sódio), sendo a única que apresenta uma textura em pó, apresentando as restantes aglomeração/agregação entre as partículas.

Conclui-se no final dos ensaios preliminares e da otimização do processo que o método mais eficaz para a produção de mel em pó é a liofilização. No entanto por si só não resulta tendo de se misturra previamente à liofilização, aditivos, de modo a evitar o ganho de humidade após o processamento. São esses aditivos a maltodextrina e alginato de sódio usados em proporção com o mel de 1:1 e 1:0,25, respetivamente.

Após o processo de liofilização as amostras são trituradas com uma picadora, guardadas num recipiente fechado em ambiente seco e fresco.

Testes e resultados da presente invenção A caracterização fisico-quimica do mel foi determinada pela análise a dez parâmetros: humidade, condutividade eléctrica, teor de cinza, pH e acidez livre, teor de HMF, ID, matéria insolúvel, prolina, rotação especifica e cor. A determinação da humidade foi feita por refratometria, utilizando-se um refratómetro Abbe Digital, Nova Optical Systems. Todas as medições foram realizadas a 20 °C. Os resultados expressam-se em % (m/m).

Para determinar a condutividade elétrica a constante da célula foi previamente determinada: dissolveram-se 7,4557g de cloreto de potássio num litro de água destilada, transferiu-se 40ml desta solução para um goblet e colocou-se num banho termostático a 20°C; Após ter atingido o equilíbrio fez-se a leitura. Para determinação da amostra, dissolveram-se 20g de amostra em água destilada, transferiu-se para um balão de 100ml e perfez-se o volume. Transferiu-se 40ml desta solução para um goblet e colocou-se em banho-maria a 20°C, após ter atingido o equilíbrio fez-se a leitura com o condutivímetro. Ao valor obtido multiplica-se pela constante da célula, previamente lido, sendo os resultados apresentados expressos em mS/cm.

Para determinar o teor de cinza, preparou-se previamente o prato de cinzas, aquecendo à temperatura de inceneração (350-400°C). Arrefeceu-se num exsicador à temperatura ambiente até se obter peso constante (m2). Pesou-se 5 a lOg de amostra para os pratos previamente preparados (mO), colocou-se na mufla a 350-400°C durante lh, arrefeceu-se num exsicador à temperatura ambiente até se obter peso constante (ml). O resultado é expresso em g/100g de mel, sendo calculado segundo a equação 1:

(D

Para determinar o pH, misturaram-se lOg de amostra em 75ml de água destilada. Esta solução foi colocada num banho a 20°C até atingir o equilíbrio. Posteriormente, o pH foi determinado por leitura directa com o medidor de pH. A acidez livre foi determinada por titulação volumétrica. Dissolveram-se lOg de amostra em 75ml de água destilada, de seguida adicionaram-se 4 a 5 gotas de solução alcoólica de fenolftaleína. Esta solução foi titulada com hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 M até a mudança de cor se manter durante lOseg. O valor da acidez (miliequivalente de ácido por Kg de mel) foi determinado, multiplicando por 10 o volume de NaOH usado na titulação.

Para determinar o valor de HMF (Hidroximetilfurfural) da amostra, dissolveram-se 5g de amostra em 25 ml de água destilada e transferiram-se para um balão volumétrico de 50ml, ao qual foram adicionados 0,5ml de solução Carrez I (15g de hexacianoferrato de potássio dissolvido em lOOml de água) e 0,5 ml de solução Carrez II (30g acetato de zinco diluído em lOOml água) e perfez-se o volume com água destilada. Depois de filtrar esta solução, os primeiros 10ml de filtrado foram rejeitados e recolheram-se aliquotas de 5ml para dois tubos de ensaio. A um dos tubos adicionaram-se 5ml de água destilada (solução amostra) e ao outro 5ml de solução bissulfito de sódio 0,2% (controlo). Leu-se a absorvância das soluções a 284nm (Abs284) e 336nm (Abs336), num espectrofotómetro UV -visível. O valor de HMF é expresso em mg/kg e foi determinado de acordo com a equação 2: HMF = ((Abs284 — Abs336) * 149,7 * 5)/mmel (2)

Para determinar o índice diastásico da amostra, dissolveram-se lOg de amostra em 5ml de solução tampão acetato pH 5,3 e 20ml de água destilada. Num balão volumétrico de 50ml, colocaram-se 3ml de solução de cloreto de sódio 0,5M e a solução de amostra, e perfez-se o volume com água destilada.

Transferiram-se 10ml desta solução para dois balões volumétricos de 50ml (balãol=solução de referência; balão2=solução amostra) que foram colocados num banho a 40°C, juntamente com a solução de amido com um índice de azul entre 0,5 e 0,55. Os balões volumétricos são apoiados em argolas metálicas ficando deste modo mais estáveis em banho. Após 15min no banho, foram adicionados 5ml de água destilada ao balão 1 e 5ml de solução de amido ao balão2. Em intervalos de tempo de 5min, transferiram-se lml dos balõesl e 2 para balões volumétricos de 50ml que continham 10ml de solução de iodo 0,0007N e 15ml de água destilada. Leu-se a absorvância da solução amostra (balão 2) a 660nm, usando como branco a solução referência (balão 1), num espectrofotómetro. A absorvância da amostra foi lida de 5 em 5min, até se atingir um valor inferior a 0,235. Para determinar o tempo em que a absorvância atingiu esse valor, efectuou-se um gráfico de absorvância em função do tempo. Os resultados foram expressos em graus Gothe. O índice diastásico (ID) foi determinado de acordo com a seguinte equação:

(3)

Onde Tx é o tempo que demora a absorvância a chegar aos 0,235.

Para se determinar a matéria insolúvel, pesou-se 20g (ml) de amostra e dissolveu-se em 200ml de água destilada numa placa de aquecimento com agitador a 80°C. Filtrou-se a amostra através do cadinho, lavando com água morna até ficar livre de açúcares. Secou-se o cadinho na estufa de secagem a 135°C, arrefeceu-se num exsicador e pesou-se até se obter peso constante (m) . O valor de matéria insolúvel é expresso em g/100g e é obtido através da equação 4:

(4)

Para determinar o teor de prolina, pesou-se 5g de amostra para um goblet e dissolveu-se em 50ml de água destilada, transferiu-se para um balão volumétrico de 100ml e perfez-se até a marca. Para um tubo de ensaio, transferiu-se 0,5ml desta solução, 0,5ml da solução de prolina, lml ácido fórmico e lml de solução ninidrina (tubo teste) . Para outro tubo adicionou-se 0,5ml água destilada, 0,5ml da solução de prolina, lml ácido fórmico e lml de solução ninidrina (branco). Tapou-se os tubos e agitou-se vigorosamente durante 15min, colocou-se em banho-maria a ferver durante 15min imersos abaixo do nivel da solução. De seguida transferiu-se para um banho a 70°C durante lOmin. Adicionou-se 5ml da solução 2-propanol a cada tubo e colocou-se a tampa, deixando-se arrefecer durante 45min após a remoção do banho. Leu-se a absorvância num espectrofotómetro no comprimento de onda de 510nm. A prolina é expressa em mg/kg e obteve-se através da equação 5:

(5)

Onde: Es= Absorvância da amostra; Ea= Absorvância da solução prolina; El= mg prolina da solução prolina; E2= massa de mel; 80= Fator de diluição.

Para se determinar a rotação especifica, pesou-se 12g de amostra e dissolveu-se em água destilada, adicionou-se lOml da solução Carrez I (15g de hexacianoferrato de potássio dissolvido em lOOml de água) e misturou-se completamente durante 30seg, de seguida adicionou-se lOml da solução Carrez II (30g acetato de zinco diluído em lOOml água) misturando-se também durante 30seg. Transferiu-se para um balão de lOOml e perfez-se o volume até à marca. No dia seguinte filtrou-se a solução. Encheu-se o tubo de polarímetro com 2dm de comprimento com esta solução e leu-se a rotação angular (a). A rotação especifica expressa-se pela equação 6:

(6)

Onde: a= Rotação angular encontrada; L= comprimento do tubo em dm; P= gramas de matéria-seca. A análise instrumental de cor foi realizada com um colorímetro, previamente calibrado com um padrão branco (L*=97,71, a*=-0,01, b*=l,56). Preencheu-se completamente com amostra, uma caixa de Petri com baixa capacidade refletiva; a abertura do colorímetro foi colocada no topo e no centro da caixa, na vertical, formando uma linha perpendicular.

As determinações foram realizadas em triplicado.

Tabela 2 - Resultados análises físico-químicas antes e após a liofilização (LM= liofilizado c/maltodextrina; LA= Liofilizado c/alginato; L = mel da Lousã; F = mel do Fundão) . Os valores correspondem à média + DP.

Verifica-se uma diminuição no teor de humidade do mel normal (controlo) (figura 1) , em relação às amostras liofilizados em cerca de 15 a 19%. 0 mel em pó produzido com a adição de maltodextrina tem um teor de humidade menor do que o mel produzido com adição de alginato.

Relativamente ao teor de cinza verifica-se que os dois tipos de mel, antes da liofilização apresentam valores abaixo do LMA (Limite Máximo Admissível) e tendo em conta o desvio-padrão obtido, verifica-se que o teor de cinza é idêntico, isto é, ou não diferem entre si de forma acentuada.

Após a liofilização verifica-se uma diminuição nos valores médios do mel com aditivo maltodextrina, assim como no mel com aditivo alginato de sódio quando comparados com o controlo, isto é, antes da liofilização. Não há indicação que a análise de pH seja obrigatória para avaliação da qualidade do mel, no entanto, foi realizada como parâmetro complementar para a avaliação da acidez total, e verifica-se que em todas a fases de produção de mel em pó (normal e liofilizado) o pH manteve-se abaixo do LMA (figura 3). No entanto, é de salientar que os resultados evidenciam um aumento do valor médio do pH nas amostras que continham alginato de sódio como aditivo. 0 nível de acidez livre em todas as amostras antes e após a fase de processamento encontra-se abaixo do LMA (figura 4). Para o mel do Fundão após a liofilização, denota-se uma diminuição no valor médio com aditivo maltodextrina (26,25 + 0,82) e com aditivo alginato de sódio (31,00 + 1,03), quando comparado com o controlo (42,75 + 0,45) . No que diz respeito ao mel da Lousã, este apresenta um valor médio de acidez livre antes da liofilização de 28,25 + 0,45. Assim, denota-se uma ligeira diminuição após a liofilização com o aditivo maltodextrina (26,25 + 0,41). No entanto, quando lhe é aplicado o aditivo alginato de sódio (35,75 + 3,55) este valor aumenta.

Uma vez que na preparação das amostras foi usado tratamento térmico (T=40°C), poderá ter sido o suficiente para causar o aumento do pH e uma diminuição da acidez livre. Comparando os dois aditivos denota-se que o alginato confere ligeiramente maior acidez ao produto final, isto porque poderá ter volatilizado alguns ácidos orgânicos presentes. Conclui-se que após o processamento, o pH aumenta e a acidez diminui, explicado pelo aquecimento do mel aquando da preparação das amostras. O alginato aumenta ligeiramente a acidez livre quando comparado com a maltodextrina. No entanto não se excedeu o LMA.

Relativamente à matéria insolúvel, o controlo e a amostra liofilizada com maltodextrina, para o mel do Fundão como para o mel da Lousã apresentam valores abaixo do LMA (figura 5) , para o mel processado com alginato quando comparado com o mel processado com maltodextrina, verifica-se um aumento no teor de matéria insolúvel de quase 50%.

Os alginatos pertencem a uma extensa classe de polímeros polissacarídeos que formam suspensões hidrocolóides em água. Alginato de sódio é um sal de sódio formado de resíduos de ácido /S-D-manurônico (M) e ácido α-L-gulurônico (G) unidos por ligação (l->4), de composição e sequência variada. A diferença na sequência e no conteúdo de blocos M e G determinará a flexibilidade da cadeia, influenciando a solubilidade e a estabilidade do gel que será formado. Alginatos ricos em blocos G formam géis rígidos e quebradiços na presença de iões Ca2+ enquanto a predominância de M (em bloco) ou MG resultam em géis elásticos. Uma vez que a concentrações baixas de iões Ca2 + , se induz a um aumento da viscosidade, ou por outro lado menor solubilidade, conclui-se assim que na mistura com alginato havia poucos iões cálcio. Dai que a MI tenha aumentado.

Relativamente ao teor de prolina, verifica-se que para os dois tipos de mel em estudo (Fundão e Lousã) , o teor da prolina é, em termos médios, inferior ao LMA (5 mg/kg), com exceção do mel liofilizado com maltodextrina (figura 6) . Contudo, dada a variabilidade inerente às amostras em estudo, é possível inferir que o valor de prolina pode até não apresentar alterações acentuadas quando comparados os tipos de mel em análise, assim como o processamento com os diferentes aditivos. A rotação específica é uma constante de proporcionalidade e é característica de cada substância, para um determinado solvente, comprimento de onda e temperatura. Esta medida pode servir de critério de identidade e pureza, assim podemos dizer que a presente invenção é um produto de origem natural uma vez que predomina resultados negativos de rotação específica.

Ao analisar os resultados apresentados (Figura 8) , pode-se concluir que este é um produto de origem natural uma vez que predomina resultados negativos de rotação específica. Adicionalmente, pode-se ainda observar que em termos médios, o mel da Lousã apresenta sempre valores inferiores. Contudo, é de notar que para os dois tipos de mel em estudo, e respetivos processamentos, o padrão geral de resultados segue a mesma tendência, isto é, diminui de forma similar (ou seja, para ambos os tipos de mel verificam-se valores mais altos para o controlo e valores mais baixos para o mel com alginato).

Verifica-se também que as amostras liofilizadas sofrem uma diminuição no valor da condutividade elétrica, mas comparando os aditivos, o alginato é aquele que apresenta maior condutividade. Tendo em conta que a condutividade elétrica depende dos ácidos orgânicos, pode-se concluir que estes poderão ter evaporado quando se efetuou a secagem diminuindo assim o valor da condutividade elétrica.

Relativamente oo valor de HMF, élogo possível verificar que nas amostras que estiveram sujeitas a processamento há um aumento em cerca de 50% do valor inicial (controlo), superando o LMA (figura 9). A amostra controlo tem valores inferiores ao LMA, então demonstra-se a existência de uma boa qualidade do mel. O HMF está praticamente ausente em alimentos frescos ou em alimentos não sujeitos a processamento, no entanto, o aquecimento ou as condições de armazenamento prolongado, são variáveis que promovem o aumento das suas concentrações. Tendo em conta que o HMF aumenta as suas concentrações em situações de aquecimento e armazenamento prolongado, pode-se concluir que o fato de as amostras liofilizadas terem aumentado o teor de HMF, foi devido ao aquecimento fornecido (T=40°C), quando estas estavam a ser preparadas. A diastase é a enzima mais resistente ao calor encontrada no mel, e portanto, é normalmente utilizada como indicador de sobreaquecimento. Conclui-se que todas as amostras estão acima do Limite Mínimo Admissível (LMiA) (fiqura 10), inclusive para as amostras do mel da Lousã o valor de ID manteve-se praticamente inalterado dado ser possível observar a existência de uma variabilidade praticamente homoqénea entre as amostras. O mesmo se passa para as amostras do mel do

Fundão embora com um liqeiro aumento após a liofilização. Levando a concluir que o aquecimento na preparação das amostras em conjunto com o armazenamento não foi suficiente para destruir esta enzima, mantendo as características qualitativas do mel.

Sequndo o modelo CIE/Lab desenvolvido pela Comissão Internacional de Iluminação (CIE) em 1976 define-se os seguintes parâmetros:) - L*, a luminância, expressa em percentagem (de 0 para o preto a 100 para o branco) ; a* e b* duas gamas de cor que vão respectivamente do verde ao vermelho e do azul ao amarelo com valores que vão de -120 a +120 - é necessário analisá-los pois é nestes vetores que se vai definir a cor do mel normal e suas alterações após o processamento.

Tabela 3 - Resultados da cor (LM = Liofilizado com maltodextrina; LA= Liofilizado com Alginato; L= Mel da Lousã; F= Mel do Fundão; L*,a*b*= parâmetros que definem a cor) . Os valores correspondem à média + DP. 0 mel da Lousã apresenta valores médios de L*,a* e b* de 28,22, 17,64 e 17,8, respetivamente. Este mel apresenta uma cor amarela/avermelhada e uma luminância próximo do cinzento, ou seja escura. 0 que o resultado esperado para o mel vulgar. 0 mesmo resultado acontece com o mel do Fundão com valores de L*,a* e b* de 29,2, 13,87 e 20,5 respetivamente (figura 11).

Analisando a tabela 3 nota-se que os três parâmetros diminuem ligeiramente nos dois méis quando comparados com o controlo. Isto significa que o mel em pó perde cor amarela e vermelha tornando-se mais acizentado. Ou seja apresenta uma cor amarelo claro.

Descrição das figuras

Figura 1: Teor de Humidade em função do aditivo e processamento (LMA - Limite máximo admissível, segundo

Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média ± DP.

Figura 2: Teor de Cinza em função do aditivo e processamento (LMA - Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 3: pH em função do aditivo e processamento (LMA

Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 4: Acidez livre em função do aditivo e processamento (LMA - Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 5: Matéria Insolúvel em função do aditivo e processamento (LMA - Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da

República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 6: Teor de prolina em função do aditivo e processamento (LMA - Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 7: Rotação específica em função do aditivo e processamento. Os valores correspondem à média + DP.

Figura 8: Condutividade elétrica em função do aditivo e processamento (LMA - Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 9: HMF em função do aditivo e processamento (LMA -Limite máximo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média ± DP.

Figura 10: ID em função do aditivo e processamento (LMiA -Limite mínimo admissível, segundo Decreto-Lei n.°214/2003 de 18 de Setembro, Diário da República). Os valores correspondem à média + DP.

Figura 11: Referencial da cor (CieLab).

Leiria, 5 de junho de 2014

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de produção de mel em pó caracterizado pelas seguintes etapas: a. adição do composto alginato de sódio em proporção com o mel a 1:0; b. liofilização: c. trituração do mel e armazenamento num recipiente fechado. Leiria, 5 de junho de 2014