de Araruta (Maranta arundinacea)

Características dos Rizomas e do Amido
de Araruta (Maranta arundinacea) em
Diferentes Estádios de Desenvolvimento da
Planta
Characteristics of the Rhizomes and Starch of
Arrowroot (Maranta arundinacea) Harvested
at Different Stages of Development
AUTORES
AUTHORS
Tainara B. FERRARI
Magali LEONEL
Centro de Raízes e Amidos Tropicais - Unesp, Caixa Postal
237- CEP 18603-970, Botucatu-SP, e-mail: pesq1cerat@fca.
unesp.br
Silene B. S. SARMENTO
Depto. Agroindústria, Alimentos e Nutrição – USP/Esalq,
Caixa Postal 09 – CEP 13418-900, Piracicaba-SP, e-mail:
[email protected]
RESUMO
Nos últimos anos a importância das condições de cultivo e da idade da planta sobre
a síntese e as propriedades de seus amidos tem recebido crescente interesse. Nesta linha, este
trabalho teve como objetivo avaliar a influência do estádio de desenvolvimento de plantas
de araruta sobre as características físico-químicas dos rizomas, bem como em características
físico-químicas, distribuição do tamanho de grânulos e propriedades viscográficas do amido. Os
resultados obtidos mostraram que a colheita dos rizomas para extração de amido deve ocorrer
de 12 a 14 meses após o plantio. A análise do teor de amilose mostrou aumento com a idade
(17,9% aos 12 meses e 20,0% aos 14 meses). A análise de tamanho dos grânulos de amido
mostrou aumento do tamanho dos grânulos com a idade da planta. Os viscoamilogramas
dos amidos mostraram perfis com picos de formato agudo e uma queda acentuada de
viscosidade antes dos 95°C, revelando baixa estabilidade da pasta a quente perante agitação.
As propriedades das pastas de amidos de plantas com 12 e 14 meses mostraram temperaturas
de empastamento semelhantes, entretanto os valores de viscosidade (pico, quebra, final e
tendência a retrogradação) apresentaram tendência à redução com o desenvolvimento das
plantas.
SUMMARY
Over the last few years, interest has increased in the importance of the conditions of
cultivation and harvesting time of the plant with respect to the characteristics and properties
of its starch. Thus the purpose of this study was to evaluate the effects of the harvesting
time of arrowroot plants on the physicochemical characteristics of the rhizomes and on the
physicochemical characteristics and size distribution of the starch granules and viscographic
properties of the starch. The results showed that for starch extraction, the rhizomes should
be harvested from 12 to 14 months after planting. The amylose content increased with the
age of the plant (17.9% at 12 months and 20.0% at 14 months). The starch granule size also
increased with increase in the age of the plant. The viscoamylograms of the arrowroot starch
presented profiles with sharp peaks and a considerable fall in viscosity before 95°C, showing
low paste stability when stirred at high temperature. The starch paste properties of 12 and 14
month old plants presented similar pasting temperatures, although the viscosity values (peak,
break, final and setback) presented a tendency to reduce with age.
PALAVRAS-CHAVE
KEY WORDS
Araruta; Fécula; Microscopia; Viscosidade.
Arrowroot; Starch; Microscopy; Viscosity.
Braz. J. Food Technol., v.8, n.2, p. 93-98, abr./jun., 2005
93
Recebido / Received: 19/02/2004. Aprovado / Approved: 23/03/2005.
FERRARI, T.B. et al.
1. INTRODUÇÃO
O mercado de amido e derivados é cada vez mais um
mercado industrial. A importância desses produtos diretamente
no varejo diminui à medida que a economia se desenvolve
e os hábitos de consumo se modificam. Com o aumento e
a distribuição da renda, sua demanda tende a crescer como
insumo industrial de setores estratégicos, como a indústria
alimentícia, têxtil, química e farmacêutica, entre outros (SILVA
et al., 2000).
O setor alimentar é o maior consumidor de amido,
tanto nativo como modificado, com um crescimento acentuado
em conseqüência do seu emprego em alimentos preparados.
A evolução do setor faz com que pesquisas que visem à
identificação de novos amidos naturais, os quais apresentem
propriedades diferenciadas, obtenham grande interesse por
parte do mercado produtivo e consumidor.
As principais fontes de amido comercial são o milho, o
trigo, a batata e a mandioca. No mundo são produzidos cerca de
48,5 milhões de toneladas de amido, sendo os EUA responsáveis
pela maior produção de amido de milho (24,6 milhões de
toneladas, 62,4%) e a União Européia a maior produtora de
amido de batata (1,8 milhão de toneladas, 69,2%) e de trigo
(2,8 milhões de toneladas, 68,3%), e a produção mundial de
outros amidos é da ordem de 2,5 milhões de toneladas, com a
mandioca como principal fonte (FRANCO et al., 2001). O setor
de amido vem atentando para as dificuldades de comercialização
de amidos modificados para uso em alimentos, o que iniciou a
busca por amidos naturais com propriedades que atendam as
exigências do mercado.
A araruta industrial (Maranta arundinacea L.) é uma
planta herbácea, com caule articulado de 1,20 m de altura,
rizoma fuziforme, casca brilhante, escamoso e produzido em
tufos aderentes aos rizomas. A colheita dos rizomas pode ser
feita dos 9 aos 12 meses após o plantio, quando as folhas se
acham murchas, com uma coloração parda, que posteriormente
se torna amarelo-palha e esbranquiçada (MONTEIRO &
PERESSIN, 2002).
Segundo MONTEIRO & PERESSIN (2002) as condições
climáticas ideais para o cultivo de araruta são encontradas no
tipo climático Cfa, clima mesotérmico úmido, sem estiagem.
Quanto ao solo, é naqueles que apresentam a camada
superficial porosa, solos soltos, onde são obtidas as melhores
produções, de modo que essa cultura prefere o aluvional
arenoso rico em matéria orgânica e também os solos das
unidades taxonômicas, Podzólico Vermelho-Amarelo orto e
Podzolisado com Cascalho.
Sua importância atual está relacionada às características
especiais de seu amido, o qual alcança preços elevados no
mercado internacional. A produção mundial é pequena,
encontrando-se plantios comerciais em Barbados e Saint
Vicent, no Caribe. A produção brasileira em 1996 foi de 1.141
toneladas, sendo que São Paulo contribuiu com 54 toneladas
(MONTEIRO & PERESSIN, 2002).
Braz. J. Food Technol., v.8, n.2, p. 93-98, abr./jun., 2005
Características dos Rizomas e do Amido
de Araruta (Maranta arundinacea) em
Diferentes Estádios de Desenvolvimento
da Planta
PÉREZ et al. (1997) analisando rizomas de araruta
cultivados na Venezuela obtiveram 1,10% de proteína, 1,20%
de matéria graxa, 0,57% de cinzas, 1,51% de fibras, 15,74% de
carboidratos totais, 79,88% de umidade e pH 6,9.
Nos últimos anos o efeito das condições de cultivo
e da idade de tuberosas sobre a síntese e as propriedades
de seus amidos tem recebido crescente interesse. De forma
geral, as características do amido variam com o estádio de
desenvolvimento da planta de origem. SRIROTH et al. (1999)
estudaram a influência do ambiente e da idade da planta de
mandioca (dos 6 aos 16 meses) sobre as propriedades funcionais
do amido e observaram diferenças no teor de amilose,
distribuição de tamanho dos grânulos, estrutura cristalina e
propriedades de gelatinização.
Nesta linha, este trabalho teve por objetivo avaliar a
influência da idade da planta de araruta sobre características
físico-químicas dos rizomas e características físicas e físicoquímicas da fração amido.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Acompanhamento do desenvolvimento das
plantas
Mudas de araruta com cerca de 20 cm de altura foram
plantadas na Fazenda Lageado em maio de 2002, onde
permaneceram por 14 meses. O clima da região é classificado
como Csa ou temperado chuvoso, úmido e com verões
quentes, precipitação média anual de 1.517 mm e temperatura
média anual de 20,6°C. O solo é Latossolo Roxo Destrófico A
Moderado.
Para o acompanhamento do desenvolvimento das
plantas foram realizadas medidas de peso total e umidade
(AOAC, 1980) da parte aérea e dos rizomas a cada dois meses,
a partir do quarto mês do plantio.
Nas coletas com 12 e 14 meses realizou-se a extração
do amido, sendo os rizomas de araruta e o amido obtido
caracterizados quanto a umidade, cinzas, proteína, matéria
graxa, fibras, açúcares solúveis totais e açúcares redutores
(AOAC, 1980). O teor de amido foi determinado pelo método
de hidrólise enzimática descrito por RICKARD & BEHN (1987).
O teor de amilose foi determinado segundo a
metodologia de WILLIAMS et al. (1970).
2.2 Extração do amido
Os rizomas das plantas colhidas aos 12 e 14 meses foram
processados seguindo as etapas apresentadas na Figura 1.
94
FERRARI, T.B. et al.
Características dos Rizomas e do Amido
de Araruta (Maranta arundinacea) em
Diferentes Estádios de Desenvolvimento
da Planta
de variância pelo teste F e as médias comparadas pelo teste de
Tukey no nível de 5% de probabilidade (CAMPOS, 1984).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Acompanhamento do desenvolvimento das
plantas
FIGURA 1. Fluxograma de extração do amido de araruta.
Os resultados obtidos nas análises de acompanhamento
do desenvolvimento da planta de araruta mostraram maior peso
fresco da parte aérea aos 6 meses com decréscimo acentuado
após os 8 meses do plantio quando as folhas começaram a secar.
Quanto ao peso total dos rizomas, ocorreu aumento com o
desenvolvimento da planta, sendo que aos 14 meses algumas
plantas apresentavam podridão de rizomas (Figura 2).
Peso parte aérea
2.4 Propriedades de pasta
Para a análise das propriedades de pasta dos amidos
foi utilizado o Rapid Visco Analyser (RVA), série 4, da marca
Newport Scientific e programa de computador “Thermocline
for Windows”. As suspensões de 2,5 g de amido em 25 mL de
água, corrigidas para a base de 14% de umidade, passaram
pela seguinte programação tempo/temperatura: 50°C por 1
minuto, aquecimento de 50 a 95°C a uma taxa de 6°C/minuto,
manutenção da pasta a 95°C por 5 minutos e resfriamento de
95 a 50°C a uma taxa de 6°C/minuto. A viscosidade aparente
foi expressa em RVU. A partir do gráfico obtido foram avaliadas
as seguintes características: temperatura de pasta, viscosidade
máxima, quebra de viscosidade, viscosidade final e tendência
a retrogradação.
2.5 Análise dos resultados
A comparação dos parâmetros avaliados para a
caracterização físico-química dos rizomas e das féculas nos
diferentes estádios de desenvolvimento da planta de araruta foi
realizada por meio de análise estatística, sendo realizada a análise
Braz. J. Food Technol., v.8, n.2, p. 93-98, abr./jun., 2005
Peso (g)
2.3 Análise microscópica
Para a determinação da distribuição dos grânulos de
amido quanto ao diâmetro maior e menor foi utilizado o Sistema
de Análise de Imagem KS 300. As amostras de fécula foram
coletadas com um fio de platina e misturadas em duas gotas de
solução de água e glicerina (50%) sobre lâminas de vidro, sendo
cobertas por lamínula. Após o preparo de dez lâminas, estas
foram observadas em microscópio óptico (AXIOCOP II - ZEISS)
e as imagens selecionadas foram analisadas. Os parâmetros
avaliados foram: forma e diâmetro maior (µm), sendo feitas 500
medidas, conforme recomendado por VIGNEAU et al. (2000).
Peso rizomas
1600
1200
800
400
0
4
6
8
10
12
14
16
Meses
FIGURA 2. Variação no peso da parte aérea e do rizoma
durante o desenvolvimento da planta de araruta.
Solos arenosos e profundos são ideais por favorecer o
crescimento dos rizomas de araruta. A presença de argila pode
ser necessária em períodos de seca, mas o excesso de umidade
leva ao apodrecimento do rizoma (CATÁLOGO RURAL, 2003),
sendo esta a provável causa da podridão de rizoma verificada
aos 14 meses de idade da planta, pois o tipo de solo local é o
Latossolo Roxo Destrófico A Moderado.
A temperatura média nos meses de cultivo da araruta
foi de 19,93°C com precipitação pluviométrica total de
1.608,08 mm. Assim sendo, as condições de temperatura e
precipitação ocorridas nesse período estavam dentro das citadas
por MONTEIRO & PERESSIN (2002), entretanto o tipo de solo
não é o mais indicado para cultivo da araruta.
3.2 Caracterização dos rizomas de araruta
Os resultados obtidos na caracterização dos rizomas de
araruta com 10, 12 e 14 meses do plantio estão apresentados
na Tabela 1. Os rizomas de araruta com 10 meses do plantio
apresentaram maior teor de umidade (79,7%) e menor teor de
outros componentes, mostrando estar a planta em processo de
crescimento e tuberização nesse estádio. Ocorreu decréscimo
significativo do teor de umidade nos rizomas aos 12 meses
(71,9%), mantendo-se até os 14 meses. Os rizomas com 14
95
FERRARI, T.B. et al.
meses apresentaram aumento significativo do teor de fibras, o
que confirma as observações feitas durante o acompanhamento
do desenvolvimento das plantas, quando se observou que os
rizomas estavam murchos e em início de decomposição. O
teor de amido teve aumento acentuado aos 12 meses, não
apresentando diferença significativa quando comparado com
14 meses. Foi observado decréscimo dos açúcares solúveis
totais e aumento dos açúcares redutores nos rizomas com o
desenvolvimento da planta.
TABELA 1. Caracterização dos rizomas de araruta nos diferentes
estádios de desenvolvimento da planta.
Meses
Variáveis
(g/100 g)
10
12
14
Umidade
83,29a
71,91b
Cinzas
0,45b
Fibras
Açúcar redutor
Açúcar sol. total
Matéria graxa
CV
DMS
69,92b
2,57
3,80
1,04a
1,08a
10,04
0,17
1,40c
1,90b
3,69a
10,86
0,50
0,15c
0,24b
0,41a
8,25
0,043
1,44a
1,09b
1,08b
10,17
0,24
0,08c
0,12b
0,17a
8,22
0,02
Proteína
0,85b
1,76a
1,91a
9,77
0,29
Amido
12,10b
18,58a
21,20a
8,10
2,77
* Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si no nível de 5% de significância.
Estes resultados indicam que a planta de araruta, nas
condições em que este experimento foi conduzido, apresenta
melhor ponto de colheita para extração de amido aos 12 meses,
podendo chegar, no máximo, até os 14 meses, quando já se
inicia o apodrecimento dos rizomas.
3.3 Processamento dos rizomas de araruta para
obtenção do amido
Características dos Rizomas e do Amido
de Araruta (Maranta arundinacea) em
Diferentes Estádios de Desenvolvimento
da Planta
TABELA 2. Balanço de massa da extração de amido de araruta
nos diferentes tempos de cultivo.
Variáveis/meses
12 meses
14 meses
Peso dos rizomas (g)
2440
2100
Umidade dos rizomas (%)
70,94
69,92
Matéria seca inicial (g)
709,06
631,68
Peso do amido (g)
458,80
500
Umidade do amido (%)
10,49
9,85
Matéria seca extraída (g)
410,67
450,75
840
680
Umidade do bagaço (%)
84,86
83,11
Matéria seca residual (g)
127,18
114,85
Rendimento prático da extração (%)
18,18
23,81
Peso do bagaço (g)
TABELA 3. Caracterização dos amidos de araruta obtidos de
plantas com 12 e 14 meses de cultivo.
Meses
Variáveis
(g/100 g)
12
14
Umidade
10,49a
Cinzas
CV
DMS
9,85b
1,62
0,28
0,21a
0,18b
6,82
0,02
Fibras
1,30a
1,05b
1,90
0,39
Açúcar total
0,88a
0,95a
13,97
0,02
Açúcar sol. redutor
0,18a
0,04b
6,94
0,01
Matéria graxa
0,10b
0,29a
32,54
0,11
Proteína
0,19a
0,19a
13,84
0,05
Amido
84,95a
85,69a
1,32
1,94
Amilose (%)
17,88b
19,99a
0,63
0,20
* Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si no nível de 5% de significância.
Os dados do balanço de massa do processamento dos
rizomas de araruta com 12 e 14 meses de plantio mostraram
que ocorreu um melhor rendimento prático em amido com
os rizomas colhidos com 14 meses (Tabela 2). Contudo, faz-se
importante ressaltar que ocorreu a necessidade de descarte de
rizomas em decomposição nesse estádio de desenvolvimento
da planta, o que acarretaria um menor rendimento em amido/
hectare com a colheita neste tempo.
A análise do teor de amilose mostrou diferença
significativa com a idade da planta, diferindo do observado
por LEONEL et al. (2002) em féculas obtidas de rizomas de
araruta com 14 meses (23,93%) e assemelhando-se aos 19%
encontrados por ERDMAN (1986) em amidos de araruta
extraídos de rizomas cultivados nos Estados Unidos e em West
Indies.
3.4 Caracterização dos amidos
GEDDES et al. (1965) obser varam um aumento
significativo do teor de amilose em amido extraído de batata
em estádio de tuberização mais avançado. ASAOKA et al. (1985)
observaram menores teores de amilose nos estádios iniciais de
desenvolvimento de grãos de cereais.
Os resultados obtidos na caracterização dos amidos
(Tabela 3) mostraram diferenças significativas quanto à
composição química entre os amidos extraídos de rizomas
aos 12 e aos 14 meses. Contudo, considerando os limites
estabelecidos pela legislação brasileira, os dois amidos estão
dentro dos padrões: no máximo 14% de umidade, mínimo de
80% de amido e máximo de 0,5 de cinzas (BRASIL, 1978).
Braz. J. Food Technol., v.8, n.2, p. 93-98, abr./jun., 2005
3.5 Análise microscópica
Os resultados obtidos na análise de tamanho dos
grânulos estão apresentados nas Figuras 3 e 4. O gráfico de
96
FERRARI, T.B. et al.
freqüências mostrou predomínio de grânulos de amido com
diâmetro maior na faixa de 20 a 27 µm em plantas de araruta
com 12 meses. Aos 14 meses ocorreu maior freqüência de
grânulos de amido com diâmetro maior na faixa de 25 a
32 µm.
Características dos Rizomas e do Amido
de Araruta (Maranta arundinacea) em
Diferentes Estádios de Desenvolvimento
da Planta
3.6 Análise viscográfica
Os resultados obtidos na análise viscográfica das pastas
de amido de araruta nos diferentes estádios de desenvolvimento
da planta estão apresentados na Figura 5 e na Tabela 4.
240
25.0
20.0
Viscosidade (RVU)
%
180
15.0
12 meses
120
10.0
5.00
14 meses
60
0.00
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
Diâmetro maior (micrômetro)
FIGURA 3. Histogramas de distribuição de classes de tamanho
de grânulos de amido (diâmetro maior) de araruta com 12
meses.
Newport Scientific Pty Ltd
0
0
6
12
18
24
Tempo (min)
FIGURA 5. Viscogramas (RVA) dos amidos de araruta obtidos
de plantas em diferentes estádios de desenvolvimento (12 e
14 meses).
25.0
20.0
15.0
%
10.0
5.00
0.00
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
Os resultados das propriedades das pasta de amido
de araruta mostraram curvas com picos de formato agudo,
característico de grânulos que apresentam homogeneidade
estrutural, e em seguida, antes mesmo de atingir 95°C, uma
queda acentuada de viscosidade, revelando baixa estabilidade
da pasta a quente perante agitação. Esta quebra de viscosidade
é característica do amido de outras fontes vegetais subterrâneas,
como a mandioca e batata (LEONEL et al., 2002). Em decorrência
da quebra acentuada e da baixa tendência a retrogradação
observada, os valores de viscosidade final apresentaram-se bem
abaixo dos valores de viscosidade máxima.
Diâmetro maior (micrômetro)
FIGURA 4. Histogramas de distribuição de classes de tamanho
de grânulos de amido (diâmetro maior) de araruta com 14
meses.
PÉREZ et al. (1997) relataram a forma de amidos de
araruta, destacando pequena quantidade de grânulos circulares
e um predomínio do formato de feijão. ERDMAN (1986) avaliou
o tamanho dos grânulos por meio da microscopia eletrônica de
varredura, encontrando diâmetro médio de 13 µm.
NODA et al. (1997), avaliando os efeitos das épocas de
plantio e colheita sobre as propriedades de amido de batatadoce, concluíram que o tamanho médio dos grânulos de amido
aumentou com a idade da planta.
Braz. J. Food Technol., v.8, n.2, p. 93-98, abr./jun., 2005
TABELA 4. Propriedades das pastas de amido de araruta obtido
em diferentes idades da planta.
VISCOSIDADE (RVU)
Pico Quebra Final
Tendência a
retrogradação
Temperatura
de pasta (°C)
12 meses
214
133
134
52
73,6
14 meses
166
108
94
36
73,4
A avaliação das propriedades de pasta mostrou que
não houve influência da idade da planta sobre a temperatura
de pasta dos amidos. Entretanto, ocorreram diferenças para
os valores de viscosidade máxima, quebra, viscosidade final e
tendência a retrogradação durante o período estudado. Estas
97
FERRARI, T.B. et al.
alterações podem decorrer, em parte, das variações observadas
na composição (teor de amilose e de lipídeos) e no tamanho
dos grânulos de amidos.
MADSEN & CHRISTENSEN (1996), estudando as
alterações nas propriedades viscográficas de amido extraído de
batata em diferenças fases de desenvolvimento, observaram
que a temperatura de pico de viscosidade diminuiu com a idade
da planta e a estabilidade da pasta a quente também diminuiu
com o estádio de desenvolvimento.
Independentemente da idade, o amido de araruta
produz pastas claras sob aquecimento, podendo ser usado em
produtos que requeiram esta propriedade. Sua estabilidade
é baixa sob agitação mecânica em temperaturas elevadas,
mostrando que não pode ser submetido a processamentos
drásticos quando a propriedade de conferir viscosidade for
requerida.
4. CONCLUSÕES
O estádio de desenvolvimento da planta de araruta
interfere na composição físico-química dos rizomas e do amido
extraído, na distribuição de tamanho dos grânulos de amido e
nas propriedades da pasta do amido, sendo que a colheita dos
rizomas de araruta para extração do amido deve ocorrer até no
máximo 14 meses pós o plantio, quando se inicia a podridão
dos rizomas.
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