Alterações nos compostos bioativos e atividade antioxidante de Kombucha em função da proporção...

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doi.org/10.4013/issna.2022.21.8

Alterações nos compostos bioativos e atividade antioxidante de Kombucha em função da proporção de suco de uva e tempo de fermentação secundária

Cristiano Dietrich Ferreira* cristianodietrich@unisinos.br

Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde (itt Nutrifor) – São Leopoldo – RS –Brasil. [*] Autor correspondente.

Juliana Schmitt schmittju99@gmail.com

Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde (itt Nutrifor) – São Leopoldo – RS – Brasil

William Jacobsen da Rocha williamjacobsen.r@gmail.com

Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde (itt Nutrifor) – São Leopoldo – RS – Brasil

Eduardo Blos Garrido eduardobgarrido.eg@gmail.com

Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde (itt Nutrifor) – São Leopoldo – RS – Brasil

Jessica Fernanda Hoffmann jessicahoffmann@unisinos.br

Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde (itt Nutrifor) – São Leopoldo – RS – Brasil

Changes in bioactive compounds and antioxidant activity of Kombucha as a result of grape juice proportion and secondary fermentation time

RESUMO

CONTATO DA REVISTA

Universidade do Vale do Rio dos Sinos. Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde – itt Nutrifor. Av. Unisinos, 950, Cristo Rei. 93022-750, São Leopoldo, RS, Brasil. Contato principal: Prof. Dr. Juliana de Castilhos. Universidade do Vale do Rio dos Sinos. Programa de PósGraduação em Nutrição e Alimentos. E-mail: revistappgna@unisinos.br.

DISTRIBUÍDO SOB

A Kombucha é uma bebida fermentada a base de chá, com alto poder antioxidante devido a presença de compostos fenólicos. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físico-químicas e antioxidantes da Kombucha com diferentes proporções de suco de uva (40, 50 e 60%) e tempos (0, 4 e 8 dias) na fermentação secundária. O teor de açúcares redutores, flavonoides e atividade antioxidante frente aos radicais ABTS e DPPH aumentaram conforme o aumento da concentração do suco de uva. O aumento no tempo de fermentação promoveu a redução nos sólidos solúveis e aumento na turbidez, nos valores de L*, a*, b* e na acidez, com mínimas alterações para o pH.

APLICABILIDADE

Palavras-chave: Kombucha; uva; fermentação; probióticos

A Kombucha é uma bebida com atributos benéficos consumida a muito tempo pelos povos orientais, sendo difundida mais recentemente ao redor do mundo. Essa pesquisa tem a finalidade de entender como o processo de segunda fermentação com utilização de suco de uva altera os atributos físico-químicos e bioativos do produto. Os resultados têm potencial de auxiliar os produtores comerciais e caseiros de Kombucha, com o melhor momento para interromper o processo, baseado no potencial antioxidante e características ácidas.

RESUMO GRÁFICO

[1] Introdução

Abusca por um estilo de vida saudável vem se tornando uma tendência mundial e o consumo de alimentos probióticos vem com a promessa de muitos benefícios a saúde, destacando-se a Kombucha. Ainda não existem muitos estudos que comprovem os benefícios em humanos, mas sugere-se que haja a redução dos níveis de colesterol, melhora das funções hepáticas, redução da propagação do câncer, potencial anti-inflamatório, e atividade antioxidante (Kapp et al., 2019). Existem relatos do surgimento da Kombucha no nordeste da China por volta de 220 a.C, seguindo centenas de anos depois para o Japão como um medicamento, e posteriormente por rotas comerciais para Rússia (Jayabalan et al., 2014).

A produção do Kombucha é realizada com fermentação de chá preto ou verde, sacarose e uma cultura simbiótica de bactérias e leveduras, envoltas em biofilme, do inglês Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast (SCOBY) (Kapp et al., 2019). A Kombucha de primeira fermentação é composta por ácidos orgânicos, principalmente acéticos, glucônicos e glucorônicos e polifenóis do chá (Jayabalan et al., 2014), assim como aminoácidos, incluindo lisina, elementos essenciais como Cu, Fe, Mn, Ni e Zn, vitaminas solúveis em água, como vitamina C e várias vitaminas do complexo B, dióxido de carbono, substâncias antibióticas e enzimas hidrolíticas (Martinéz, 2018).

Os benefícios atribuídos ao consumo de Kombucha derivam das características probióticas, dos ácidos orgânicos e dos compostos fenólicos presentes (Martinéz et al, 2018). A composição da Kombucha é altamente influenciada pelo tipo de chá utilizado na fermentação e pelos parâmetros de fermentação, como o tempo e a temperatura (Kapp e Sumner, 2019). Além disso, os sucos adicionados antes da fermentação secundária, podem alterar a composição da Kombucha. Dentre os sucos que podem ser adicionados, o suco de uva é uma

fonte de vários elementos nutricionais, como vitaminas, minerais, carboidratos, fibras comestíveis e antioxidantes. Os antioxidantes mais poderosos estão na forma de polifenóis, que incluem ácidos fenólicos, resveratrol, proantocianidinas e flavonoides (Cosme et al., 2018; Robaskewicz et al., 2016). A segunda fermentação, é feita após a drenagem do SCOBY, adicionando especiarias ou sucos, geralmente feito para deixar o sabor mais agradável, pois o sabor azedo da Kombucha acaba por não agradar a todos. A escolha do suco varia conforme o gosto pessoal, mas o suco de uva tem se destacado pelo fácil acesso a sua forma integral em supermercados, é uma importante fonte de polifenóis e compostos bioativos, tendo papel antioxidante no organismo, e sabe-se que seu uso contínuo na alimentação previne inúmeras doenças (Haas et al., 2016).

Baseado nisso, objetivou-se com este estudo avaliar a Kombucha submetida a diferentes proporções de suco de uva (40, 50 e 60%) e tempos (0, 4 e 8 dias) na fermentação secundária sobre a acidez, pH, perfil colorimétrico, sólidos solúveis (ºBrix), turbidez e compostos bioativos.

[2] Metodologia

[2.1] Execução do experimento

O estudo foi desenvolvido no Instituto Tecnológico em Alimentos para a Saúde, Itt Nutrifor, localizado na UNISINOS campus São Leopoldo. Foi utilizada Kombucha de primeira fermentação, adquirida em uma loja de produtos naturais da cidade de São Leopoldo e suco de uva integral oriundo de um blend de uvas (Bordô, Concord, Isabel e Violeta) produzidas na cidade de Bento Gonçalves.

Foram utilizadas diferentes proporções de suco de uva de 40, 50 e 60% e completados com 60, 50 e 40% de Kombucha, respectivamente. A mistura foi adicionada

em frascos de vidro e fechadas hermeticamente. A fermentação secundária foi realizada a 25°C ± 0,5°C, na ausência de luz. As amostras foram coletadas e analisadas aos 0, 4 e 8 dias de fermentação secundária. Antes das análises as amostras foram descarbonatadas em banho ultrassônico para evitar influências nas análises.

[2.2] Análises

[2.2.1]

pH

O pH foi determinado segundo método proposto por Rehman, Habib e Zafar (2002). O pH foi determinado em 10 mL de amostra diluídas em 50 mL de água destilada. A leitura foi realizada em peagâmetro digital (Pye Unicam, Inglaterra).

[2.2.2]

Índice de acidez

O índice de acidez foi realizado segundo normas do Instituto Adolfo Lutz para análises de alimentos (IAL, 2004). Foram colocados 10 mL de amostra em 50 mL de água destilada, devido a coloração da amostra a titulação foi realizada com auxílio de peagâmetro até pH 8.1. Os resultados foram expressos em meq de NaOH/L de amostra.

[2.2.3]

Perfil colorimétrico

O perfil colorimétrico das amostras foi avaliado em colorímetro (Minolta, modelo CR-310, Osaka, Japão), que faz a leitura de cores em um sistema tridimensional, avaliando a cor em três eixos, onde o eixo L* avalia a amostra do preto ao branco, o eixo a* da cor verde ao vermelho e o eixo b* da cor azul ao amarelo.

[2.2.4]

Turbidez

A turbidez foi realizada em turbidímetro Akso (modelo TU-2016), sendo os resultados expressos em NTU (unidade nefelométrica de turbidez).

[2.2.5] Sólidos solúveis

O teor de sólidos solúveis das amostras foi medido a 23ºC utilizando refratômetro digital (Atago, PR-32α), sendo os valores expressos em º Brix. Antes da realização das análises, as amostras foram descarbonatadas em banho ultrassônico.

[2.2.6] Açúcares redutores

A determinação de açúcares redutores foi realizada de acordo com método descrito por Miller (1959).

[2.2.7]

Compostos fenólicos

O teor de compostos fenólicos totais foi determinado pelo método de Folin- Ciocalteau, proposto por Zieliński e Kozłowska (2000). Os resultados foram expressos em mg de equivalentes de ácido gálico (EAG) por mL de amostra.

[2.2.8]

Flavonoides totais

O teor de flavonoides totais foi realizado conforme método proposto por Zhishen, Mengcheng e Jianming (1999), com adaptações. Os resultados foram expressos em mg de equivalente de catequina (EC) por mL de amostra.

[2.2.9]

Atividade antioxidante pelo radical DPPH e ABTS

A atividade antioxidante pelo método do radical DPPH• foi determinada segundo Brand-Williams, Cuvelier e Berset (1995). A atividade antioxidante pelo método do radical ABTS•+ foi determinada segundo Re et al. (1999). Os resultados para DPPH e ABTS foram expressos em mg de equivalente trolox (ET) por mL de amostra.

[2.2.10]

Análise estatística

Todas as análises foram realizadas em triplicata e os resultados submetidos a análise de variância, seguido pelo teste Tukey (P < 0,05). A análise de correlação entre compostos fenólicos, flavonoides e atividade antioxidante (ABTS, DPPH) foi realizada.

[3] Resultados e interpretações

[3.1] Alterações físico-químicas em função do processo de fermentação secundária

Na figura 1 estão apresentados os sólidos solúveis (°Brix) e Turbidez (NTU) e na figura 2 estão apresentados os resultados de açúcares redutores de Kombucha em função proporção de suco de uva e tempo de fermentação secundária.

Foram observados maiores valores de sólidos solúveis (Figura 1 A) e açúcares redutores (Figura 2) no início do processo de fermentação para a amostra com 60% de suco de uva. Esse resultado era esperado pois o aumento na concentração de suco promove maior concentração de açucares nas amostras. Durante o processo de fermentação ocorre a redução dos sólidos solúveis e açucares redutores atingindo os menores valores em 8 dias. Durante a fermentação da Kombucha, as enzimas das leveduras, como invertase

FIGURA 1

Sólidos solúveis (°Brix) e Turbidez (NFU) de Kombucha em função da proporção de suco e tempo de fermentação secundária

FIGURA 2

Teor de açúcares redutores (%) em Kombucha fermentada com diferentes proporções de suco de uva e submetidas a diferentes tempos de fermentação secundária

e sacarase, ajudam a hidrolisar a sacarose em uma mistura de açúcares redutores (glicose e frutose), que são pré-requisitos para a formação de etanol (que pode atingir no máximo 0,8 % de álcool) e produção de ácidos orgânicos presentes na Kombucha, como o ácido acético, ácido glucônico, entre outros (Ayed et al., 2017).

No início do processo fermentação a turbidez foi maior conforme o aumento na proporção de suco.

Ao longo da fermentação foi observado aumento na turbidez em todas as amostras com maior valor de turbidez em 8 dias. Destaca-se maior turbidez na amostra 40 e 50% de suco de uva, quando comparado a 60% de suco de uva em 4 dias de fermentação. Esse resultado pode ser explicado pois, uma elevada concentração de açucares pode reduzir a velocidade de crescimento da população microbiana e que o tipo de substrato pode influenciar no comportamento dos

microrganismos (Chatellard et al., 2016). O aumento da turbidez pode ser justificado pela presença das bactérias se proliferando enquanto há substrato ao longo do tempo de fermentação.

Na tabela 1 são apresentados acidez, pH e perfil colorimétrico de Kombucha em função proporção de suco de uva e tempo de fermentação secundaria.

A acidez aumentou conforme o tempo de fermentação secundária em todas amostras, sendo os maiores

157

158

valores de acidez observados nas maiores proporções de suco. Conforme pode ser observado na figura 1 e 2, o aumento na turbidez e redução dos sólidos solúveis e açúcares redutores indicam aumento na população de microrganismos, que sintetizam moléculas ácidas durante o desenvolvimento (Dufresne e Farnworth, 2000). Mínimas alterações foram observadas para o pH, independentemente da proporção de suco e do tempo de fermentação. No início do processo de

TABELA 1

Acidez (meq de NaOH/L), pH, Valor L*, a* e b* de Kombucha em função da proporção de suco e tempo de fermentação secundária

160

Tabela 1. Acidez (meq de NaOH/L), pH, Valor L*, a* e b* de Kombucha em função da 159 proporção de suco e tempo de fermentação secundária.

Proporção de suco de uva Tempo de fermentação (dias) 0 4 8

Acidez (meq de NaOH /L)

40% 68,00±1,00 Cb* 91,33±1,15 Ba 95,67±5,03 Ba 50% 81,00±1,00 Bc 90,67±1,15 Bb 112,33±4,93 Aa 60% 85,33±1,53 Ac 115,33±0,58 Ab 119,00±1,00 Aa

pH

40%

3,14±0,01 Aa 3,02±0,03 Ab 3,08±0,03 Aab 50% 3,14±0,09 Aa 3,06±0,06 Aa 3,09±0,02 Aa 60% 3,18±0,02 Aa 3,05±0,01 Ab 3,07±0,06 Ab

Valor L 40% 24,61±0,01 Ac 25,03±0,01 Ab 25,57±0,05 Aa 50% 24,44±0,03 Bc 24,83±0,04 Bb 25,15±0,06 Ba 60% 24,30±0,02 Cc 24,60±0,02 Cb 24,88±0,02 Ca

Valor a 40%

1,88±0,04Ac 2,39±0,05Ab 3,50±0,06Aa 50% 1,34±0,04 Bc 1,92±0,05 Bb 2,63±0,04 Ba 60% 1,11±0,04Cc 1,52±0,05Cb 2,61±0,02Ba

Valor b 40% -0,16±0,05Aab -0,16±0,05Ab 0,03±0,11 Aa 50% -0,35±0,04 Bc -0,14±0,01 Ab 0,00±0,04 Aa 60% -0,36±0,03Ba -0,36±0,03Ba -0,20±0,26 Aa

*Média aritmética de três repetições ± desvio padrão, seguido por diferentes letras 161 maiúsculas para proporção de suco e diferentes letras minúsculas para o tempo de 162 fermentação diferem entre si pelo teste Tukey (P < 0,05) 163

* Média aritmética de três repetições ± desvio padrão, seguido por diferentes letras maiúsculas para proporção de suco e diferentes letras minúsculas para o tempo de fermentação diferem entre si pelo teste Tukey (P < 0,05)

fermentação foram observadas reduções no valor L* , a* e b* conforme aumento na proporção de suco de uva. Essa redução pode ser oriunda do aumento na concentração de antocianinas presentes no suco, que apresentam coloração azulada. Durante o processo de fermentação foram observados aumentos nos valores L* , a* e b* , sendo os maiores valores observados em 8 dias de fermentação. O aumento na concentração de ácidos durante a fermentação promove o aumento nos valores L* , a* e b*, pois as antocianinas adquirem coloração mais avermelhada. Segundo Iacobucci e Sweeny (1983), quando a acidez é elevada, as antocianinas perdem prótons para produzir as formas quinoidais de cor azuis ou violetas. Em paralelo quando as antocianinas se encontram protonadas (cátion flavílio), as antocianinas estão na coloração rosa ou avermelhada.

[3.2] Alterações nos compostos bioativos em função do processo de fermentação secundária

Na Tabela 2 estão apresentados os resultados do teor de compostos fenólicos, flavonoides e atividade antioxidante de Kombucha fermentada com diferentes proporções de suco de uva e submetidas a diferentes tempos de fermentação secundária.

O teor de compostos fenólicos, no tempo zero, não foi influenciado pelas diferentes concentrações de suco de uva. No entanto, à medida que o tempo de fermentação aumentou, houve uma diminuição de aproximadamente 6% no teor de compostos fenólicos, nas concentrações de 40% e 50% de suco de uva, respectivamente, enquanto na Kombucha com 60% de suco de uva não

TABELA 2

Teor de compostos fenólicos, flavonoides e atividade antioxidante de Kombucha fermentada com diferentes proporções de suco de uva e submetidas a diferentes tempos de fermentação secundária 193 194

Tempo de fermentação (dias)

Proporção de suco de uva (%) 0 4 8

Fenóis totais (µg equivalente de ácido gálico/ mL de Kombucha)

40% 816±29 Aa* 752±4 Cb 766±24 Bab 50% 842±13 Aa 818±15 Bab 797±22 ABb 60% 872±32 Aa 875±8 Aa 847±14 Aa

Flavonoides totais (µg equivalente de catequina/ mL de Kombucha)

40% 111±2 Ca 114±2 Ca 112±5 Ca 50% 1331±3 Ba 140±3 Ba 133±2 Ba 60% 155±3 Aa 155±5 Aa 159±3 Aa

ABTS (µg equivalente de trolox / mL de Kombucha)

40% 2043±75 Bb 2225±16 Ba 2303±30 Ba 50% 2132±67 Bb 2160±22 Cb 2412±24 Ba 60% 2394±51Ab 2478±12 Ab 2753±83 Aa

DPPH (µg equivalente de trolox/ mL de Kombucha)

40% 2732±54 Ba 2481±53 Bb 2503±16 Bb 50% 2700±40 Ba 2579±45 Ba 2577±75 Ba 60% 2975±29 Aa 2873±36Aab 2861±62 Ab 195

* Média aritmética de três repetições ± desvio padrão, seguido por letras maiúsculas diferentes para proporção do suco e letras minúsculas diferentes para o tempo de fermentação diferem entre si pelo teste de Tukey (P < 0,05)

*Média aritmética de três repetições ± desvio padrão, seguido por letras maiúsculas 196 diferentes para proporção do suco e letras minúsculas diferentes para o tempo de 197 fermentação diferem entre si pelo teste de Tukey (P < 0,05). 198 199

O teor de compostos fenólicos, no tempo zero, não foi influenciado pelas 200 diferentes concentrações de suco de uva. No entanto, à medida que o tempo de 201 fermentação aumentou, houve uma diminuição de aproximadamente 6% no teor de 202

houve modificação.

O teor de flavonoides aumentou conforme o aumento da concentração de suco de uva. A adição de 60% de suco de uva na Kombucha aumentou o teor de flavonoides em 39% e 16% quando comparadas as Kombuchas com 40% e 50% de suco de uva. Durante a fermentação, não houve alteração nos teores de flavonoides.

O suco de uva é reconhecido por ser uma das maiores fontes de compostos fenólicos, sendo os principais: os flavonoides (antocianinas, quercetina, campeferol), os estilbenos (resveratrol), os ácidos fenólicos (gálico, vanílico e siríngico) e os taninos (Cosme et al., 2018). Assim, o suco de uva contribuiu no aumento do teor de compostos fenólicos, flavonoides e atividade antioxidante na Kombucha. A redução no teor de compostos fenólicos durante a fermentação pode ser devido à utilização de compostos fenólicos pelos microrganismos remanescentes na bebida (Amarasinghe et al., 2018). Por outro lado, os flavonoides não foram alterados durante o armazenamento, o que pode indicar uma preferência pelos compostos de estruturas mais simples, como os ácidos fenólicos.

A atividade antioxidante pelos métodos ABTS e DPPH aumentou conforme o aumento da concentração de suco de uva na Kombucha (Tabela 2). No entanto, durante a fermentação, foi observado um aumento da atividade antioxidante pelo método ABTS e uma diminuição pelo método DPPH. Foi verificada correlação positiva e significativa do radical DPPH com o teor de fenólicos (R= 0,8588) e flavonoides (R=0,7419), enquanto para o radical ABTS só foi observada correlação positiva e significativa com o teor de flavonoides (R=0,6797).

O aumento da atividade antioxidante frente ao radical ABTS pode ser devido aos peptídeos liberados pelas leveduras durante o processo de autólise (Ayed et al., 2017). Por outro lado, a redução na atividade antioxidante frente ao radical DPPH pode ser devido à redução no teor de compostos fenólicos totais, visto que esses são os maiores contribuintes para a atividade antioxidante em alimentos, devido a capacidade de capturar as espécies de radicais livres e oxigênio (Cosme et al., 2018).

[4] Considerações finais

O aumento da concentração de suco de uva e do tempo de fermentação promove maior acidez, mas altera minimamente o pH das amostras, mostrando que o pH não é uma boa medida para o controle da qualidade do processo de fabricação da Kombucha. O aumento no tempo de fermentação promove aumento nos valores L*, a* e b*, indicando que a amostra adquiri uma coloração mais clara e avermelhada. Os sólidos solúveis e açucares redutores reduzem, enquanto a turbidez aumenta ao longo do processo de fermentação da Kombucha. A associação dos resultados indica que a concentração de açúcares retarda o crescimento populacional, sendo assim, conclui-se que a proporção de suco uva é um fator relevante na segunda fermentação, alterando suas características tecnológicas, e podendo fazer com que o produto adquira características indesejáveis.

A adição de suco de uva e o tempo de fermentação secundária promove aumento dos flavonoides e atividade antioxidante das Kombuchas, podendo ser utilizado para aumentar o potencial bioativo na Kombucha.

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