Characterization of Flours from Peach Palm Byproducts

O Brasil é um dos maiores produtores e exportadores de palmito, cuja obtenção a partir da pupunheira (Bactris gasipaes) tem se intensificado nos últimos anos. No processamento, a extremidade inferior e as bainhas medianas são descartadas devido a sua estrutura fibrosa, o que corresponde a 46 % do peso da haste. Os objetivos deste trabalho foram investigar a estrutura e a composição das diferentes porções da pupunheira e caracterizar as farinhas obtidas dos subprodutos. Análises de composição química, de microscopia eletrônica, e de atividade de enzimas oxidativas foram realizadas nas diferentes porções da pupunheira e nas farinhas obtidas dos subprodutos: bainha mediana (FB) e porção caulinar (FC). A presença de antinutrientes e antioxidantes e as propriedades funcionais das farinhas foram investigadas. Realizou-se o fracionamento dos carboidratos e a análise dos monossacarídeos componentes de cada fração. A porção central da pupunheira (palmito comercializado em toletes) apresentou maior teor de proteínas, lipídios e amido. As porções descartadas (casca, bainha e porção caulinar) apresentaram elevado teor de fibras alimentares (59-83 %). As micrografias revelaram as características da pupunheira, com a presença de elementos fibrosos, vasos de xilema e floema, amiloplastos e cristais de oxalato de cálcio. Com a utilização de alta temperatura de secagem (90º C por 36 h) não foi possível detectar a atividade de enzimas oxidativas, porém houve maior escurecimento das farinhas, provavelmente devido a ocorrência de reações não-enzimáticas. Por isso, a temperatura de secagem foi definida a 60º C, pois a coloração mais clara contribui para a incorporação da farinha em alimentos. Em termos de fatores antinutricionais, a FB apresentou menor teor de ácido oxálico (84 mg.100g-1) e taninos (295 mg.100g-1) que a FC, porém similar teor de ácido fítico. As farinhas apresentaram elevado teor de fibras (62-71 %), principalmente insolúveis (59-69 %), cujos componentes majoritários são celulose e hemicelulose. Na FC foram encontrados os maiores teores de minerais, proteínas, lipídios, açúcares, compostos fenólicos e atividade antioxidante, enquanto a FB apresentou maior teor de fibras e carotenoides totais. A FC se destacou quanto às propriedades funcionais testadas, como solubilidade, viscosidade e absorção de água. As isotermas de sorção de água indicaram que a FB é mais higroscópica que a FC em umidade relativa de equilíbrio inferior a 50 %, e o contrário é válido para valores acima de 50 %. As frações extraídas com soluções alcalinas (0,1-4,0 M de hidróxido de sódio) apresentaram alto rendimento (21-22 %) e diferente composição monomérica, havendo elevadas concentrações de ácidos urônicos, arabinose, manose, galactose e xilose. Estas frações caracterizaram a presença de hemicelulose, com provável inclusão de cadeias de pectina. A fração péctica com o maior teor de ácidos urônicos foi obtida na extração com oxalato de amônio. Os altos rendimentos e teor de monômeros encontrados nas duas últimas frações (extraídas com NaOH 4M e resíduo insolúvel) caracterizam as fibras insolúveis – maior componente das farinhas – e está relacionado com o alto grau de complexidade da parede celular. Portanto, as farinhas produzidas apresentam potencial utilização na elaboração de produtos ricos em fibras.Brazil is one of the largest producers and exporters of heart-of-palm, and the production from peach palm (Bactris gasipaes) has increased in recent years. In the heart-of-palm processing, the stem part and the median sheaths are discarded due to their fibrous structure and they correspond to an average of 46 % of the rod weight. The aim of this work was to study the structure and composition of the different peach palm portions and characterize the flours produced from its by-products. Chemical composition, microscopic analysis and oxidative enzymes activity were investigated in the peach palm portions and in the flours obtained from by-products: median sheath (MSF) and stem portion (MS). The presence of antinutrients and antioxidants and the functional properties of the flours were analyzed. The carbohydrates fractionation and the monomeric composition of each fraction were researched. The central portion of peach palm (heart-of-palm) had the highest content of proteins, lipids and starch. The discarded portions (shell, median sheath and stem part) had high levels of dietary fibre (59-83 %). The micrographs showed the characteristics of peach palm parts, with the presence of fibrous elements, xylem and phloem vessels, amyloplasts and calcium oxalate crystals. With the application of a high drying temperature (90º C for 36 h) it was not possible to detect the activity of oxidative enzymes, but there was a darkening of the flours, probably due to the occurrence of non-enzymatic reactions. Therefore, the drying temperature was set at 60º C, because of the lighter color that facilitates flour incorporation into food products. In terms of anti-nutritional factors, MSF have lower content of oxalic acid and tannins than SF, but similar phytic acid content. The flours produced had high fibre content (62-71 %), mainly insoluble (59-69 %), whose major components are cellulose and hemicellulose. SF had the highest levels of minerals, proteins, lipids and sugars, as well as, higher content of phenolic compounds and antioxidant activity, while MSF have the highest content of fibers and carotenoids. The best functional properties were noted in SF, particularly solubility, viscosity and water absorption. The water sorption isotherms indicated that MSF is more hygroscopic than SF in equilibrium relative humidity lower than 50% and the opposite is valid for values above 50%. The fractions extracted with alkaline solutions (0.1-4.0 M of sodium hydroxide) showed high yield (21-22 %) and different monomeric composition, with elevated concentrations of arabinose, mannose, galactose and xylose. These fractions characterized the presence of hemicelluloses, with probably inclusions of pectic chains. The pectin fraction with the highest content of uronic acids was obtained by extraction with ammonium oxalate. The high yield and the high content of monomers found in the last two fractions (extracted with 4M NaOH and the insoluble residue) characterize the insoluble fibers – major component of the flours – and it was related to the high degree of complexity of the cell wall. Therefore the flours produced from peach palm by-products have potential to be incorporated in rich-fiber products