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Trabalho sobre avanços recentes na tecnologia de produtos alimenticios sem glúten, próprios para consumo por portadores de doença celíaca ou para interessados em dieta sem glúten.
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Universidade Federal do Rio GrandeMestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos
Tecnologia de Cereais e Panificação
ArtigoAVANÇOS RECENTES NA FORMULAÇÃO DE PRODUTOS SEM GLÚTEN À BASE DE
CEREAIS
Processos de polimento
casca e farelo
grãos quebrados
produção de farinha de arroz
Farinha de arroz
Arrozresponsável por 20% da fonte de energia alimentar do mundo
participação pequena
Trigo 50% da sua demanda no
Brasil suprida pelo mercado externo
produtos com farinha de arroz utilizam os grãos
quebrados do cereal
Características:
capacidade de adquirir sabor
não causa alergias
atrativa cor branca
sabor suave
destaque diferencial pela resposta glicêmica
Farinha integral Farinha branca
Carboidratos 76,5 80,1
Proteínas 7,2 5,9
Fibras 3,4 2,4
Gorduras 2,8 0,7
Minerais 1,5 0,6
Tabela 1: Composição química (%) média da farinha de arroz (em 100 g)
Farinha integral Farinha branca
Triptofano 92 72
Treonina 265 210
Isoleucina 306 244
Leucina 598 488
Lisina 276 207
Metionina 163 144
Cistina 88 107
Fenilananina 373 317
Tirosina 271 314
Valina 424 348
Arginina 548 516
Histidina 184 149
Alanina 422 332
Ácido aspártico 677 549
Ácido glutâmico 1473 1097
Glicina 356 267
Prolina 339 278
Serina 374 310
Tabela 2: Composição (mg) em aminoácidos das proteínas da farinha de arroz (em 100 g)
Desvantagens do produto:
não confere a elasticidade desejável às massas
oferece problemas na fermentação biológica de pães
Vantagens do produto:
ausência de glúten
menor velocidade com que os carboidratos são metabolizados até se tornarem glicose (índice glicêmico)
Processamento industrial da farinha de arroz
moagem do cereal
classificação granulométrica
embalagem
arroz polido arroz integral
tratamento térmico para inativação enzimática
opcional obrigatório
TRATAMENTO EFICAZ DA DOENÇA CELÍACA
aderência a dieta sem glúten em todas as fases da vida do paciente;
– no decorrer do tempo resulta na recuperação clínica e da mucosa.
A DIETA SEM GLÚTEN INCLUI:
(i) qualquer pão, cereal ou outra comida feita com trigo, centeio, cevada, triticale e farinha de aveia ou ingredientes, e subprodutos feitos destes grãos;
(ii) comida processada que contém trigo e derivados de glúten como condensadores e enchedores, por exemplo cachorro-quente, misturas de sopa em pó e enlatadas, queijo processado, molhos de nata;
(iii) medicações que usam o glúten para envolver pastilhas ou pílula.
GLÚTENGLÚTEN forma estrutura na farinha,
responsável pelas características elásticas da massa de farinha
contribui para a aparência e a estrutura do miolo do pão
RETIRADA DO GLÚTEN
um dos principais problemas dos padeiros
produtos sem glúten disponíveis no mercado são da qualidade baixa, com pouco gosto e sabor
Este é o principal desafio do tecnólogo de cereal
à pesquisa de alternativas ao glúten na elaboração de produtos de panificação.
DOENÇA CELÍACADOENÇA CELÍACA
DOENÇA CELÍACA SUBESTIMADA
1950– na Inglaterra :1/8000– na Escócia : 1/4000
o diagnóstico baseado inteiramente na detenção de sintomas típicos e confirmado por complicados testes e às vezes não-específicos.
1960 – testes mais específicos
– técnica de biópsia ficaram disponíveis
– aumento dos números de casos diagnosticados em estudos subseqüentes
Aumento nos diagnósticos.
– o aumento das suspeitas
– a consciência da doença celíaca
– procedimentos diagnósticos melhorados (testes sorológicos de antigliadina anticorpo )
Prevalência Verdadeira da Doença CelíacaPrevalência Verdadeira da Doença Celíaca
demonstra a diferença entre o diagnóstico clínico tradicional (segundo os sintomas gastrintestinais clássicos, medidos por biópsia) e testes sorológicos modernos .
– A incidência mais alta da doença celíaca (1:200-1:300) na Suécia, na Itália e na Irlândia
• Usado para explicar a prevalência da doença celíaca Usado para explicar a prevalência da doença celíaca a prevalência pode ser concebida como o tamanho total do a prevalência pode ser concebida como o tamanho total do
icebergiceberg
MODELO DO ICEBERGMODELO DO ICEBERG
Casos diagnosticados clinicamente
Casos silenciosos ainda não
diagnosticados
Casos com Potencial para doençaDoença latente
Lesão de mucosa
Mucosa normal
Fig. Modelo de iceberg representação de prevalência de doença celíaca(Feighery, 1999)
O Padrão do Codex para alimentos sem glútenO Padrão do Codex para alimentos sem glúten
Adotado a pela Comissão do Codex Alimentarius da OMS e pela FAO em 1976.
Em 1981 e em 2000 os padrões revisados denominaram que o alimento sem glúten é descrito como:
- (a) composto de, ou feito só de ingredientes que não contêm nenhuma prolamina de trigo ou toda a espécie Triticum como spelt, kamut ou trigo durum, centeio, cevada, aveia ou as suas variedades híbridas com um nível de glúten que não excede a 20 ppm; ou
- (b) composto de ingredientes de trigo, centeio, cevada, aveia, spelt ou as suas variedades híbridas, que forem sem glúten; com um nível de glúten que não excede 200 ppm; ou
- (c) qualquer mistura de dois ingredientes (a) e (b) mencionado com um nível que não excede 200 ppm.
Glúten padrão OMS/FAOGlúten padrão OMS/FAO definido como:- uma fração de proteína de trigo, centeio, cevada,
aveia ou as suas variedades híbridas (p. ex. O Triticale) e derivados desse, ao qual algumas pessoas são intolerantes e, é insolúvel na água e 0.5M NaCl.
- Prolaminas: fração do glúten extraída pelo etanol aquoso de 40-70 %.
- do trigo é a gliadina;- do centeio é a secalina;- da cevada hordeina;- da aveia avenina.
- O conteúdo de prolamina do glúten é geralmente tomado como 50 %.
Discrepância ao redor do mundo Discrepância ao redor do mundo em relação a alimentos sem glútenem relação a alimentos sem glúten
quantidade exata de prolaminas tóxicas que os indivíduos com a doença celíaca podem consumir sem danificar a mucosa do intestino ainda não era cientificamente determinado
Acreditava-se anteriormente que o componente de proteína de trigo pode ser completamente retirado do componente de amido, mas se conhece agora que algum montante da proteína ainda permanece no amido.
Nos Estados Unidos e o Canadá, a dieta sem glúten é destituída de qualquer glúten, e baseada em ingredientes naturalmente sem glúten, como o arroz.
Contudo, no Reino Unido, os produtos elaborados como sendo sem glúten ainda podem conter uma quantidade do amido de trigo.
O papel do glúten nos produtos de panificaçãoO papel do glúten nos produtos de panificação
O glúten muitas vezes é denominado a proteína estrutural da produção de pão.
– dá uma massa de farinha extensível;– com uma boa manutenção nas propriedades
do gás;– e uma boa estrutura no miolo do pão cozido
no forno.
Ausência de glútenAusência de glúten
muitas vezes resulta em uma massa líquida;
não há um pré-cozimento da massa de farinha;
pode resultar em um pão com uma textura que se esmigalha;
pior coloração .
Rotsch (1954)
– as massas de farinha de pão sem glúten só podem reter o gás se outro gel substituir o glúten.
Marconi e Careca (2001)
– o glúten contribui para uma rede de proteína forte que previne a dissolução da massa durante o preparo.
– A diversificação de matérias-primas sem glúten que podem ser usadas também pode exigir modificações no processo de produção tradicional .
A formulação de produtos de panificação sem glúten A formulação de produtos de panificação sem glúten à base de cerealà base de cereal
desafio ao tecnólogo de cereal e ao padeiro.
nº limitado de artigos sobre produtos de panificação sem glúten– dificuldade do desafio tecnológico, – falta da consciência do número de pessoas que necessita
produtos sem glúten. Nos últimos anos:
– Aumento em pesquisa e desenvolvimento
o uso de amidos; gomas e hidrocolóides; outras proteínas; prebióticos; combinações.
aumento na variedade de produtos vendidos.
Melhorar
- Estrutura- Gosto- aceitabilidade- prazo de validade
Amidos e gomas/hidrocolóidesAmidos e gomas/hidrocolóides largamente usados na indústria de panificação
– geleificação, retenção de água,, melhorar textura e aparência dos produtos
(Chartrand, Russo, Dulhaime, e Seidman, 1997; Hovarth e Mehta, 2000; Lohiniemi, Maki, Kaukinen, Laippala, e Collin, 2000; Skerritt e Colina, 1992).
– usando amido de trigo e outros amidos
Os relatórios mostram os efeitos a longo prazo da ingestão regular de pequenas quantidades de gliadina (p. ex. o amido de trigo) foram perigosos a pacientes com a doença celíaca
Rotsch (1954)– Para assegurar que o pão sem glúten seja aceitável
produtos devem ter características de cozimento e sensoriais semelhantes às do pão de farinha de trigo
Eliasson e Larsson (1993)
o amido na elaboração do pão, mostrou que os pães podem ser preparados com amido e substâncias que formam gel.
– Amidos de arroz
são largamente disponíveis
oferecem potencial na formulação de produtos cozidos no forno sem glúten
A ausência do glúten
baixo níveis de sódio
elevadas quantidades de carboidrato facilmente digerido
Kang, Choi, e Choi (1997)
Usaram vários tipos de goma :
– hydroxypropylmethylcelulose (HPMC)– goma de feijão de gafanhoto– goma guar– carragena, – goma xanthana – ágar-ágar
Boa formação ao pão de arroz - HPMC deu a expansão de volume ótima.
– Gan, Rafael, Cato, e Pequeno (2001), utilizando substitutos,verificaram
– Em uma proporção de 50:50, farinha de trigo:farinha de arroz na formulação– melhores características do pão:
– HPMC (1.7 %)– carboxymethylcelulose (CMC) (0.4 %),
– substituição de 30 % da farinha de trigo pela farinha de arroz foi o máximo nível possível para a qualidade de pão aceitável sem a adição de um substituto de glúten
Cato, Rafael, Gan, e Pequeno (2002)– Farinhas de arroz deram pães sem glúten de boa qualidade
usando combinação com o CMC (0.8 %) e HPMC (3.3 %).
Acs, Kovacs, e Matuz (1996a, 1996b) – Usaram diferentes agentes ( goma xanthana, goma guar, goma
de feijão de gafanhoto e tragant) como substituto do glúten em formulações de pão
um aumento em volume de pão e afrouxamento da estrutura do miolo do pão. A qualidade mais alta do pão sem glúten foi com a goma
xanthana a níveis de 1-3 %.
Ranhorta, Loewe, e Puyat (1975) – Aplicação da proteína de soja na elaboração de pães sem glúten.
– Eles formularam os pães sem glúten trigo à base de amido com 20, 30 e 40 % de proteína isolada de soja (contendo 88 % de proteína).
Os pães tiveram mais proteína e gordura do que o pão de trigo e mostraram características de cozimento satisfatórias.
Demiate, Dupuy, Huvenne, Cereda, e Wosiacki (2000)– Usaram amidos de mandioca fermentados na produção de pães
e biscoitos sem glúten
Bauer (1980) – Aumentando o tempo de retenção da massa de farinha do pão (usando amidos
de batata e arroz, pectina, emulsificadores e margarina sem lactose)
obteve pães sem glúten e bolos de gengibre de alta qualidade.
Schwarzlaff, Johnson, Barbeau, e Duncan (1996) – usaram combinações de goma guar e goma de feijão de gafanhoto para substituir
parcialmente a farinha no pão.
A goma guar resultou na estrutura do miolo do pão com melhor distribuição de tamanho de célula,
A goma de feijão de gafanhoto aumentou a altura dos pães ;
Ambas gomas retardaram o envelhecimento do pão.
Os níveis ótimos de goma de feijão de gafanhoto e goma guar foram 2–4 %.
Gallagher, Polenghi, e Gormley (2002)
– aplicação de amidos de arroz novos (produzidos com baixo a altos graus da hidrólise de amido) em e substituição ao amido de trigo em formulações de pão sem glúten.
Foram incluídos amidos de arroz a níveis de 3-9 %
– resultou em pães sem glúten com a aparência do miolo do pão menos amarela
– cor de crosta do pão mais escura .
– a dureza de crosta do pão não foi, mas a dureza do miolo do pão foi reduzida
– foi parado o envelhecimento.
– O nível ótimo da inclusão de amido de arroz foi 6 %
(Arendt et al., 2002)
– testes estão sendo executados no Colégio da Universidade de Cork, na Irlândia
na formulação de pães livres de glúten baseados em milho,
batata, com misturas de gomas e ingredientes de leite.
Fibras alimentares
Saúde do intestino
Cereais, frutas e vegetais
Produtos sem glúten
Não enriquecidos/fortificados Farinhas/amidos refinados
Menor quantidade de nutrientes
Grehn, Fridell, Lilliecreutz, e Hallert (2001)
49 adultos celíacos Dieta sem glúten
Menor ingestão de fibras que o grupo controle
Lohiniemi et al. (2000)
Mariani et al. (1998)
Thompson (2000)
Resultados semelhantes
Enriquecimento com fibras Tópicos de pesquisas
Inulina Polissacarídeo não-digestível
PrebióticoEstimula crescimento de bactérias
benéficas no cólon
Pão de trigo
Melhora volume e fatiabilidade
Aumenta a estabilidade da massa
Produz crosta fina e uniforme
Pão de amido de trigo8% inulina 1,4%fibras 7,5%
Melhora na cor da crosta
Gambus, Gambus e Sabat (2002)
Amido de milho Farinha de amaranto
10% substituição32%proteínas
152%fibras
Taylor e Parker (2002) Quinoa
Amaranto e Quinoa Alto valor nutricional
Produtos lácteos
Proteínas lácteas
Altamente funcionais
Versáteis
Benefícios nutricionais e funcionaisSabor e textura
Armazenamento
Produtos lácteos Aumenta absorção de água
Preparados com alto teor de lactose
Prejudicial para celíacos com alto dano no intestino
Intolerantes à lactose pela ausência de lactase
Sete preparados lácteos em pó foram adicionados a uma formulação de pão sem glúten.
Gallagher, Gormley, e Arendt (2003).
Os preparados com alto teor protéico/baixo teor de lactose (caseinato de sódio, isolado protéico) apresentaram pães com melhor aspecto global de forma e volume e textura da crosta mais firme.
A suplementação da formulação sem glúten com produtos lácteos de alto teor protéico duplicou o teor de proteína do pão.
Fig. 2: Influência dos derivados de leite e seus níveis de inclusão , no volume dos pães sem glúten
Metodologia de superfície de resposta (MSR)
Ferramenta estatística apropriada para desenvolvimento de produtos
Utilizada com êxito na produção de diferentes tipos de pão de trigo
Ylimaki, Hawrysh, Hardin e Thomson (1991)
Pão de sem glúten
3 tipos de farinha de arroz
Ótimo
Grão médio
Farinha fina
Menores níveis de HPMC e CMC
3 tipos de farinha de arroz
80% farinha de arroz e 20% fécula de batata
MSR
CMC
HPMC
Água
Grão médio
Umidade
Coesividade
Sabor
Cor
Estrutura da célula
Sanchez, Osella, e de la Torre (2002)
Amido de milho
Amido de cassava
Farinha de arroz
Farinha de soja
74,2%
8,6%
17,2%
0,5%
Escore da crosta
Escore geral do pão
Células de gás anormais
Volume específico muito alto
Farinha de soja
MSR The National Food Centre
Pão sem glúten
Farinha de arroz
Fécula de batata
Leite desnatado em pó
HPMC
VariáveisHPMC
Água
Respostas
Peso
Volume específico
Perfil de textura
Análise de imagem
Volume específico Água
Cor HPMC
Fig. 3: Superfície 3-D dos valores de dureza do pão sem glúten utilizando diferentes níveis de água e HPMC.
Fig. 4: Superfície 3-D dos valores obtidos na análise de imagem (nº de células/cm2) do pão sem glúten utilizando diferentes níveis de água e HPMC.
Toufeili et al. (1994)
Pão sem glúten
Metil celulose
Goma arábica
Albumina de ovo
Farinha de arrozpré-gel.
Amido de milho pré-gel. + farinha de milho
Gormley, Elbel, Gallagher, e Arendt, 2003
Suplementação de um pão sem glúten feito de farinha dearroz e fécula de batata com 10% surimi (para melhorar a estrutura e prover proteínas)
Surimi
Concentrado de proteínas miofibrilares obtido após a moagem e lavagem com água de pescado fresco.
Contém aproximadamente 78% de água e 20% de proteínas, lipídios, açúcares e polifosfatos.
Possui excelente propriedades formadoras de gel.
Foram testados surimis congelados de 4 espécies de peixes.
Pelo perfil de textura, constatou-se que 3 dos pães ficaram mais macios e com maior volume que o pão controle
O teste de aceitabilidade indicou que não havia diferença entre os pães com surimi do pão controle, à exceção de um deles que foi preferido em relação ao controle.
Outros produtos sem glúten
MSR Massa alimentícia sem glúten
Huang, Knight, e Goad (2001)
VariáveisPropriedades sensoriais
Pegajosidade
Similar a massa tradicional de trigo
Amido modificado
Goma xantana
Goma locuste
Wang, Bhirud, Sosulski e Tyler (1999)
Massa alimentícia sem glúten de farinha de ervilha
Arendt et al (2002)
Biscoito sem glúten
Arroz
Milho
Soja
Milheto
Trigo sarraceno
Fécula de batata
Tosi, Ciappini, e Masciarelli (1996)
Farinha de amaranto integral Biscoitos
0,1% Butil hidroxi tolueno Gordura
Aumentou a vida útil sem influenciar no sabor
Conteúdo protéico de 5,7, maior que a média para biscoitos sem glúten.
Conclusão
Maior conscientização e melhores métodos de diagnóstico evidenciam a prevalência da doença celíaca, onde o único tratamento ainda estabelecido é a retirada do glúten da dieta.
A substituição do glúten nos produtos de panificação permanece sendo um desafio tecnológico.
A utilização de amidos, gomas e hidrocolóides representa a melhor alternativa para tentar imitar uma rede de glúten.
Novas abordagens como a aplicação de fibras alimentares e fontes alternativas de proteínas combinadas com a MSR também estão emergindo.
Devido a demanda crescente, são necessários cada vez mais pesquisas para o desenvolvimento de produtos sem glúten.