Composição centesimal e teor de beta-glucanas em cereais e derivados

Nutrient profile and beta-glucans content in cereal seeds and foodstuffs contain them

Resumos

Foi utilizado o método enzimático recomendado pela AOAC para determinação de beta-glucanas em cereais e alimentos que os contém. O método, utiliza liquenase (EC 3.2.1.73) e beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) para hidrólise debeta-glucanas, é rápido, fácil de executar e específico para beta-glucanas com ligações beta(1->3) e beta(1->4). As sementes analisadas foram subministradas pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC) e os alimentos adquiridos nos supermercados. Aveia e cevada são os grãos com maior conteúdo de beta-glucanas. Na aveia os teores determinados foram 6,48 e 5,94%. Nos 10 cultivares de cevada os teores de beta-glucanas oscilaram entre 2,04 e 9,68%. Trigo e triticale apresentaram teores de b-glucanas menores que 1%. Nos produtos comerciais o teor de beta-glucanas estava relacionado ao tipo de cereal da fórmula. O produto comercial de maior conteúdo de beta-glucanas é o farelo de aveia. As beta-glucanas são ingredientes funcionais em potencial e a conveniência ou não de estimular sua incorporação em alimentos deve ser mais estudada. Quanto à composição centesimal dos grãos de cereais, o teor de proteínas foi o que apresentou a maior variação e isso se reflete na composição dos produtos comerciais.

beta-glicanas; cereais; aveia; cevada; composição; fibra solúvel; alimentos ou ingredientes funcionais

The method employed was the enzymatic one recommended by de AOAC for the determination of beta-glucans in cereals and in foodstuffs containing cereals in their formulation. The method, using lichenase (EC 3.2.1.73) and beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) for the hydrolysis of beta-glucans, is quick and easy to execute, but is specific for beta-glucans with beta(1->3) and beta(1->4) bonds. The Agronomic Institute of Campinas (IAC) supplied the seeds analyzed, and the foodstuffs were acquired in supermarkets. Oat and barley are the grains with the highest content of beta-glucans. In the oats, the determined values were 6.48 and 5.94%. In the 10 cultivars of barley, the content of beta-glucans varied between 2.04 and 9.68%. Wheat and triticale had beta-glucans contents lower than 1%. Commercial products had contents of beta-glucans according to the kind of cereal used in their formulas. The beta-glucans are potential functional ingredients, and the convenience or not, of stimulating their incorporation in foodstuffs must be further considered. The protein contents were the most important variation of cereals and that was reflected in foodstuffs too.

beta-glucans; cereals; oat; barley; composition; soluble fiber; functional foods or ingredients

Composição centesimal e teor de b-glucanas em cereais e derivados

Nutrient profile and b-glucans content in cereal seeds and foodstuffs contain them

Alexandre H.Fujita; María O. R. Figueroa^*

Depto de Alim. e Nutr. Experim.,FCF,USP, Av.Prof. Lineu Prestes,580, CEP 05508-900, São Paulo, SP

RESUMO

Foi utilizado o método enzimático recomendado pela AOAC para determinação de b-glucanas em cereais e alimentos que os contém. O método, utiliza liquenase (EC 3.2.1.73) e b-glucosidase (EC 3.2.1.21) para hidrólise de b-glucanas, é rápido, fácil de executar e específico para b-glucanas com ligações b(1®3) e b(1®4). As sementes analisadas foram subministradas pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC) e os alimentos adquiridos nos supermercados. Aveia e cevada são os grãos com maior conteúdo de b-glucanas. Na aveia os teores determinados foram 6,48 e 5,94%. Nos 10 cultivares de cevada os teores de b-glucanas oscilaram entre 2,04 e 9,68%. Trigo e triticale apresentaram teores de b-glucanas menores que 1%. Nos produtos comerciais o teor de b-glucanas estava relacionado ao tipo de cereal da fórmula. O produto comercial de maior conteúdo de b-glucanas é o farelo de aveia. As b-glucanas são ingredientes funcionais em potencial e a conveniência ou não de estimular sua incorporação em alimentos deve ser mais estudada. Quanto à composição centesimal dos grãos de cereais, o teor de proteínas foi o que apresentou a maior variação e isso se reflete na composição dos produtos comerciais.

Palavras-chave: b-glicanas; cereais; aveia; cevada; composição; fibra solúvel; alimentos ou ingredientes funcionais.

SUMMARY

The method employed was the enzymatic one recommended by de AOAC for the determination of b-glucans in cereals and in foodstuffs containing cereals in their formulation. The method, using lichenase (EC 3.2.1.73) and b-glucosidase (EC 3.2.1.21) for the hydrolysis of b-glucans, is quick and easy to execute, but is specific for b-glucans with b(1®3) and b(1®4) bonds. The Agronomic Institute of Campinas (IAC) supplied the seeds analyzed, and the foodstuffs were acquired in supermarkets. Oat and barley are the grains with the highest content of b-glucans. In the oats, the determined values were 6.48 and 5.94%. In the 10 cultivars of barley, the content of b-glucans varied between 2.04 and 9.68%. Wheat and triticale had b-glucans contents lower than 1%. Commercial products had contents of b-glucans according to the kind of cereal used in their formulas. The b-glucans are potential functional ingredients, and the convenience or not, of stimulating their incorporation in foodstuffs must be further considered. The protein contents were the most important variation of cereals and that was reflected in foodstuffs too.

Keywords: b-glucans; cereals; oat; barley; composition; soluble fiber; functional foods or ingredients.

1 - INTRODUÇÃO

As b-glucanas são polissacarídeos que fazem parte da fração solúvel da fibra alimentar, ocorrem nos cereais, principalmente cevada e aveia. Estão contidas no endosperma da semente e são uma cadeia linear de unidades b-D-glicopiranosil unidas por ligações b(1® 4) e b(1®3). As ligações b(1®4) respondem aproximadamente por 70% das ligações glicosídicas, e ocorrem em seqüência de duas ou três unidades de glicose, interrompidas por uma ligação b(1®3) isolada. [11,22].

Os primeiros estudos científicos de b-glucanas da cevada (Hordeum vulgare) foram estimulados pela influência destas substâncias na elaboração e na qualidade da cerveja. Porém, após a descoberta dos efeitos fisiológicos, as b-glucanas da aveia (Aveia sativa) de estrutura química similar, têm dividido a atenção.

As b-glucanas de cereais diminuem a taxa de colesterol plasmático, principalmente em indivíduos hipercolesterolêmicos [4, 17, 18, 20] e atenuam a resposta glicêmica e insulínica pós-prandial [5,8,15], o que possibilita sua utilização no controle ou retardo do aparecimento de doenças crônicas, como doenças coronárias e diabetes melito [23].

No contexto atual da Ciência dos Alimentos e do consenso da relação alimentação-saúde-doença, existe grande solicitação por alimentos que além de fornecer os nutrientes indispensáveis ao organismo, proporcionem benefícios adicionais à saúde. A denominação nutracéuticos, comum na literatura, poderia induzir confusão nos consumidores, e por isso, no Brasil, a utilização do termo alimento ou ingrediente funcional é recomendada pela Vigilância Sanitária [6,7].

Dentro desta perspectiva, as atuais recomendações nutricionais, incentivam a expansão da ingestão de aveia e cevada mais ricas em b-glucanas, sendo necessária uma adequada caracterização tanto dos teores contidos nos grãos como dos efeitos fisiológicos implicados.

Dada a procura por análise de b-glucanas e devido à inexistência no Brasil de um laboratório que o realize, nos propusemos a testar o método recomendado pela AOAC [1] para análise de b-glucanas. A inclusão da composição básica neste estudo visa uma melhor caracterização dos cultivares em estudo, por ser esta a primeira característica que se aprecia de qualquer alimento, seja para consumo direto como para elaboração industrial de outros produtos alimentícios. E também, porque o processamento de alimentos, sempre provoca perda de parte dos nutrientes contidos nos alimentos in natura.

2 - MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 - Material

Foram utilizados grãos cultivados e selecionados pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC), aveia (Avena sativa), cevada (Hordeum vulgare), trigo (Triticum vulgare) e triticale (Triticum secale). As 14 amostras comerciais incluídas no estudo, foram obtidas em supermercados da cidade de São Paulo.

As amostras recebidas do IAC na forma de grãos inteiros, foram acondicionadas em frascos e armazenadas a -18°C. No momento da análise, foram estabilizadas térmicamente em dessecador e descascados manualmente. As amostras de cevada foram recebidas com e sem casca e foram utilizadas como recebidas, isto é, com e sem casca. As amostras de trigo e triticale foram todas recebidas sem casca. Os grãos foram triturados em moinho de facas e peneirados em tamis de 0,5mm de abertura. As amostras comerciais foram submetidas ao mesmo tratamento.

2.2 - Análises químicas

A determinação de b-glucanas foi conduzida como descrito por Mc CLEARY e MURGFORD [16] que é o método oficial da AOAC, utilizando o kit da Megazyme International Ireland Ltd., Irlanda, que contém as enzimas que hidrolisam b-glucanas, liquenase (EC 3.2.1.73) e b-glucosidase (EC 3.2.1.21): 80 - 100mg da farinha foram aquecidos em água para hidratação e gelatinização das b-glucanas e a seguir submetidos à ação da liquenase. Posteriormente, após filtração e ajuste do pH, a solução foi submetida à b-glucosidase para transformação dos oligossacarídeos em glicose, a qual foi determinada pelo método da glicose-oxidase-peroxidase. Uma parte da solução foi tratada diretamente com glicose-oxidase para determinação da glicose livre. Uma curva padrão com 10 - 100mg de glicose acompanhou todas as determinações. As amostras comerciais que continham açúcar, foram previamente tratadas com etanol 80% [16]. Em todas as amostras foi realizada análise da composição centesimal, sendo: umidade, cinzas e lípides como recomendado pelo Instituto Adolfo Lutz [13]. Proteínas pelo método de micro-kjeldahl [1] com sulfato de cobre como catalisador da digestão. Fibra alimentar total (FAT) pelo método enzímico-gravimêtrico [1], substituindo a celite por lã de vidro (Merck) no processo de filtração, adaptação padronizada em nosso laboratório pela Dra. Tullia M. C. Filisetti (comunicação pessoal). Os carboidratos disponíveis foram obtidos por diferença. Todas as análises foram realizadas em triplicata, exceto a análise de fibra que foi duplicata.

3 - Resultados e Discussão

A composição dos grãos e dos produtos comerciais estão nas Tabelas 1 e 2.

Os carboidratos totais correspondem à somatória dos carboidratos disponíveis e fibra alimentar total.

A composição básica da aveia (Aveia sativa) foi confrontada aos dados fornecidos no "site" do LATINFOOD [14]. Os cultivares analisados apresentaram valores muito similares com os da referida tabela.

Os valores dos demais grãos foram comparados com os da Tabela de Composição de Alimentos do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA)[19]. Os 2 cultivares de triticale analisados, IAC-2 e IAC-3, além da notável diferença nas proteínas (11,68 e 6,45% respectivamente), eram menores que a tabela de referencia (13,2%), valor que pode ser o conteúdo de proteínas de um cultivar geneticamente melhorado. O triticale é um híbrido de trigo e centeio que desde sua obtenção continuou sendo submetido a cruzamentos visando melhorar a cultura em diversos aspectos, entre eles seu conteúdo protéico. A composição dos cultivares de trigo, comparada com a mesma tabela [19], não mostrou discrepância relevantes e pelos teores de proteína encontrados, possivelmente correspondem a trigos duros (IAC-24, IAC-350, IAC-364 e IAC-370, com 11,44; 13,99; 14,67 e 13,31% respetivamente) e trigo mole (IAC-289, com 10,60%) Quanto aos valores de proteínas dos cultivares de cevada (Hordeum vulgare), observamos uma ampla variação que se explica por serem cultivares obtidos dentro do Programa de Melhoramento Genético do IAC. O menor teor foi do cultivar IACCB75741 (7,48%) e o maior do IACCB8501-12 (10,75%), porém ambos abaixo da tabela americana para o grão integral. Os demais nutrientes não mostraram discrepância importante com os da referida tabela.

A composição centesimal dos produtos comerciais (Tabela 2) parece refletir a formulação declarada no rótulo, com os maiores teores de proteína nas amostras que contém somente aveia (1 a 6). Porém, omissão nos rótulos da proporção de cada ingrediente, não permitiu uma comparação mais acurada da composição dos grãos (Tabela 1) com a dos produtos comerciais.

Nas amostras de farelo de cereais (amostras 12, 13 e 14), os maiores teores de proteína foram das que tinham aveia (amostras 12 e 13). Por outro lado, os maiores valores para fibra alimentar correspondem a estas últimas três amostras. A amostra 5, que tem composição declarada de "farelo de aveia", apresentou um valor de fibra muito baixo e nós não encontramos uma explicação para isso.

Comparando entre nutrientes determinados (Tabela 2) com nutrientes declarados no rótulo, somente 4 amostras apresentaram um teor de proteínas menor que o declarado no rótulo (amostras 11, 12, 13 e 14 com valores 25, 20, 30 e 12% menores que os declarados). A legislação brasileira tolera 20% para mais e para menos nos valores constantes na informação nutricional do rótulo.

Diferenças significativas entre valores determinados e declarados no rótulo dos produtos comerciais, se deram no caso da fibra. Os declarados eram menores que os determinados pelo método enzímico-gravimétrico. Somente em 3 amostras estes valores coincidiram (amostras 12, 13 e 14). Em duas delas os valores declarados eram 10 vezes menores que os determinados (amostras 1 e 2). Duas amostras declaravam valores de fibra entre 3 e 6 vezes menores que os determinados (amostras 7 e 8). Nas demais amostras os valores declarados eram entre 1 e 2 vezes menores que os determinados (amostras 3,4,5,6,9,10 e 11). Provavelmente as diferenças se devem à metodologia utilizada na determinação de fibra, que não deve ser a mais adequada. Valores baixos de fibra superestimam o valor dos carboidratos disponíveis, quando calculados por diferença e, conseqüentemente, superestimam o valor calórico do produto. Além disso, para calcular as calorias, alguns dos produtos comerciais incluíam o teor de fibra, e sabemos que a fibra alimentar, cumpre um papel fisiológico mas, não tem valor calórico.

As Tabelas 3 e 4 apresentam os teores de b-glucanas nos grãos de cereais e nas amostras comerciais, respetivamente.

O método utilizado na determinação de b-glucanas é de fácil execução, a maioria das etapas analíticas são conduzidas num mesmo tubo de ensaio, diminuindo a possibilidade de erros. Na determinação da glicose liberada, em lugar de uma única concentração de glicose como fator de correção, utilizamos curva padrão de glicose, por considerá-la mais coerente no cálculo dos resultados. Outra vantagem do método enzimático é que não há necessidade de utilizar amostra desengordurada porque os lípides não interferem na determinação. O método foi inicialmente testado com amostras certificadas de aveia e cevada recebidas da MEGAZYME.

Os grãos de aveia e cevada foram os que apresentaram maior teor de b-glucanas (Tabela 3). Os 2 cultivares de aveia apresentaram concentrações muito próximas entre si, 6,48 e 5,24% para IAC-7 e IAC-preta, respetivamente. DE SÁ et al. [9] analisando cultivares brasileiros de aveia, encontraram 6,5% para IAC-7 e 4,30: 3,78 e 3,51% para os cultivares UFRGS14, UPF17 e UPF16, respectivamente, mostrando que fatores genéticos determinam o teor de b-glucanas dos grãos, porém o ano da safra também interfere.

GUTKOSKI e TROMBETTA [12] encontraram variação de 3,01 a 4,13 % no conteúdo de b-glucanas de 7 variedades de aveia de interesse da Comissão Brasileira de Pesquisa de Aveia. DE SÁ et al. [10] mostraram que diversos tratamentos durante o processamento industrial da aveia não alteram os teores de b-glucanas.

Nas 10 variedades de cevada por nos analisadas, os teores de b-glucanas oscilaram de 2,04 a 9,68% mostrando mais uma vez a variabilidade genética entre os cultivares. Estes resultados serão utilizados pelo IAC na classificação dos cultivares de cevada em relação ao conteúdo de b-glucanas. Existe atualmente grande interesse na obtenção de cultivares com elevados teores de b-glucanas. O Instituto Agronômico de Campinas possui um número significativo de cultivares de cevada (Hordeum vulgare), desenvolvidas dentro do Programa de Melhoramento Genético de Sementes e cujo conteúdo de b-glucanas não foi ainda determinado (comunicação pessoal). Trigo e triticale detinham teores de b-glucanas menores que 1%. Nos 6 cultivares de trigo, a variação foi de 0,51 a 0,72%. Nos dois cultivares de triticale, IAC-2 e IAC-3, as percentagens foram 0,47 e 0,50%, respetivamente. Para as amostras de cevada, trigo e triticale, não foram incluídos valores de comparação de b-glucanas. Na literatura existem menos dados para estes grãos, muitos deles baseados em métodos analíticos menos específicos que o utilizado neste trabalho, ou ainda, utilizando métodos de extração de b-glucanas não são quantitativos [21].

A Tabela 4 mostra o conteúdo de b-glucanas dos produtos comerciais. O maior teor, (amostra 5), corresponde ao farelo de aveia, seguido pela aveia em flocos (com exceção da amostra 7 que é uma fórmula com aveia). Seguem-se as formulações que contém aveia (amostras 9 e 10), sendo a amostra 11 uma exceção porque contém aveia e apresenta um teor muito baixo de b-glucanas. As amostras 12, 13 e 14 correspondem a fibra, porém somente a amostra 13 contém farelo de aveia explicando o teor mais elevado de b-glucanas (2,48%).

Quanto ao método apresentado queremos sublinhar que é específico para determinação de b-glucanas de cereais com ligações glicosídicas b(1®3) e b(1®4). Este método não determina b-glucanas de Agaricus Blazei Merril (Cogumelo do Sol) que apresenta ligações glicosídicas b(1®3) e b(1®6). Esta afirmação foi confirmada pelo Dr McCleary (via e-mail). Na literatura é comum encontrar essa aplicação inadequada do método, resultando em valores de b-glucanas muito baixos.

Quanto aos efeitos fisiológicos das b-glucanas, enquanto as ligações b(1®3) parecem ser fundamentais para tais efeitos, as que possuem além disso ligações b(1®6) estimulam o sistema imunológico, enquanto as que apresentam ligações b(1®3) e b(1®4) diminuem o colesterol sangüíneo e a glicemia [2]. Estes aspectos das b-glucanas precisam ser claramente estabelecidos, a atividade fisiológica melhor definida assim como o benefício ou não de estimular o consumo. Caso esta necessidade seja comprovada, a utilização de b-glucanas como hidrocoloides em alimentos seria uma forma de aumentar seu consumo, a elevada viscosidade de suas soluções aquosas, junto com a maior palatabilidade, comparado a outros hidrocolóides de uso habitual em alimentos os habilita plenamente para isto [3].

4 - Conclusões

O método enzimático é apropriado para a determinação de b-glucanas em cereais, É específico para determinação de b-glucanas com ligações glicosídicas do tipo b(1®3) e b(1®4). Aveia (Aveia sativa) e cevada (Hordeum vulgare) são os cereais com maiores teores de b-glicanas. O conteúdo de b-glicanas dos produtos comerciais mantém relação com o tipo de cereal que contém na fórmula, sendo o constituído de farelo de aveia puro o que apresentou maior teor de b-glicanas.

6 - AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi realizado com suporte financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

5 - Referências

Recebido para publicação em 26/04/2001. Aceito para publicação em 14/10/2002 (000617)

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A quem a correspondência deve ser enviada

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Abr 2004
• Data do Fascículo
  Ago 2003

Histórico

• Recebido
  26 Abr 2001
• Aceito
  14 Out 2002