Análise tempo-intensidade dos estímulos doce e amargo de extrato de folhas de estévia [Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni] em doçura equivalente a sacarose

Time-intensity of sweet and bitter taste of stevia leaves (Stevia rebaudiana Bertoni) extract in equi-sweet on sucrose

Resumos

O extrato de folhas de estévia (Stevia rebaudiana Bertoni) é o único edulcorante utilizado na substituição da sacarose, que pode ser produzido totalmente no Brasil. O objetivo deste estudo foi determinar os comportamentos de características temporais dos estímulos doce e amargo da estevia em doçuras equivalentes a soluções de sacarose (DESS) a 3 e 10%. As curvas tempo-intensidade (T-I) para cada substância foram coletadas utilizando-se o programa "Sistema de Coleta de Dados Tempo-Intensidade - SCDTI" para Windows, onde os provadores registravam com auxílio do "mouse" a percepção de cada estímulo solicitado em função do tempo, para cada amostra. Os parâmetros das curvas T-I coletados foram: tempo de intensidade máxima (TImax), intensidade máxima (Imax), tempo onde a intensidade máxima começa a declinar (Td), tempo de platô (Platô), área sob a curva (Área) e tempo total de duração do estímulo (Ttot). Os parâmetros Td, Ttot, Área e Platô das curvas T-I para o estímulo doce nos dois níveis de doçura foram significativamente superiores para estévia, enquanto TImax e Imax foram significativamente menores (p<FONT FACE="Symbol">£</font>0,05), sendo que as diferenças entre os valores para as duas substâncias foram muito maiores a DESS a 10%. A sacarose não apresentou nenhum registro para o estímulo amargo tanto a 3 como a 10%, enquanto a estévia apresentou curvas T-I características, com intensidade e o tempo total de duração dependente da concentração.

análise tempo-intensidade; estévia; análise sensorial

The extract of stevia leaves (Stevia rebaudiana Bertoni) is the only sweetener utilized in sucrose substitution which can be produced totally in Brazil. The objective of this study, was determine the temporal characteristic of sweet and bitter taste of stevia and compare with sucrose at 3 and 10% in the same equi-sweet. The time-intensity curves (T-I) for each substance were collected through the software "Sistema de Coleta de Dados Tempo-Intensidade - SCDTI" for Windows, where the judges recorded through of "mouse" the perception of each stimuli inside function of time, for each sample. The parameters of T-I curves collected were: time for intensity maxim (TImax), intensity maxim (Imax), time of decay (Td), time of plato (Platô), area under curve (Area) and total time of stimuli duration (Ttot). The parameters Td, Ttot, Area e Plato of T-I curves, for stimuli sweet in both sweetness level, were significativelly superior for stevia, while Timax e Imax were significativelly inferior (p<FONT FACE="Symbol">£</font>0,05), at differences between value for both substances were superior DESS at 10%. Sucrose didn’t present any record for simuli bitter as 3 as 10%, while stevia presented a characteristic T-I curve with intensity and total time of stimuli duration dependent of concentration.

time-intensity analysis; stevia; sensory analysis

Análise tempo-intensidade dos estímulos doce e amargo de extrato de folhas de estévia [Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni] em doçura equivalente a sacarose¹

Helena Maria André Bolini CARDELLO²,^*, Maria Aparecida A.P. DA SILVA³, Maria Helena DAMÁSIO³

RESUMO

O extrato de folhas de estévia (Stevia rebaudiana Bertoni) é o único edulcorante utilizado na substituição da sacarose, que pode ser produzido totalmente no Brasil. O objetivo deste estudo foi determinar os comportamentos de características temporais dos estímulos doce e amargo da estevia em doçuras equivalentes a soluções de sacarose (DESS) a 3 e 10%. As curvas tempo-intensidade (T-I) para cada substância foram coletadas utilizando-se o programa "Sistema de Coleta de Dados Tempo-Intensidade - SCDTI" para Windows, onde os provadores registravam com auxílio do "mouse" a percepção de cada estímulo solicitado em função do tempo, para cada amostra. Os parâmetros das curvas T-I coletados foram: tempo de intensidade máxima (TImax), intensidade máxima (Imax), tempo onde a intensidade máxima começa a declinar (Td), tempo de platô (Platô), área sob a curva (Área) e tempo total de duração do estímulo (Ttot). Os parâmetros Td, Ttot, Área e Platô das curvas T-I para o estímulo doce nos dois níveis de doçura foram significativamente superiores para estévia, enquanto TImax e Imax foram significativamente menores (p£0,05), sendo que as diferenças entre os valores para as duas substâncias foram muito maiores a DESS a 10%. A sacarose não apresentou nenhum registro para o estímulo amargo tanto a 3 como a 10%, enquanto a estévia apresentou curvas T-I características, com intensidade e o tempo total de duração dependente da concentração.

Palavras-chave: análise tempo-intensidade, estévia, análise sensorial.

SUMMARY

Time-intensity of sweet and bitter taste of stevia leaves (Stevia rebaudiana Bertoni) extract in equi-sweet on sucrose

. The extract of stevia leaves (stevia rebaudiana bertoni) is the only sweetener utilized in sucrose substitution which can be produced totally in Brazil. The objective of this study, was determine the temporal characteristic of sweet and bitter taste of stevia and compare with sucrose at 3 and 10% in the same equi-sweet. The time-intensity curves (T-I) for each substance were collected through the software "Sistema de Coleta de Dados Tempo-Intensidade - SCDTI" for Windows, where the judges recorded through of "mouse" the perception of each stimuli inside function of time, for each sample. The parameters of T-I curves collected were: time for intensity maxim (TImax), intensity maxim (Imax), time of decay (Td), time of plato (Platô), area under curve (Area) and total time of stimuli duration (Ttot). The parameters Td, Ttot, Area e Plato of T-I curves, for stimuli sweet in both sweetness level, were significativelly superior for stevia, while Timax e Imax were significativelly inferior (p£0,05), at differences between value for both substances were superior DESS at 10%. Sucrose didn’t present any record for simuli bitter as 3 as 10%, while stevia presented a characteristic T-I curve with intensity and total time of stimuli duration dependent of concentration.

Keywords: time-intensity analysis, stevia, sensory analysis.

1 – INTRODUÇÃO

A procura por alimentos de baixa caloria e adoçantes não calóricos vem aumentando a cada dia. Isso ocorre em virtude da constante preocupação com a saúde, em função dos riscos causados pela alta ingestão de sacarose, como obesidade, diabetes e cárie dental.Os indivíduos, que por diversas razões precisam substituir a sacarose por adoçantes não calóricos, procuram por produtos que sejam dotados de gosto e características próximas às da sacarose.

Os adoçantes permitidos para uso em alimentos e bebidas dietéticas são vários, e cada um possui características específicas de intensidade e persistência do gosto doce e presença ou não de gosto amargo. Entre eles, o único que pode ser produzido totalmente no Brasil é o adoçante da estévia, que é obtida de uma planta nativa brasileira.

O extrato de folhas de estévia (Stevia rebaudiana Bertoni), denominado genericamente de esteviosídeo, é composto por esteviosídeo propriamente dito e seus anômeros, os rebaudiosídeos, que conferem a doçura ao composto [16]. Além de ser isento de calorias [41], esse produto é notável por sua intensa doçura e ausência de gosto residual desagradável [35].

A planta Stevia rebaudiana é originária da Serra do Amambay na fronteira do Brasil com o Paraguai. É uma erva da família das Compositae e foi classificada por Bertoni em 1905. Atualmente é cultivada com êxito no Japão, Corea, Taiwan, República Popular da China e outras partes do mundo.

Desde 1950, a produção da estévia vem sendo de-senvolvida no Japão. No Brasil, a estévia vem sendo industrializada por uma empresa de capital dito brasileiro no Paraná. A permissão do seu uso no Brasil, como adoçante em bebidas e alimentos, foi oficializada em 1988 [2].

Os extratos de estévia são comercializados em vários graus de pureza. ISIMA & KAKAYAMA [17] verificaram que o esteviosídeo refinado com grau de pureza de 93 a 95% apresentou gosto residual amargo e adstringente prolongado, embora o mesmo composto com grau de pureza de 50% não apresentasse este inconveniente.

Alguns autores [6, 10] verificaram que a estévia é aproximadamente 300 vezes mais doce que a sacarose. ISIMA & KAKAYAMA [17] obtiveram esse mesmo valor de equivalência de doçura ao comparar com solução de sacarose a 0,4%; porém ao comparar com solução de sacarose a 4 e a 10% os valores obtidos, para a doçura da estévia foram de 150 e 100 vezes maiores do que a da sacarose, respectivamente.

Um teste sensorial que vem ganhando especial atenção ao longo do tempo é o denominado tempo-intensidade. Isto tem ocorrido, principalmente, porque com o rápido desenvolvimento da informática nos últimos anos, as principais dificuldades deste teste, que antes eram a coleta de dados, cálculos lentos e pouco precisos, foram facilitados com o uso de programas específicos.

O gosto, aroma, textura e sensações térmicas e picantes, presentes em alimentos e bebidas, mostram mudanças dinâmicas perceptíveis em intensidade, durante todo o tempo de contato com a mucosa oral [23]. A avaliação sensorial clássica quantifica a resposta sensorial usando um ponto único de medida. Os provadores fazem uma média do tempo ou integram sua resposta para decodificarem suas respostas para um valor de intensidade único. A avaliação sensorial realizada utilizando-se o método tempo-intensidade provê informações sensoriais temporais sobre a sensação percebida [8].

De acordo com CLIFF & HEYMANN [8], os parâmetros das curvas T-I mais freqüentemente incluídos nos estudos tempo-intensidade são: intensidade máxima [5, 9, 12, 19, 20, 26, 29], tempo para atingir a intensidade máxima [5, 9, 20, 26, 29], e tempo total de duração do estímulo [5, 9, 14, 19, 20, 26, 29, 30, 38]. Com o avanço da informática, a obtenção de valores de parâmetros das curvas T-I que requeriam o uso de computador foram mais facilmente obtidos, e outros tais como área sob a curva [3, 9, 14, 19, 20, 22, 30, 38, 42], área sob a curva antes da intensidade máxima e área sob a curva após a intensidade máxima [42], bem como velocidade de aparecimento [4, 34], velocidade de declínio [23, 34], tempo correspondente ao ponto onde a intensidade máxima começa a declinar [26] e tempo de duração da intensidade máxima [9, 12, 25] são mais freqüentemente mencionados.

A técnica tempo-intensidade tem se mostrado muito eficiente em trabalhos com as propriedades temporais de edulcorantes [28]. Edulcorantes julgados como idênticos na intensidade da doçura total, podem diferir dramaticamente em suas curvas tempo-intensidade [13, 21]. Na literatura existem diversos estudos sobre os comportamentos de características temporais de edulcorantes [4, 12, 19, 21, 25, 42, 38], porém nenhuma informação desse tipo pode ser encontrada sobre a estévia.

O objetivo do presente trabalho foi estudar as características temporais dos estímulos doce e amargo do extrato de estévia, em doçura equivalente à solução de sacarose a 3 e a 10%, e compará-las com as da sacarose.

2 – MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Material

Foi utilizado para os estudos o extrato de folhas de estévia (Stevia rebaudiana Bertoni) denominado comercialmente Stévia Cristal, produzido por Stéviafarma Industrial S/A. Foi utilizada a mistura de oito lotes. A composição do extrato foi determinada pela Steviafarma por cromatografia líquida de alta performance e detecção por luz ultravioleta, conforme o método sugerido por HASHIMOTO & MORIYASU [15], e foi a seguinte: 81,0% de esteviosídeo, 0,6% de rebaudiosídeo C e 17,7% de rebaudiosídeo A.

Foi utilizada também sacarose P.A., da Sigma Chemical, Co.

2.2 – Métodos

2.2.1 - Preparação das Amostras

As soluções foram preparadas com água deionizada, com 24 horas de antecedência, guardadas a 6^oC e servidas em temperatura ambiente até o momento de serem avaliadas sensorialmente.

2.2.2 - Determinação da Equivalência de Doçura

Para que as soluções fossem apresentadas em níveis equivalentes de doçura, foi estimada a doçura equivalente do extrato de folhas de estévia em relação à sacarose a 3 e 10%, separadamente, por meio da técnica de estimação de magnitude [36]. Para este experimento, foram selecionados 10 provadores por análise sequencial com testes triangulares [1], e que apresentaram habilidade com a escala de magnitude.

As amostras foram apresentadas aos provadores através do delineamento de blocos completos casualizados, acompanhadas de uma referência de sacarose na concentração em que se desejava determinar a equivalência de doçura.

Foram determinadas as concentrações das soluções de estévia edulcorantes em equivalência de doçura em relação à solução de sacarose a 3 e a 10%.

A medida da doçura relativa dos edulcorantes e mistura de edulcorantes foi realizada de acordo com o método de estimação de magnitude [36], o qual proporciona a medida quantitativa direta da intensidade subjetiva de doçura.

Dez provadores selecionados em função do poder discriminativo através de análise seqüencial de WALD [1] foram treinados para utilizarem escalas de magnitude com padrões de diferentes intensidades de doçura. Os provadores foram informados que receberiam uma série de amostras codificadas, com uma referência em evidência, que receberia o valor arbitrário de doçura 100, seguido por uma série de amostras ordenadas ao acaso, que poderiam ter intensidades de doçura maiores ou menores que à da referência. Foi pedido a eles que estimassem a intensidade da doçura das amostras desconhecidas, relativamente à referência. Por exemplo, um valor de 200 indicaria que a amostra era duas vezes mais doce que a referência, enquanto um valor de 50, indicaria uma amostra com a metade da intensidade de doçura da referência, e assim por diante.

A amostra referência era uma solução de sacarose de 3 e 10%, dependendo do nível de doçura equivalente ao ser trabalhado.

Os provadores foram instruídos a dar notas que achassem adequadas, mas nunca valor zero, e a julgar cada amostra separadamente. Também foram informados que a referência poderia ser provada periodicamente, conforme necessário.

Os valores de magnitude de doçura estimados foram convertidos para valores logarítmicos e expressos utilizando média geométrica. As curvas para concentração/resposta, para cada edulcorante foram correspondentes a uma função de potência ("power function") com a seguinte característica: S=aCⁿ, onde Sé a sensação percebida, Cé a concentração do estímulo, a é o antilog do valor de y no intercepto e n é o coeficiente angular da reta obtida [36].

2.2.3 - Programa para Coleta de Dados

Os dados tempo-intensidade foram coletados com programa desenvolvido no Laboratório de Análise Sensorial da Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP, denominado "Sistema de Coleta de Dados Tempo-Intensidade - SCDTI" [7].

O SCDTI opera em ambiente "Windows", e consiste em um programa para coleta e manipulação de dados tempo-intensidade para computadores IBM-PC, ou compatíveis, que possui uma interface gráfica na forma de escala, na qual o usuário indica com auxílio do "mouse" a atual intensidade do estímulo a ser coletado. Possibilita a escolha do comprimento da escala a ser utilizada, em cada teste, e armazena a seqüência de dados lidos para uso futuro. Ainda, permite a manipulação dos dados armazenados, para que se possa obter informações como gráficos, parâmetros das curvas tempo-intensidade como área sob a curva obtida, intensidade máxima do estímulo percebido e tempo total de duração do estímulo.

A coleta de dados é feita com o "mouse", que, a partir da ativação da janela de coleta, passa a ter sua posição permanentemente associada ao cursor marcado na régua de intensidade.

No decorrer da análise, são apresentadas mensagens de aviso do início de novas etapas, com instruções ao provador sobre a ação a ser realizada.

A ferramenta gráfica possibilita a visualização dos dados coletados na forma de um gráfico, apresentando ainda a possibilidade de se obter dados específicos. O gráfico é sempre apresentado com o eixo horizontal representando os valores de tempo, com escala em segundos, e o eixo vertical representando os valores de intensidade.

2.2.4 - Seleção dos Provadores

Dez pessoas pré-selecionadas, por análise seqüencial com testes triangulares de diferença, com prática em trabalhar com computador e capacitadas a operar o programa SCDTI, interagindo a sensação percebida e resposta com o auxílio do "mouse", foram escolhidas para participar dos testes.

Foi feito um intenso treinamento (4 a 6 sessões) com os provadores para familiarização com o programa e padronização do método.

Para a seleção da equipe final de provadores, cada um dos dez candidatos escolhidos inicialmente, foi solicitado a avaliar, em quatro repetições, as amostras de soluções de estévia e sacarose que seriam estudadas. Os resultados individuais de cada provador foram estatísticamente analisados por análise de variância univariada – ANOVA – (fontes de variação: amostras e repetição). Os níveis de significância (p) dos valores de F_amostra e F_repetição foram computados para cada candidato, em cada parâmetro da curva T-I, para cada estímulo, e seis provadores foram finalmente selecionados com base na capacidade discriminatória (valores de p de F_amostra <0,30), reprodutibilidade (p de F_repetição³ 0,05) e consenso com o restante da equipe de provadores, conforme sugerido por DAMÁSIO & COSTELL [11].

2.2.5 - Avaliação Sensorial das Amostras

O teste tempo-intensidade foi realizado por 6 provadores, selecionados e treinados.

As amostras foram apresentadas de forma monádica e aleatória, com 4 repetições, para cada nível de doçura, em sala climatizada (22^oC).

Em todos os testes, os provadores receberam 5,0mL da solução a ser avaliada, em copos plásticos descartáveis com capacidade para 50mL, codificados com algarismos de três dígitos. Era dada a instrução para que o provador colocasse todo volume da amostra na boca, e que seguisse as instruções dadas pelo programa. As instruções básicas eram para que ao sinal emitido pelo computador, juntamente com sinal gráfico, o provador colocasse a amostra na boca, e em determinado tempo, a ingerisse. Durante este procedimento, o provador deveria registrar toda intensidade de estímulo percebido com auxílio do "mouse" em escala na tela.

O treinamento foi realizado de forma que, para o nível de doçura mais baixo, a referência utilizada era a solução de sacarose a 3%, e para o nível mais alto, a referência era solução de sacarose a 10%.

Os tempos de espera, permanência da amostra na boca e tempo total de duração dos testes foram padronizados e seguidos rigorosamente em todos os testes. Os tempos de espera e permanência da amostra na boca foram de 10 segundos e o tempo total de duração dos testes variou em função da substância estudada, uma vez que a duração dos estímulos podem variar de acordo com a existência ou não de gosto residual.

A escala utilizada foi não estruturada de 9 pontos, onde 0=nenhum, 4,5=moderado e 9=forte.

Todos os provadores avaliaram todas as amostras.

2.2.6 - Parâmetros da Curva Tempo-Intensidade Coletados

Os parâmetros das curvas T-I coletados, a partir de cada curva tempo-intensidade obtida, encontram-se indicados na Figura 1.

2.2.7 - Análise Estatística

O delineamento experimental aplicado foi de blocos completos em relação aos provadores e blocos completos casualizados em relação às amostras, que foram apresentadas de forma monádica com quatro repetições.

Os dados coletados para os parâmetros citados, foram submetidos à análise de variância univariada – ANOVA – (fontes de variação: amostra e provadores) e interação para cada parâmetro. Foi aplicado teste de Tukey para comparação das médias das amostras.

As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o programa estatístico SAS [33].

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

No estudo de equivalência de doçura, preliminar às análises de tempo-intensidade, foi obtido que a estévia a 0,0197% apresentou doçura equivalente à sacarose a 3% e a 0,103% apresentou doçura equivalente à sacarose a 10%. Portanto, foi verificado que a estévia é 152 vezes mais doce que a sacarose a 3% e 97 vezes mais doce que a sacarose a 10%, ou seja, valores muito próximos aos obtidos por ISIMA & KAKAYAMA [17].

Na análise do comportamento temporal da estévia e da sacarose foi observada uma alta concordância entre todos os provadores para o registro das curvas tempo-intensidade (T-I), tanto para o gosto doce quanto para o amargo, nos dois níveis de concentração estudados.

3.1 – Gosto Doce

As características das curvas T-I para o estímulo doce estão representadas na Figura 2, tomando-se como exemplo os registros de um determinado provador. Os valores dos parâmetros encontram-se na Tabela 1.

A análise de variância dos resultados mostrou que houve diferença significativa (p£0,01) entre as amostras de sacarose e estévia em relação a todos os parâmetros das curvas T-I, com exceção de Td para a concentração equivalente a sacarose a 3%.

Para a doçura equivalente à solução de sacarose (DESS) a 3%, os parâmetros TImax e Imax foram significativamente maiores para a sacarose, enquanto Platô, Área e Ttot foram maiores para a estévia. Porém, as curvas obtidas para a estévia e para a sacarose seguiram uma mesma tendência, embora o tempo total de duração do estímulo da estévia foi visivelmente maior.

Entretanto, para DESS a 10%, o valor da intensidade máxima do estímulo doce obtido para a estévia foi muito mais baixo que o obtido para a sacarose, enquanto que o tempo total de duração deste mesmo estímulo foi três vezes maior para a estévia que para a sacarose. No teste preliminar realizado para a determinação de equivalência de doçura, os provadores perceberam em um momento único, essas duas amostras como equivalentes em doçura. Porém, nesta análise que registra o estímulo a cada instante, é possível verificar as diferenças marcantes entre elas, que na avaliação global não são detectadas.

3. 2 – Gosto Amargo

Exemplos de curvas tempo-intensidade do estímulo amargo da estévia em DESS a 3 e a 10% estão representados na Figura 3. A sacarose não apresentou nenhum registro para o estímulo amargo, tanto a 3% como a 10.

O estímulo amargo da estévia em DESS a 3% apresentou-se fraco ao entrar em contato com a mucosa oral, porém aumentou consideravelmente ao ser ingerido (aos 10 segundos), e se prolongou com a intensidade máxima, em média até 28 segundos, caminhando então para a extinção após 33 segundos. Este tipo de técnica permitiu assim, estudar o gosto residual amargo, o que seria difícil em análises sensoriais clássicas.

Em DESS a 10%, o estímulo amargo da estévia foi mais acentuado que em DESS a 3%, tanto em termos de intensidade como de duração. O valor de Imax em DESS a 10% foi 4 vezes maior que em DESS a 3% e o valor de Ttot foi 3,7 vezes maior, fazendo com que o valor da Área fosse 7 vezes maior em DESS a 10% (Tabela 2).

4 – CONCLUSÕES

As curvas tempo-intensidade para o estímulo doce revelaram que a sacarose e a estévia, embora em mesma equivalência de doçura, apresentam comportamentos com características temporais diferentes, nos dois níveis de doçura avaliados, principalmente para DESS a 10%, em que a estévia possui intensidade de doçura bem menor (cerca de metade da sacarose) e o tempo total de duração do estímulo bem superior (aproximadamente 3 vezes ao da sacarose).

O gosto amargo não foi percebido para as soluções de sacarose, enquanto que para a estévia foi percebido, assim que entrou em contato com a mucosa oral e teve sua intensidade grandemente aumentada ao ser ingerido, evidenciando a presença do gosto residual amargo, principalmente em equivalência de doçura a 10% de sacarose.

A concentração alterou as características tempo-intensidade tanto do estímulo doce da estévia e da sacarose, como do amargo da estévia.

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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6 – AGRADECIMENTO

Os autores agradecem à FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) pelo apoio financeiro.

² Autora da Tese de Doutorado da qual este artigo faz parte. Depto. Alimentos e Nutrição - FCF - UNESP. Caixa Postal 502. 14801-902 Araraquara-SP.

³ Fac. Engenharia de Alimentos, UNICAMP. Caixa Postal 6121. 13081-970 Campinas-SP.

* A quem a correspondência deve ser enviada.

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Recebido para publicação em 08/07/97. Aceito para publicação em 14/07/99.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  10 Fev 2000
• Data do Fascículo
  Maio 1999

Histórico

• Aceito
  14 Jul 1999
• Recebido
  08 Jul 1997