Absorção de gordura, solubilidade e propriedades espumantes dos extratos hidrossolúveis desidratados de arroz e soja

Fat absorption, solubility and whipping properties of dehydrated aqueous extracts of rice-soybean

ABSORÇÃO DE GORDURA, SOLUBILIDADE E PROPRIEDADES ESPUMANTES DOS EXTRATOS HIDROSSOLÚVEIS DESIDRATADOS DE ARROZ E SOJA¹

Sin H. WANG²,^*, Simone M. FERNANDES², Lair C. CABRAL³, Flávia B. ARAUJO²

RESUMO

Foram estudadas absorção de gordura (AG), índice de solubilidade em água (ISA) e propriedades espumantes dos extratos hidrossolúveis desidratados elaborados com arroz e soja em diferentes proporções (100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50), com o objetivo de verificar a possibilidade de uso em produtos alimentícios. Os processos utilizados para a obtenção foram: maceração do arroz e da soja, desintegração, centrifugação, adição de ácido cítrico, fervura e secagem por atomização. Nas determinações, observou-se que houve um aumento na AG, no ISA e na sinérese de espuma, porém uma diminuição na expansão e no volume de espuma com o aumento das proporções de soja.

Palavras-chave: extrato hidrossolúvel desidratado; absorção de gordura; índice de solubilidade em água; expansão de espuma; volume de espuma; sinérese de espuma.

SUMMARY

FAT ABSORPTION, SOLUBILITY AND WHIPPING PROPERTIES OF DEHYDRATED AQUEOUS EXTRACTS OF RICE-SOYBEAN. Dehydrated aqueous extracts of rice-soybean at different proportions(100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50) were assessed for fat absorption (FA), water solubility index (WSI) and whipping properties in order to verify their potential use as food ingredients. Dehydrated aqueous extract was manufactured by soaking, disintegration, centrifugation, addition of citric acid, boiling and spray-drying. The results indicated that increasing soybean proportions from 0 to 50% caused an increase in FA, WSI and foam syneresis, but a decrease in expansion and in volume of foam.

Keywords: dehydrated aqueous extract; fat absorption; water solubility index; expansion of foam; volume of foam; foam syneresis.

1 — INTRODUÇÃO

A soja tem sido reconhecida como excelente fonte de proteína para fortificar produtos de arroz, através da complementação mútua de aminoácidos e do aumento no teor de proteínas totais [3, 8]. Entretanto, a aceitação de um ingrediente protéico pela indústria de alimentos não se deve apenas às suas qualidades nutricionais, mas também às suas propriedades funcionais, as quais definem aplicações comerciais [10, 12, 23].

Os dados sobre absorção de gordura (AG) de produtos protéicos de soja são escassos, e o mecanismo de sua ligação não tem sido esclarecido [9]. Em produtos de carne moída, a AG das proteínas de soja envolve, provavelmente, a formação e a estabilização de uma emulsão [24].

Os produtos de soja mostram propriedades espumantes adequadas, e são considerados como agentes de aeração, podendo ser utilizados funcionalmente em manufatura de doces congelados, coberturas de bolos, sorvete e outros [25]. Por outro lado, JAMES & SLOAN [10] verificaram uma excelente capacidade espumante nos farelos de arroz, indicando seu uso em produtos de forno e merengues.

Desta forma, o desenvolvimento de um novo produto como o extrato hidrossolúvel desidratado de arroz e soja pode oferecer as vantagens de ter proteínas de melhor qualidade [22] e de baixo custo e de apresentar uma longa vida de prateleira. Contudo, pouco se sabe sobre suas propriedades funcionais, tais como AG, solubilidade e propriedades espumantes. Portanto, este trabalho foi realizado para investigar tais propriedades, verificando-se suas contribuições na melhoria de características tecnológicas de alguns produtos alimentícios.

2 — MATERIAL E MÉTODOS

2.1 – Materiais

2.1.1 – Matéria-prima

As matérias-primas utilizadas para os estudos foram: grãos de arroz Oryza sativa, L. e de soja Glycine max (L.) Merril (cultivar Br-16, safra de 1996), adquiridos do comércio local e da Embrapa-SPSB (Ponta Grossa, PR), respectivamente.

2.1.2 – Reagentes

Os reagentes usados são de grau analítico e de diversas procedências (Merck, Ecibra, etc). Tripsina de pâncreas bovino (Merck) e caseína analítica (Merck) foram utilizadas.

2.2 – Métodos

A obtenção do extrato hidrossolúvel desidratado, as análises químicas e a atividade do inibidor de tripsina foram feitas em triplicata.

2.2.1 –- Composição centesimal aproximada

Nas matérias-primas e nos produtos desidratados, foram realizadas as seguintes determinações químicas: umidade, extrato etéreo, proteína bruta e cinzas, conforme AACC [1], e fibra bruta, segundo VAN DE KAMER & VAN GINKEL [20].

2.2.2 – Obtenção do extrato hidrossolúvel desidratado

Os grãos de arroz e de soja foram, separadamente, macerados em água (1:4 peso/peso) à temperatura ambiente (25-28ºC), durante 30min e 16h, respectivamente. A água de maceração da soja foi drenada, porém utilizou-se a do arroz. Em seguida, os grãos de arroz e soja foram misturados nas respectivas proporções de 100:0; 90:10; 80:20; 70:30; 60:40 e 50:50 (peso/peso), correspondendo ao controle e às fórmulas I, II, III, IV e V, respectivamente, sendo desintegrados no liqüidificador Waring, durante 3min, com adição da água de maceração do arroz completada de água potável, nas proporções de mistura (arroz e soja):água de 1:9 ou 1:8 (peso/peso). Após a desintegração, o conteúdo foi transferido para uma centrífuga de cesto, onde o resíduo foi separado, obtendo-se um extrato com aproximadamente 4-7% de sólidos. O volume do extrato foi medido e adicionou-se ácido cítrico (0,5 g/100mL extrato, pH @ 3,3-3,5), sendo submetido à fervura por 15min. Logo após, o controle e as cinco fórmulas de extrato hidrossolúvel foram secos por atomização com temperatura de entrada e saída de 200 e 90ºC, respectivamente, tendo como produtos finais, extratos hidrossolúveis desidratados controle, I, II, III, IV e V.

2.2.3 – Atividade do inibidor de tripsina

Foi determinada segundo o método original de Kunitz, conforme descrito por KAKADE, SIMONS & LIENER [11], consistindo na digestão da caseína pela enzima tripsina, e na utilização do inibidor dos extratos submetidos ou não, à fervura.

Considerando-se a definição de unidade de tripsina (UT) como sendo o aumento de 0,01 unidade de absorbância a 280nm nas condições do teste, calcularam-se as unidades de tripsina inibida (UTI) pela diferença entre as unidades de tripsina totais (UT) da atividade máxima e as da amostra contendo o inibidor.

2.2.4 – Absorção de gordura (AG)

Determinou-se a absorção de gordura (AG) de acordo com o método de DENCH, RIVAS & CAYGILL [7]. Pesou-se 0,5g de amostra num tubo de centrífuga e adicionou-se 3mL de óleo de soja. Os conteúdos foram misturados durante 30 segundos e deixados em repouso por 30min, em seguida, centrifugou-se amostra a 3.000rpm por 25 min. O excesso de óleo foi drenado e o tubo invertido por 30 min. AG foi expresso como g de óleo retido em relação a 100g de amostra.

2.2.5 – Índice de solubilidade em água (ISA)

Determinou-se o índice de solubilidade em água (ISA) segundo o método descrito por ANDERSON et al [2]. Pesou-se 2,5g de amostra num tubo de centrífuga e adicionou-se 30mL de água. Os conteúdos foram misturados num agitador por 30 min, em seguida, centrifugou-se amostra a 2.300rpm por 10 min. Esgotou-se o sobrenadante numa placa de petri previamente pesada. Secou-se o sobrenadante a 100ºC por 3h, e determinaram-se os sólidos solúveis em água. O ISA foi calculado em relação a 100g de amostra.

2.2.6 – Propriedades espumantes

A expansão de espuma e a estabilidade de espuma foram determinadas de acordo com WANG, CABALLERO-CORDOBA & SGARBIERI [21]. 0,9g da amostra foram suspensas em 30mL de água destilada, e logo após a suspensão foi agitada em velocidade máxima com Mix Walita durante 3,5 min. A mistura foi imediatamente transferida para uma proveta de 200mL, sendo determinados os volumes de espuma e de líquido coletado no fundo da proveta, em diferentes tempos (0, 30, 60 e 120 min).O cálculo da expansão de espuma, expresso em percentagem, foi feito conforme o método descrito por LAWHON, CATER & MATIL [13].

O volume de espuma foi calculado considerando-se como 100% o volume de espuma no tempo zero. A percentagem de sinérese, que é o inverso da estabilidade de espuma, foi calculada segundo o método descrito por SATTERLEE, BEMBERS & KENDRICK [18].

2.2.7 – Análise estatística

Para os resultados de composição centesimal aproximada, da AG, do ISA e das propriedades espumantes foram feitas análises estatísticas quantitativas, através de equações de regressão a 95% de confiabilidade com base nos coeficientes de determinação (R²) apresentados. Foram determinados os coeficientes de correlação entre os parâmetros relacionados.

Todas as análises estatísticas foram realizadas segundo os métodos descritos em PIMENTEL GOMES [17].

3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Tabela 1 mostra, em base seca, a composição centesimal aproximada dos grãos de arroz e soja.

Através desta tabela, verifica-se que os grãos de soja apresentaram teores de proteína, extrato etéreo, cinzas e fibra bruta superiores àqueles dos grãos de arroz. Entretanto os grãos de arroz mostraram elevado teor de carboidratos.

Usando-se os referidos grãos de arroz e soja em diferentes proporções, foram obtidos extratos hidrossolúveis desidratados, tendo suas composições químicas e análises estatísticas ilustradas respectivamente, nas Tabelas 2 e 3.

Através destas duas tabelas, observa-se que, à medida que se incrementou a proporção de soja (0 a 50%) nos extratos hidrossolúveis desidratados, houve um aumento significativo no percentual de proteína (7,23 a 35,81%), extrato etéreo (0,62 a 5,86%), cinzas (1,37 a 4,44%) e fibra bruta (1,03 a 1,95%). Porém, o percentual de carboidratos (89,75 a 51,83%) diminuiu com o aumento das proporções de soja. Esses resultados são esperados e semelhantes aos encontrados por CRUZ et al [6], os quais atribuíram esse aumento à adição de soja.

Não houve nenhuma atividade residual do inibidor de tripsina nos extratos hidrossolúveis desidratados estudados, mostrando que a fervura por 15 min utilizada durante seu preparo, foi suficiente para inativar completamente o inibidor de tripsina da soja. Resultado semelhante foi verificado por WANG et al [22], os quais constataram uma inativação total do inibidor de tripsina na bebida à base de extrato hidrossolúvel de arroz e soja fervida por 15 min, utilizando-se proporção de mistura:água de 1:12 (peso/volume).

Os resultados da absorção de gordura (AG), do índice de solubilidade em água (ISA) e das propriedades espumantes dos extratos hidrossolúveis desidratados elaborados com arroz e soja estão apresentados na Tabela 4, e suas respectivas análises estatísticas na Tabela 5.

Nota-se, pelas Tabelas 4 e 5, que houve uma aumento linear nos valores da AG com o aumento das proporções de soja (0 a 50%) nos extratos hidrossolúveis desidratados.

Segundo DENCH, RIVAS & CAYGILL [7], a AG varia de acordo com o número de grupos lipofílicos expostos na proteína. LIN, HUMBERT & SOSULSKI [14] sugeriram que as cadeias laterais apolares de aminoácidos da proteína, que possuem afinidade com as cadeias parafínicas da gordura, poderiam contribuir para a AG. Por outro lado, HUTTON & CAMPBELL [9] verificaram que os carboidratos diminuíram esta propriedade por absorverem menos gordura do que a proteína. Portanto, sugere-se que no presente trabalho o aumento de AG dos extratos hidrossolúveis desidratados em função do aumento das proporções de soja seja, talvez, em conseqüência da quantidade reduzida de amido e do conteúdo aumentado de proteína.

De acordo com KINSELLA [12], altos valores de AG são desejáveis em produtos como extensores de carne para melhorar a sua sensação na boca, assim como em produtos viscosos como sopas, queijos processados e massas.

Verifica-se ainda pelas Tabelas 4 e 5, que o ISA aumentou linearmente com o aumento das proporções de soja (0 a 50%) nos extratos hidrossolúveis desidratados. Resultado semelhante foi encontrado por CHAUHAN & BAINS [4] e SILVEIRA et al [19], respectivamente, em produtos extrudados e farinhas compostas de arroz e soja, sendo que CHAUHAN & BAINS [4] atribuíram esse aumento ao maior conteúdo de proteínas solúveis na farinha de soja desengordurada em relação ao arroz.

YASUMATSU et al [25] constataram que as propriedades espumantes podem ser representadas pela expansão e estabilidade de espuma. O volume e a sinérese de espuma são usados, segundo DENCH, RIVAS & CAYGILL [7], como índices da estabilidade de espuma, sendo que a sinérese é o inverso da estabilidade. O aumento na sinérese de espuma nem sempre é acompanhado pela correspondente diminuição no volume de espuma devido à aderência de espuma na superfície do vasilhame usado na determinação. Portanto, conforme JAMES & SLOAN [10], a sinérese é uma medida mais adequada do que a determinação do volume de espuma para verificar a estabilidade de espuma.

Através das mesmas tabelas, observa-se que houve uma diminuição na expansão de espuma quando aumentou-se as proporções de soja (0 a 50%), sendo melhor representada por uma equação linear. Comportamento semelhante foi observado para o volume de espuma após 30, 60 e 120 min, respectivamente. Nota-se que a sinérese aumentou com o incremento das proporções de soja (0 a 50%) nos tempos de 30, 60 e 120 min, respectivamente, sendo representadas pelas equações lineares.

A diminuição na expansão e no volume de espuma dos extratos hidrossolúveis desidratados se deve, possivelmente, ao aumento dos teores de extrato etéreo (0,62 a 5,86%) com o aumento das proporções de soja (Tabela 2), uma vez que, YASUMATSU et al [25] verificaram que houve coeficiente de correlação negativo entre as propriedades espumantes e o conteúdo de gordura. Os mesmos autores também reportaram que se produz alta expansão de espuma com alta dispersibilidade de proteína e nitrogênio.

A expansão de espuma dos extratos hidrossolúveis desidratados teve correlação positiva com o volume de espuma, apresentando coeficientes de correlação iguais a 0,8836 (após 30 min), 0,8657 (após 60 min) e 0,8216 (após 120 min), significativos ao nível de 5% de probabilidade. No entanto, foi verificada uma correlação negativa entre a expansão e a sinérese de espuma, mostrando os coeficientes de correlação iguais a -0,9985 (após 30 min), -0,9788 (após 60 min) e -0,9784 (após 120 min), significativos ao nível de 5% de probabilidade. Desta forma, sugere-se que a estabilidade de espuma esteja positivamente relacionada com a expansão de espuma nos extratos hidrossolúveis desidratados estudados.

Por outro lado, segundo YASUMATSU et al [25], a estabilidade de espuma nem sempre se correlaciona com a expansão de espuma. Alguns produtos de soja apresentaram baixa estabilidade, apesar de ter alta expansão de espuma, enquanto que outros mostraram estabilidade proporcional à expansão de espuma. A estabilidade de espuma se correlacionou altamente com o grau de desnaturação da proteína.

CHEFTEL, CUQ & LORIENT [5] relataram que, para a expansão de espuma, são necessárias proteínas de cadeias flexíveis, pobres em estruturas secundárias e terciárias que se adaptam rapidamente na interfase ar-líquido. Além disso, é preciso que estas proteínas tenham, na sua superfície, a possibilidade de formar ligações hidrofóbicas. No caso de estabilidade de espuma, é necessário sobretudo, que se formem películas coesivas, elásticas, contínuas e impermeáveis ao ar.

SATTERLEE, BEMBERS & KENDRICK [18] e MURATA et al [16] verificaram que uma alta estabilidade de espuma foi encontrada para albumina de feijão (Phaseolus vulgaris) em pH 4,0, sendo que esta foi aumentada pelo aquecimento a 70-80ºC. Segundo MATSUDOMI et al [15], a desnaturação parcial da proteína de soja induzida pelo tratamento fracamente ácido, aumentou a estabilidade de espuma. No entanto, DENCH, RIVAS & CAYGILL [7] constataram que a desnaturação no pH4,0 poderia ser prejudicial para a expansão e a estabilidade de espuma.

O controle e as fórmulas I e II, contendo respectivamente, 0; 10 e 20% de soja, mostraram boas propriedades espumantes (Tabela 4). De acordo com JAMES & SLOAN [10], a expansão e a estabilidade de espuma são importantes em produtos de forno, merengues e coberturas de bolos, por ajudarem na incorporação de ar nestes produtos.

4 — CONCLUSÕES

O aumento das proporções de soja (0 a 50%) nos extratos hidrossolúveis desidratados resultou num aumento na absorção de gordura, no índice de solubilidade em água e na sinérese de espuma, porém numa diminuição na expansão e no volume de espuma.

5 — RECOMENDAÇÃO

Os extratos hidrossolúveis desidratados elaborados com 100:0 e 90:10 de arroz:soja, são recomendados para o uso em bolos, merengues, sorvetes e coberturas de bolos. Contudo, aqueles com 60:40 e 50:50 de arroz:soja, são considerados mais importantes para o uso em produtos cárneos, extensores de carne e produtos de chocolate.

6 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

² Departamento de Economia Doméstica - ICHS - UFRRJ, CEP 23851-970, Seropédica, RJ.

³ EMBRAPA-CTAA, Av. das Américas, 29501, CEP 23020-470 Guaratiba, RJ.

* A quem a correspondência deve ser enviada.

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Recebido para publicação em 20/10/99. Aceito para publicação em 04/07/00.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Abr 2001
• Data do Fascículo
  Ago 2000

Histórico

• Aceito
  04 Jul 2000
• Recebido
  20 Out 1999