BEBIDA FERMENTADA À BASE DE EXTRATOS HIDROSSOLÚVEIS DE SOJA E ARROZ

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1 BEBIDA FERMENTADA À BASE DE EXTRATOS HIDROSSOLÚVEIS DE SOJA E ARROZ L. H. da Silva 1, L. R. Nunes 2, P. F. P. da Costa 1 1- Docentes do Curso de Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade Federal do Pampa - campus Itaqui CEP: Itaqui RS Brasil, Telefone: +55 (55) , Ramal leomarsilva@unipampa.edu.br 2- Acadêmica do Curso de Ciência e Tecnologia de Alimentos Universidade Federal do Pampa campus Itaqui nuneslenise@gmail.com. RESUMO Objetivou-se avaliar o efeito do tempo de fermentação (TF) e da substituição parcial do extrato hidrossolúvel de soja (EHS) por extrato hidrossolúvel de arroz (EHA) sobre as características tecnológicas de bebidas fermentadas (BF). As formulações foram elaboradas seguindo o delineamento fatorial completo 2 2, sendo as variáveis independentes: i) tempo de incubação (4 a 12 horas) e ii) concentração de EHA (25,0 a 75,0 %). Avaliou-se ph, acidez total titulável (ATT) e viscosidade aparente (VA). Os resultados indicaram que o aumento da adição EHA e do TF promoveu redução no ph, aumento na ATT e na VA das BF. A elaboração de BF com adição de até 60% de EHA, combinada com TF de no mínimo 6,5 h, apresentou características tecnológicas aceitáveis, mantendo o ph em 4,14, a ATT em 0,54 % e a VA em 300 mpa.s. Sendo uma alternativa de bebida fermentada livre de lactose e com melhor valor nutricional. ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effect of fermentation time (FT) and partial substitution of the water soluble soybean extract (WSSE) by water soluble rice extract (WSRE) under the technological characteristics of fermented beverages (BF). The formulations were elaborated following the complete factorial design 2 2, the independent variables being: i) incubation time (4 to 12 hours) and ii) WSRE concentration (25.0 to 75.0%). The ph, titratable total acidity (TTA) and apparent viscosity (AV) were evaluated. The results indicated that increased WSSE and FT addition promoted reduction in ph, increase in TTA and AV of FB. The preparation of FB with the addition of up to 60% WSRE, combined with FT of at least 6.5 h, presented acceptable technological characteristics, maintaining ph at 4.14, TTA at 0.54% and AV at 300 mpa.s. Being a lactose-free fermented beverage alternative with better nutritional value. PALAVRAS-CHAVE: Fermentação; bebida de Soja; extrato de arroz. KEYWORDS: Fermentation; soybean drink; rice extract. 1. INTRODUÇÃO É crescente o interesse dos consumidores por produtos contendo soja e/ou seus derivados na formulação, devido não apenas à presença das proteínas da soja, mas também pela concentração de compostos bioativos, como as isoflavonas, que em determinadas concentrações podem reduzir o risco de doenças cardiovasculares, osteoporose, alguns tipos de câncer e amenizar os sintomas da menopausa (Baptista, 2013).

2 Neste contexto as bebidas à base de soja (Glycine max L.) foram pioneiras no mercado dos produtos funcionais, pois dessa oleaginosa se produz o extrato hidrossolúvel, com elevado teor de proteínas, ferro e niacina, não apresenta lactose e colesterol, possui baixo teor de gordura e carboidratos (Gazola et al., 2017) A indústria no intuito de aumentar o consumo da bebida à base de soja tem adicionado saborizantes, aromatizantes entre outros, porém alguns consumidores tem dificuldade de sua incorporação na dieta regular devido principalmente ao sabor característico da soja. No entanto, o processo de fermentação lática tem sido usado como alternativa na melhoria das características sensoriais destas bebidas, pois confere um sabor suave e um aroma lácteo em função dos compostos diacetil e acetaldeído produzidos durante a fermentação dos carboidratos. Além disso, pode reduzir as propriedades dos oligossacarídeos rafinose e estaquiose, conhecidos como fatores de flatulência, influenciando de forma positiva o índice de aceitação dos produtos a base de soja (Pereira et al., 2009; Esteves, 2011). Estudos demonstram que o extrato hidrossolúvel de arroz pode ser uma alternativa aos alimentos funcionais à base de soja, por possuir sabor suave e levemente adocicado podendo contribuir na redução da adstringência característica da soja. A associação das duas matérias-primas em proporções adequadas evidencia a complementação de aminoácidos, boa qualidade proteica e excelente fonte de minerais, originando um produto com melhores propriedades nutricionais, intrínsecas a cada matéria-prima. Além de melhorar as características sensoriais. (Soares Junior et al., 2010; Martins et al., 2013). Com este trabalho objetivou-se avaliar o efeito do tempo de fermentação e da substituição parcial do extrato hidrossolúvel de soja por extrato hidrossolúvel de arroz sob as características tecnológicas de bebidas fermentadas. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Matérias-primas As matérias-primas utilizadas foram: extrato hidrossolúvel de soja (EHS), arroz polido, adquiridos no comércio local, enzima alfa amilase (Novozymes ) doada pelo fabricante e a cultura de bactérias ácido-láticas (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium e Streptococcus termophilus) liofilizadas adquiridas do fabricante BioRch. 2.2 Obtenção do Extrato Hidrossolúvel de Arroz A obtenção do extrato hidrossolúvel de arroz (EHA) foi realizada com base nos procedimentos descritos por Hauly et al. (2005) e Jaekel et al. (2010) com adaptações. Os grãos de arroz foram previamente cozidos em água destilada, após o cozimento houve o ajuste da quantidade de água mantendo-se a proporção de 15% de arroz e 85% de água destilada, em seguida houve a trituração, em liquidificador de uso doméstico, com o arroz ainda quente realizou-se a filtração do extrato em peneira com malha de 0,71 mm. O extrato obtido foi autoclavado a 121ºC por 15 min, em autoclave modelo CS18-Prismatec. Após essa etapa foi realizado o ajuste da temperatura do extrato para 65ºC e ph para 5,2 em seguida adicionou-se a enzima alfa amilase (Novozymes ), sendo que para cada 100 ml de extrato foi adicionado 0,7mL de uma solução de enzima a 1,0%, contendo 0,02g de cloreto de cálcio, a ação enzimática sobre o amido foi conduzida até a obtenção de extrato com teor de sólidos solúveis de 10 Brix, seguido de filtração.

3 2.3 Delineamento Experimental Os ensaios para a elaboração das formulações das bebidas fermentadas a base de extratos hidrossolúveis de soja e arroz foram realizados utilizando-se delineamento composto central rotacional (DCCR) completo de 2ª ordem, sendo quatro ensaios fatoriais, quatro nas condições axiais e quatro repetições nos pontos centrais, totalizando 12 ensaios (Rodrigues e Iemma, 2005). Foram consideradas como variáveis independentes: (i) tempo de incubação (4 a 12 h) e (ii) concentração de extrato hidrossolúvel de arroz (25 a 75%), na substituição parcial do EHS nas formulações das bebidas fermentadas, cujos respectivos níveis estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1. Níveis das variáveis independentes do delineamento composto central rotacional para a elaboração de bebidas fermentadas a base de extratos hidrossolúveis de soja e arroz Variáveis Níveis Codificada Real -1, ,41 x 1 Tempo de incubação (h) x 2 Extrato hidrossolúvel de arroz (%) α =±1,414 para k = 2 (duas variáveis independentes). 2.4 Elaboração das Bebidas Fermentadas à Base de Extrato de Soja e Arroz Na etapa de fermentação as amostras com diferentes proporções de extratos de soja e arroz foram homogeneizadas, aquecidas a 42ºC, em forno de micro-ondas, por 25 segundos. Em seguida inoculou-se 0,04% de cultura láctea liofilizada, homogeneizou-se por 2 minutos. Os béqueres contendo as amostras foram cobertos com papel-alumínio e levados a estufa bacteriológica já estabilizada a 42 ±1ºC, sendo que o tempo de incubação variou conforme o delineamento experimental (Tabela 1). Após a incubação realizou-se as determinações de ph, acidez total titulável e viscosidade aparente. 2.5 Avaliações A caracterização físico-química das amostras de bebidas fermentadas a base de extrato de soja e arroz ocorreu através das determinações de ph, acidez total titulável (ATT), com resultados expressos em porcentagem de ácido lático, baseando-se nos métodos do Instituto Adolfo Lutz (Zenebon et al., 2008). Todas as análises foram realizadas em triplicata. A viscosidade aparente foi determinada em amostras previamente homogeneizadas por 30 segundos, após a fermentação, armazenadas sob refrigeração a 4ºC por 24 horas e estabilizadas em temperatura ambiente até atingir 23ºC ± 1ºC. Foi utilizado viscosímetro rotativo digital (marca LS Logen) e as seguintes condições de teste: sonda cilíndrica número 4, com velocidade de teste de 60 rpm durante 20 segundos. A análise foi realizada em triplicata e os resultados expressos em mpa.s, conforme metodologia adotada por Jaekel et al. (2010). 2.6 Análise Estatística O programa estatístico Statistica 5.0 (Statsoft, USA) foi utilizado para determinar os efeitos das variáveis independentes, calcular os coeficientes de regressão (R 2 ), fazer a análise de variância (ANOVA) e construir as superfícies de resposta, com nível de significância de 5%.

4 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A estabilidade, o aroma, o sabor e a textura dos produtos a base de extrato de soja fermentado dependem do ph e acidez total (Pereira et al., 2009). Na Figura 1, estão apresentados os resultados de ph, acidez e viscosidade aparente obtidos nos diferentes ensaios do delineamento experimental. Observa-se que os valores de ph variaram entre 3,90 a 4,29, dependendo do ensaio, indicando que houve liberação de ácidos por bactérias fermentativas, visto que as amostras iniciais dos extratos de soja e de arroz apresentam valores de ph na faixa de 7,0. O modelo ajustado para os valores de ph das amostras de bebidas fermentadas a base de extratos de soja e de arroz mostrou-se estatisticamente significativo (p<0,05). Observa-se que dentre os fatores estudados, o aumento do tempo de incubação e da porcentagem de extrato de arroz adicionado nas formulações das bebidas fermentadas promoveram redução nos valores de ph (Figura 1a). A análise de variância mostrou valores de R 2 de 91,05%, relação Fcalc/Ftab de 16,38 e p-valor <0,001 indicando um bom ajuste do modelo aos dados, o que garante a validade das predições efetuadas. O modelo ajustado de 2ª ordem para os valores de ph está apresentado na Equação (1). ph = 4,03 0,14x 1 + 0,06 x 1 2 0,07 x 2 (1) Onde: x 1 = Tempo de incubação (h); x 2 = Extrato hidrossolúvel de arroz (%) (a) (b) (c) Figura 01 Superfícies de resposta dos valores de ph (a), do índice de acidez (b) e de viscosidade aparente (c) em amostras de bebidas fermentadas a base de extratos de soja e de arroz. Estudos demostram que a faixa de ph ideal para formação de gel no extrato de soja fermentado é de 4,5 a 4,6, sendo que a composição do substrato torna o processo de coagulação mais

5 demorado, em relação ao iogurte tradicional (Martins et al., 2013). De acordo com Pereira et al. (2009) o ph menor que 4 torna o produto muito ácido, podendo ocorrer à precipitação das proteínas. Entretanto ph acima de 4,5 compromete a conservação do produto e seu sabor. Os teores de ATT das amostras de bebidas fermentadas a base de extratos de soja e de arroz variaram de 0,45 a 0,71 % de ácido lático nos diferentes ensaios (Figura 1b). Estes valores estão de acordo com os observados por Martins et al. (2013), que avaliaram a ATT em amostras de iogurte de extrato hidrossolúvel de soja suplementado com inulina e observaram valores de ATT na faixa de 0,1 a 0,9 % de ácido láctico, com tempo de fermentação de 0 a 24 horas. Indicando que durante a fermentação houve a produção de ácido lático através a metabolização dos carboidratos pelas bactérias lácticas. O modelo ajustado para os valores de ATT mostrou-se estatisticamente significativo (p<0,05). Dentre os fatores estudados, o tempo de incubação e a porcentagem de adição de extrato de arroz influenciaram significativamente os valores de acidez, sendo que o aumento no tempo incubação e na de adição de extrato de arroz, dentro da faixa estudada, resultou em aumento nos valores de acidez das amostras de bebidas fermentadas. Este comportamento pode estar associado a maior concentração de carboidratos, pela adição do extrato de arroz na formulação da bebida fermentada, e consequentemente maior síntese de ácido lático pelas bactérias lácticas elevando a acidez das bebidas (Santos et al., 2017). A análise de variância mostrou valores de R 2 de 90,75%, relação Fcalc/Ftab de 17,61 e p-valor <0,001 indicando um bom ajuste do modelo aos dados, o que garante a validade das predições efetuadas. O modelo ajustado de 1ª ordem para os valores de ATT está apresentado na Equação (2). Acidez Total Titulavel (% de ácido lático) = 0,59 + 0,06x 1 0,08 x 2 (2) Onde: x 1 = Tempo de incubação (h); x 2 = Extrato hidrossolúvel de arroz (%) Os parâmetros de viscosidade de um produto fermentado são importantes tanto para sua caracterização tecnológica, quanto para sua aceitação pelo consumidor. Os valores de viscosidade aparente das amostras de bebidas fermentadas a base de extrato de soja e de arroz variaram de 52,50 a 400 mpa.s nos diferentes ensaios. Esses resultados estão de acordo com os encontrados por Santos et al. (2017) que elaboraram uma bebida fermentada de soja tipo iogurte enriquecida com inulina, saborizada com ameixa e encontraram valores de viscosidade aparente de 376 mpa s. O modelo ajustado para os valores de viscosidade aparente mostrou-se estatisticamente significativo (p<0,05). Dentre os fatores estudados, o aumento da porcentagem de adição de extrato de arroz na formulação das bebidas fermentadas apresentou efeito quadrático, ou seja, houve um aumento significativo nos valores de viscosidade com a adição de extrato de arroz até 68% acima disto houve uma redução nos valores de viscosidade (Figura 1c). Isto pode ter ocorrido devido à adição de extrato de arroz aumentar o teor de sólidos solúveis e consequentemente a viscosidade. No entanto, a adição do extrato de arroz acima de 68% promoveu uma maior produção ácido lático, provocando a desnaturação das proteínas, pelo decréscimo do ph, reduzindo desta forma a viscosidade aparente das bebidas fermentadas. A análise de variância mostrou valores de R 2 de 70,06%, relação Fcalc/Ftab de 4,20 e p-valor <0,001 indicando ajuste do modelo aos dados, o que garante a validade das predições efetuadas. O modelo ajustado de 2ª ordem para os valores de viscosidade aparente está apresentado na Equação (3). 2 Viscosidade Aparente (mpa.s ) = 302,5 + 70,26x 2 87,5x 2 Onde: x 1 = Tempo de incubação (h); x 2 = Extrato hidrossolúvel de arroz (%) (3) Estudos realizados por Jaekel et al. (2010) evidenciaram que os teores de proteínas, lipídeos, fibras e sólidos solúveis totais influenciam diretamente na viscosidade de bebidas a base de soja.

6 4. CONCLUSÃO Os resultados obtidos no trabalho permitem concluir que o aumento da substituição parcial do EHS por EHA e do TF influenciaram nas características físico-químicas das bebidas fermentadas, reduzindo o ph, aumentando a porcentagem ATT e a VA das bebidas. Desta forma a elaboração de bebidas com substituição parcial do EHS por até 60% de EHA, combinada com TF de no mínimo 6,5 h, apresentou características tecnológicas aceitáveis, pois manteve o ph ao redor de 4,14, a ATT em 0,54 % de ácido lático e a VA entorno de 300 mpa.s,. Além de apresentar uma alternativa de produto fermentado livre de lactose, com potencial de maior valor nutricional e propriedades funcionais. 5. AGRADECIMENTOS A Pró-Reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação (PROPPI) da UNIPAMPA e ao Núcleo de Pesquisa em Tecnologia de Grãos e Produtos Amiláceos (NUTEGRA) da UNIPAMPA Campus Itaqui, pelo apoio ao projeto. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baptista, S. A. E. (2013). Tendências de mercado-bebidas funcionais (Doctoral dissertation, Escola Superior de Hotelaria e Turismo do Estoril). Esteves, T. C. F. (2011). Desenvolvimento de alimento fermentado de soja tipo iogurte : avaliação da estabilidade física. (Dissertação de Mestrado) Universidade Federal do Rio de Janeiro RJ. Gazola, M. B., Pegorini, D., de Lima, V. A., Roncatti, R., Teixeira, S. D., & Pereira, E. A. (2017). Elaboração e caracterização de bebidas à base de extrato hidrossolúvel de soja com polpa de pitanga, amora e mirtilo. Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos, 34(2), Hauly, M. C. D. O., Fuchs, R. H. B., & Prudencio-Ferreira, S. H. (2005). Suplementação de iogurte de soja com frutooligossacarídeos: características probióticas e aceitabilidade. Revista de Nutrição. Jaekel, L. Z, Rodrigues, R. S., & SILVA, A. P. (2010). Avaliação físico-química e sensorial de bebidas com diferentes proporções de extratos de soja e de arroz. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 30(2). Martins, G. H., Kwiatkowski, A., Bracht, L., Srutkoske, C. L. Q., & Haminiuk, C. W. I. (2013). Perfil físico-químico, sensorial e reológico de iogurte elaborado com extrato hidrossolúvel de soja e suplementado com inulina. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 15(1), Pereira, M. O., Bampi, M., Rodrigues, F. T., Dalla Santa, O. R., Dalla Santa, H. S., & Rigo, M. (2009). Elaboração de uma bebida probiótica fermentada a partir de extrato hidrossolúvel de soja com sabor de frutas. Ambiência, 5(3), Rodrigues, M.I.; Iemma, A.F. (2005). Planejamento de experimentos e otimização de processos. 1ª edição. Campinas: Casa do Pão. Santos, P. A. D., Leite, N. D., Martins, L. D. S. A., Lodete, A. R., & Motta, R. G. (2017). Bebida fermentada a base de soja com sabor de ameixa e suplementada com inulina em substituição ao iogurte tradicional. Veterinária e Zootecnia, 24(4), Soares Junior, M. S., Bassinello, P. Z., Caliari, M., Velasco, P., dos Reis, R. C., & de Carvalho, W. T. (2010). Bebidas saborizadas obtidas de extratos de quirera de arroz, de arroz integral e de soja. Ciência e Agrotecnologia, 34(2), Zenebon, O.; Pascuet, N. S.; Tiglea, P. (2008). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 1020.