PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PÃES ISENTOS DE GLÚTEN EFEITO DA ADIÇÃO DE PROTEÍNAS

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1 PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PÃES ISENTOS DE GLÚTEN EFEITO DA ADIÇÃO DE PROTEÍNAS C.Y. Hiramoto 1, H.H. Fukushima 1, F.A. Perrechil 1 1-Departamento de Ciências Exatas e da Terra Universidade Federal de São Paulo, Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas CEP: Diadema SP Brasil, Telefone: 55 (11) (fabiana.perrechil@unifesp.br) RESUMO Com o crescimento de casos de doenças celíacas no mundo, houve um aumento súbito na demanda de refeições livres de glúten, que são a única maneira eficaz de tratamento. A mudança na formulação dos produtos deve satisfazer o consumidor final e garantir características similares aos alimentos com glúten. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de proteínas nas propriedades de pães sem glúten através da análise de suas propriedades mecânicas, de forma a simular a ação de mastigação. Na execução dos pães foram utilizados ingredientes alternativos ao glúten (farinha de arroz, fécula de batata e goma xantana), além de duas fontes de proteína (ovo e leite). Os resultados demonstraram que a adição de proteína alterou a maior parte das propriedades do pão sem glúten (volume específico, dureza e elasticidade), fazendo com que essas propriedades ficassem mais próximas ao pão tradicional contendo glúten. ABSTRACT With the growth of celiac diseases in the world, the demand for gluten-free meals has suddenly increased, which is the only effective way of treatment. The change in product formulation have to satisfy the final consumer and ensure similar characteristics of traditional foods. The purpose of the present work was to evaluate the effect of protein addition on the gluten-free bread formulations through mechanical properties analysis, as a way to simulate the chewing action. The breads were prepared using alternative ingredients to gluten (rice flour, potato starch and xanthan gum), as well as two sources of protein (egg and milk). The results demonstrated that the addition of protein have changed the most of gluten-free bread properties (specific volume, hardness and elasticity), making these properties more similar to the traditional bread containing gluten. PALAVRAS-CHAVE: textura; compressão uniaxial; proteínas. KEYWORDS: texture; uniaxial compression; proteins. 1. INTRODUÇÃO O pão é um dos alimentos mais consumidos do mundo e é a principal fonte de calorias da maior parte da população (Mir et al., 2016). No entanto, este alimento, em sua forma tradicional, não pode ser consumido por pessoas celíacas, devido à presença de glúten em sua composição. O desenvolvimento de produtos sem glúten com parâmetros organolépticos comparáveis aos tradicionais é um grande desafio, uma vez que o glúten é a proteína do trigo mais importante e é responsável pela formação de estrutura, retenção de gases e textura das massas (Gujral e Rosell, 2004; Nicolae et al., 2016). Quando ingredientes de panificação são substituídos ou alterados de sua formulação original, características nas propriedades viscoelásticas e de coesão da massa se modificam (Añón et al., 2004), alterando a textura do pão.

2 Para superar esse desafio, novos ingredientes devem ser adicionados para substituir o glúten em sua função estrutural nos alimentos. Dentre estes ingredientes estão os hidrocolóides, que são frequentemente adicionados às formulações para melhorar a textura, aumentar a retenção de umidade e melhorar a qualidade geral dos pães isentos de glúten (Rojas et al., 1999; Mir et al., 2016). Outros ingredientes adicionados para aumentar a qualidade de pães sem glúten são as proteínas, que possuem a capacidade de melhorar especialmente a textura dos pães (Storck et al., 2013). Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes ingredientes proteicos nas propriedades mecânicas de pães isentos de glúten e comparar a propriedades de textura com o pão francês tradicional. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material Os materiais utilizados para o preparo dos pães estudados neste trabalho consistem de: farinha de trigo enriquecida com ferro e ácido fólico (Dona Benta), farinha de arroz integral (Mãe Terra), fécula de batata sem glúten (Aminna), azeite de oliva, água, sal de cozinha, açúcar (marca Carrefour), goma xantana (Mundo Verde), clara de ovo em pó e leite em pó desnatado (Itambé). 2.2 Preparo dos pães A Tabela 1 apresenta a formulação do pão francês e dos pães isentos de glúten sem proteína e adicionados de ovo e leite (ricos em albumina e proteínas do leite, respectivamente). Para todas as formulações, a adição dos ingredientes foi realizada na mesma ordem, iniciando-se pela adição de líquidos, seguida da adição dos sólidos e, por último, o fermento biológico seco. Para a ativação do fermento biológico seco, a água utilizada estava aquecida a 40 C. Tabela 1 Composição do pão francês e dos pães isentos de glúten Composição (% m/m) Ingrediente Pão tradicional Pão sem glúten (sem proteína) Pão sem glúten (com proteína) Água 33,6 45,5 45,3 Azeite 1,9 11,4 11,3 Sal 1,0 2,0 2,0 Açúcar 2,6 0,6 0,6 Farinha de trigo 60,1 Farinha de arroz 29,5 29,4 Fécula de batata 8,2 8,2 Fermento biológico 0,8 1,0 1,0 Goma xantana 1,8 1,8 Proteína (albumina ou proteínas do leite) 0,4 Os pães foram preparados utilizando uma máquina de pão automática (Cadence, Brasil), seguindo as seguintes etapas: mistura (5 min), sova (20 min), 1º crescimento (1 hora), remoção de ar (5 min), crescimento final (50 min) e cozimento (1 hora). Para os pães sem glúten não foram realizadas as etapas de 1º crescimento e remoção de ar. Após o preparo, pães foram desenformados, resfriados à temperatura ambiente e imediatamente analisados.

3 2.3 Análise do volume específico Amostras cúbicas com arestas de cerca de 1 cm de cada um dos pães foram coletadas e pesadas em balanças analíticas. Em seguida, cada amostra foi colocada em uma proveta com um volume fixo de água destilada e o volume deslocado foi determinado. A partir dos dados de volume deslocado e massa, foi possível calcular o volume específico através da razão entre eles, em cm³/g. As medidas foram feitas em triplicata. 2.4 Análise das propriedades mecânicas As propriedades mecânicas foram avaliadas com o uso de um texturômetro (Texture Analyzer Brookfield) com o software Texture PRO CT. Para as análises de textura, cerca de 5 amostras cúbicas, de dimensões 20 x 20 x 20 mm, aproximadamente, foram coletadas e submetidas à análise de perfil de textura (TPA). Nessa análise, as amostras foram comprimidas 2 vezes a 50% de deformação, com 5 segundos para o tempo de espera (Ziobro et al.; 2012). Em cada análise, foram obtidas as curvas de força em função do tempo. A partir destas curvas foram obtidos os parâmetros dureza, elasticidade, coesividade e mastigabilidade. 2.5 Análise estatística As médias foram calculadas por análise de variância (ANOVA) usando o programa Statistica (Statsoft Inc., Tulsa, OK, USA). Diferenças significativas entre as médias foram determinadas pelo cálculo do Teste de Tukey, com 5% de significância. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1 apresenta a aparência do pão francês e das diferentes formulações de pães isentos de glúten, com ou sem a presença de proteínas. A partir das imagens pode-se observar que o pão francês tradicional apresentou maior tamanho de alvéolos em relação aos pães isentos de glúten. Essa diferença pode ser explicada pela elevada capacidade do glúten na estruturação do pão e na retenção de gases (Gujral e Rosell, 2004). Nos pães isentos de glúten, a xantana possui a capacidade de aumentar a viscosidade da massa, promovendo uma melhoria na capacidade de retenção de gases (Botelho, 2012). No entanto, os resultados demonstram que essa capacidade é menor, quando comparada com o glúten. A adição de proteínas levou a um aumento no tamanho dos alvéolos (Figuras 1C e 1D), em especial com a adição de albumina (Figura 1C), quando comparado ao pão isento de glúten sem proteína (Figura 1B), o que provavelmente ocorre devido às elevadas capacidades emulsificantes e espumantes destes ingredientes.

4 Volume específico (cm³/g) Figura 1 Aparência dos pães. A) pão francês tradicional, B) pão isento de glúten sem proteína, C) pão isento de glúten adicionado de albumina e D) pão isento de glúten adicionado de proteínas do leite. A B C D A Figura 2 apresenta o volume específico dos pães estudados. Apesar de não existir diferença estatística entre os valores encontrados, pode-se verificar que a adição de proteínas promove um aumento no volume específico, tornando os valores mais próximos do pão tradicional. Figura 2 Volume específico dos pães tradicional e isentos de glúten. 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,60 Pão de farinha de trigo 1,40 1,45 Sem Glúten Sem Glúten + Albumina 1,53 Sem Glúten + Proteínas do leite As propriedades mecânicas para os pães estudados podem ser observadas na Tabela 2. Esses resultados demonstram que o pão tradicional, contendo glúten, apresentou menor dureza e maior elasticidade em relação aos pães isentos de glúten, provavelmente devido ao maior tamanho dos alvéolos em sua estrutura (Figura 1). A adição de proteínas tendeu a reduzir a dureza dos pães sem glúten, especialmente com a adição de albumina, tornando esta propriedade mais próxima do pão

5 tradicional. No entanto, a adição de proteína não afetou significativamente a elasticidade dos pães, podendo-se demonstrar que, apesar de melhorar a retenção de gases na estrutura dos pães, as proteínas não conseguem mimetizar a elasticidade das redes de glúten. A coesividade, que representa a resistência às ligações internas que compõem o corpo do produto, não apresentou diferença estatística entre as amostras avaliadas. Tabela 2 Propriedades mecânicas do pão francês e dos pães isentos de glúten Pão tradicional Pão sem glúten (sem proteína) Pão sem glúten (com albumina) Pão sem glúten (com proteínas do leite) Dureza (N) 1,70 c 5,65 a 2,74 b 5,02 a Elasticidade 0,76 b 0,62 a 0,63 a 0,61 a Coesividade 0,60 a 0,46 a 0,70 a 0,67 a Mastigabilidade (N) 0,62 c 1,19 b 1,33 b 2,26 a Em relação à propriedade mastigabilidade, que representa a energia requerida para mastigar um alimento sólido até a deglutição, observa-se que o pão tradicional apresentou menor valor em relação aos pães isentos de glúten (Tabela 2). Considerando que a mastigabilidade é uma propriedade secundária da TPA, sendo resultado do produto dos parâmetros dureza e coesividade, as amostras que apresentam maior valor para estes parâmetros deveriam apresentar maior energia para desintegração, ou seja, estes deveriam apresentar forte correlação positiva com a mastigabilidade (Silva, 2013). A adição de proteínas levou a um aumento da mastigabilidade dos pães sem glúten ao invés de aproximá-la ao pão tradicional. 4. CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que a adição de proteínas melhora as principais propriedades avaliadas dos pães isentos de glúten, tornando-os mais semelhantes ao pão tradicional, que contém glúten, utilizado como controle. Essas propriedades incluem a aparência, volume específico, dureza e elasticidade. Dentre as proteínas avaliadas, a proteína do ovo foi a que apresentou os melhores resultados, levando à formação de pães com propriedades mecânicas similares aos pães tradicionais. Os resultados mostram que, a partir de ingredientes de baixo custo e um processo tecnologicamente simples é possível desenvolver uma formulação de pão sem glúten com propriedades de textura similares aos pães tradicionais e acessíveis aos doentes celíacos, sem os elevados custos que são normalmente associados a esse tipo de produto. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Añón, M. C.; Le Bail, A.; & Leon, A. E. (2004). Effect of freezing on dough ingredients. In: HUI, Y. H.; Cornillon, P.; Legaretta, I. G.; Lim, M. H.; Murrel,K. D.; & Nip, W.-K. Handbook of Frozen Foods. New York: Marcel Dekker Inc. Botelho, F. D. (2012). Efeito das gomas xantana e/ou guar na textura de pães isentos de glúten elaborados com farinha de arroz e de milho (Dissertação de mestrado). Universidade Nova de Lisboa, Lisboa. Gujral, S. G.; & Rosell, C. M. (2004). Improvement of the breadmaking quality of rice flour by glucose oxidase. Food Research International, 37, Mir, S. A.; Shah, M. A.; Naik, H. R.; & Zargar, I. A. (2016). Influence of hydrocolloids on dough handling and technological properties of gluten-free breads. Trends in Food Science & Technology, 51, 49-57, Nicolae, A.; Radu, G.-L.; & Belc, N. (2016). Effect of sodium carboxymethyl cellulose on gluten-free dough rheology. Journal of Food Engineering, 168,

6 Rojas, J. A.; Rosell, C. M.; & De Barber, C. B. (1999). Pasting properties of different wheathydrocolloid systems. Food Hydrocolloids, 13, Silva, W. S. (2013). Comportamento mecânico do queijo de coalho tradicional, com carne seca, tomate seco e orégano armazenados sob refrigeração (Dissertação de Mestrado). Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Itapetininga. Storck, C., Zavareze, E., Gularte, M., Elias, M., Rosell, C., & Dias, A. (2013). Protein enrichment and its effects on gluten-free bread characteristics. LWT - Food Science and Technology, 53, Ziobro, R.; Korus, J.; Witczak, M.; & Juszczak, L. (2012). Influence of modified starches on properties of gluten-free dough and bread. Part II: Quality and staling of gluten-free bread. Food Hydrocolloids, 29,