ADIÇÃO DE INULINA EM IOGURTE INFLUENCIA AS PROPRIEDADES TEXTURAIS E FÍSICO-QUÍMICAS

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1 ADIÇÃO DE INULINA EM IOGURTE INFLUENCIA AS PROPRIEDADES TEXTURAIS E FÍSICO-QUÍMICAS T.A. Santos 1, M.N.B. de Lima 2, A. P. Rabelo 3, L.P. Lobato Departamento de Farmácia de Lagarto(DFAL) Universidade Federal de Sergipe (Campus Prof. Antônio Garcia Filho) CEP: Lagarto SE Brasil, (tatianeandrade15@yahoo.com). 2- Departamentode Farmácia de Lagarto(DFAL) Universidade Federal de Sergipe(Campus Prof. Antônio Garcia Filho) CEP: Lagarto SE Brasil, (maria.naiane@outlook.com). 3 Departamentode Farmácia(DFA) Universidade Federal de Sergipe CEP: São Cristovão SE Brasil (anarabelo_farma@hotmail.com). 4- Departamentode Farmácia de Lagarto(DFAL) Universidade Federal de Sergipe(Campus Prof. Antônio Garcia Filho) CEP: Lagarto SE Brasil (lucianalobato.11@gmail.com). RESUMO Os prebióticos têm sido estudados como ingredientes em vários alimentos, entre eles bebidas lácteas funcionais ou simbióticas, como iogurte. O objetivo desse trabalho foi realizar um estudo e desenvolvimento de iogurte prebiótico adicionado de inulina. Para desenvolvimento do mesmo foi gerado um planejamento fatorial de 2 fatores (tempo de fermentação e concentração de inulina) em 2 níveis (-1: 5h e 15g/L; e +1: 7h e 25g/L, respectivamente). Foram realizados, após 1º e 7º dia da fabricação, testes físico-químicos (ph, acidez titulável e textura) em sete formulações geradas a partir de planejamento fatorial. O melhor resultado foi obtido nas formulações cuja concentração de inulina era de 2%, atingindo um ph médio de 4,60 em um tempo de fermentação de 6 horas, uma boa firmeza e acidez titulável dentro do intervalo exigido pela legislação brasileira vigente. Os resultados obtidos no trabalho demonstraram que é possível a obtenção de iogurtes prebióticos desnatados naturais com manutenção de suas características tecnológicas originais. ABSTRACT Prebiotics have been studied as an ingredient of various foods, including beverages such as functional or symbiotic lactic yogurt. The objective of this work was to study and development of prebiotic yogurt added inulin. For development of the same factorial design was generated from two factors (fermentation time and concentration of inulin) 2 levels (-1: 5h and 15g / L, and +1: 7h and 25g /L, respectively). Were performed after 1 and 7 days of manufacturing, physical-chemical (ph, acidity and texture) in seven formulations by experimental design. The best result was obtained in the formulations in concentrations of inulin was 2%, reaching an average ph of 4.60 in a fermentation time of 6 hours, a good firmness and acidity within the range required by current Brazilian law. The obtained results show that it is possible to obtain natural prebiotics nonfat yogurt maintained original technological characteristics. PALAVRAS-CHAVE: Prebiótico; alimentos funcionais; planejamento experimental fatorial; fibras. KEYWORDS: Prebiotic; functional foods; factorial experimental design; fibres. 1. INTRODUÇÃO Os prebióticos são definidos como carboidratos não digeríveis que estimulam o crescimento e/ou a atividade de um grupo de bactérias benéficas no cólon, trazendo benefícios à saúde do indivíduo. Para exercer essas funções, algumas características dos prebióticos são importantes como resistir à acidez gástrica, à hidrólise por enzimas intestinais e não serem absorvidos pelo trato gastrintestinal (Roberfroid, 2007).

2 A inulina, prebiótico que pertence a uma classe de carboidratos denominada frutano é um ingrediente funcional, uma vez que exerce influência sobre processos fisiológicos e bioquímicos no organismo, resultando em melhoria da saúde e em redução no risco de aparecimento de diversas doenças (Carabin, Flamm, 1999; Kaur, Gupta, 2002). O interesse por produtos alimentícios saudáveis, nutritivos e inovadores tem crescido mundialmente, os produtos lácteos são exemplos disso, esses são caracterizados por possuir o leite como principal elemento em sua composição, sendo importantes fontes de proteínas, minerais e gorduras essenciais à formação e desenvolvimento do organismo (Embrapa, 2009). Dentre estes, há o iogurte, que é o produto resultante da fermentação de bactérias como: Streptococcus salivarius ssp. Thermophilus e Lactobacillus delbruecki ssp. bulgaricus, que podem ser acompanhados, de maneira complementar, de outras bactérias ácido-lácticas que, por sua atividade, contribuem para a determinação das características do produto final (Brasil, 2001), fornecendo melhor absorção pelo organismo de alguns componentes, principalmente a lactose e proteínas (Brandão, 1987). O objetivo deste trabalho foi elaborar iogurtes desnatados com fibra prebiótica (inulina) a partir da utilização de planejamento fatorial e verificar sua influência sobre parâmetros texturais e físico-químicos (ph e acidez titulável). 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material Para a preparação da cultura láctea foram utilizados leite UHT integral (Sabe ) e cultura contendo mistura de bactérias termófilas (YoFlex Harmony 1.0, composta por Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus, Lactobacillus delbrueckii subsp. Lactis, Streptococcus thermophilus), fornecida pela Chr. Hansen (São Paulo). Para a preparação dos iogurtes foi usado leite em pó desnatado (Molico ), inulina Raftiline fornecida pela Clariant (São Paulo). 2.2 Métodos Preparação da cultura láctea: A cultura láctea contendo misturas de bactérias termófilas (YoFlex Harmony 1.0) foi preparada de acordo com as recomendações do fabricante, sob agitação por minutos. A cultura foi armazenada em recipientes estéreis com capacidade de 50 ml e, então, congelada a aproximadamente -10 C até a utilização para preparação dos iogurtes. Preparação dos iogurtes: Os iogurtes foram preparados conforme Pimentel et al. (2009) com adaptações. Após a dissolução da cultura láctea ajustaram-se sete formulações propostas a partir do planejamento fatorial apresentado na Tabela 1. Tabela 1 - Planejamento experimental fatorial para a produção dos iogurtes com adição de inulina. Valores codificados Valores reais Formulações Tempo de Concentração Tempo de Concentração fermentação (h) de inulina (g/l) fermentação (h) de inulina (g/l)

3 Fonte: Próprio autor Às formulações 1 e 2 foram adicionados 15 g/l de inulina e 20 g/l de leite em pó desnatado, às formulações 3 e 4 foram adicionados 25 g/l de inulina e 10 g/l de leite em pó desnatado e às formulações 5, 6 e 7 foram adicionados 20 g/l de inulina e 15 g/l de leite em pó desnatado, totalizando, assim, 35g/L de sólidos totais em cada formulação. A cultura inoculada após a pasteurização foi de 0,2 U/L. Análises físico químicas: O ph dos iogurtes foi determinado seguindo o método de Aryana (2003). A determinação da acidez foi de acordo com o método da AOAC (1995) e o resultado expresso em porcentagem (%) de ácido lático. Tanto para ph quanto para acidez as amostras foram analisadas em triplicata nos dias 1 e 7 de armazenamento. Já o perfil de textura instrumental (TPA), foi analisado utilizando o texturômetro Brookfield, modelo CT3, a análise foi feita a partir da curva de força x tempo e área do gráfico, determinando-se dureza/firmeza (g), no primeiro e no segundo ciclo (Domagalaet al., 2006). Foram analisadas 4 amostras em cada etapa (dia 1 e dia 7) após a preparação dos iogurtes. O tipo de teste utilizado nas análises do perfil textura foi o Texture Profile Analysis (TPA), com probe TA3/100 diameter cylinder probe, e velocidade de penetração de 1 mm/s, com profundidade de penetração de 10 mm e a força de penetração de 4 g. Análise Estatística:Os dados obtidos no estudo foram avaliados pela Análise de Variância (ANOVA), utilizando o software Statistica na versão 7.0, a um nível de significância de p < 0,05 e foram geradas superfícies de resposta. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 ph e Acidez Titulável Na figura 1 estão apresentadas as superfícies de resposta obtida dos modelos experimentais ajustados aos resultados de ph (A) e acidez titulável (B) das variáveis concentração de inulina e tempo de fermentação, assim como da interação entre elas. Figura 1 Superfícies de resposta de ph (A) e acidez titulável (B) de iogurtes com adição de inulina em diferentes proporções. Fonte: Próprio autor. *Os valores foram gerados automaticamente pelo software não sendo possível modificar as casas decimais. A partir da análise da Figura 1A verificou-se que, de uma forma geral, a concentração de inulina e o tempo de fermentação influenciam o ph dos iogurtes, sendo que, para o mesmo tempo de

4 fermentação, quanto maior a concentração de inulina maior será o valor do ph. Segundo Tamime e Robinson (1999) valores de ph entre 4,6-4,7 conduzem a formação de um gel, o iogurte, devido a ação do ácido láctico resultante da fermentação que contribui para a desestabilização da micela de caseína, provocando sua coagulação. Ralph, (1998) considera 4,60 de ph o valor ideal na fabricação de iogurte mas para Brandão (1995) o iogurte com baixa acidez (ph> 4,6) favorece a separação do soro, porque o gel não foi suficientemente formado. Porém não foi observada esta influência no presente estudo. A partir da análise da Figura 1B verificou-se que, de uma forma geral, a concentração de inulina e o tempo de fermentação influenciam a acidez titulável dos iogurtes, sendo que, para o mesmo tempo de fermentação, quanto maior a concentração de inulina menor será o valor de acidez. Verificou-se que todos os valores de acidez das amostras analisadas (0,74 a 0,99% de ácido lático) encontram-se de acordo com o estabelecido pela legislação brasileira em vigor, que é de 0,6 a 1,5% (Brasil, 2001). Para Abreu (1997), o desejável é que o iogurte apresente acidez em torno de 0,70-0,72% de ácido láctico, ela torna os iogurtes relativamente estáveis por inibir o crescimento de bactérias Gram-negativas (Rodas, 2001). 3.2 Perfil de Textura Na Figura 2 estão apresentadas as superfícies de resposta obtidas dos modelos experimentais ajustados aos resultados de firmeza no ciclo 1 e 2 das variáveis concentração de inulina e tempo de fermentação, assim como da interação entre elas. Figura 2-Superfície de resposta de Firmeza Ciclo 1(A) e ciclo 2 (B) de iogurtes com adição de inulina em diferentes proporções. Fonte: Próprio autor A partir da análise das figuras 2, verificou-se que a concentração de inulina e o tempo de fermentação influenciam os perfis de firmeza dos iogurtes, sendo que, para o mesmo tempo de fermentação, quanto maior a concentração de inulina menor será o valor da firmeza (ciclos 1 e 2), sendo este efeito mais pronunciado nos menores tempos de fermentação estudados. Uma particularidade observada na superfície de resposta é, que para o ciclo 2 de firmeza, não houve influência da concentração de inulina em 7 horas de fermentação. Os valores de textura (firmeza) no primeiro ciclo foram de 130 a 396 g diminuindo no segundo ciclo para valores entre 76 e 390 g. O primeiro ciclo corresponde sensorialmente à primeira mordida, à força necessária para compressão entra a língua e o palato. O segundo ciclo seriam as mordidas seguintes à primeira, a mastigação (Civille & Szczesniak, 1973). Houve influência negativa da concentração de inulina para a textura dos iogurtes, efeito relatado por Pimentel (2009),

5 apresentando assim menor firmeza comparada aos iogurtes desnatados. Fuchs (2004) também observou que a suplementação de iogurte de soja com inulina resultou em uma diminuição da firmeza do produto. Porém observou-se no presente trabalho que mesmo com o maior valor da concentração de inulina os iogurtes obtiveram uma boa textura, a partir de 6 horas de fermentação, sendo esta uma característica importante para definir a qualidade do iogurte, pois afeta a sua aparência, o sabor e a aceitabilidade geral do produto (Areset al., 2007). 3.3Modelos preditivos para elaboração do iogurte prebiótico A partir do planejamento experimental e análise dos resultados foram geradas equações de regressão linear para os parâmetros analisados no presente trabalho conforme mostra a Tabela 2. Tabela 2 -Equações de regressão linear obtida e seus respectivos coeficientes de determinação ajustados ás características das formulações. Parâmetro Equação Valores de R ph z=4,19+0,04x+0,08y-0, 01xy+0 0,96 Acidez z=0,67+0,05x-0, 01y+0,0008xy+0 0,76 Textura (firmeza) Ciclo 1 z=342,68+18,40x-25, 68y+2,84xy+0 0,89 Ciclo 2 z=342,68+18,40x-25, 68y+2,84xy+0 0,85 x= Tempo de fermentação; y= Concentração de inulina; xy= Tempo de fermentação x conc. de inulina. Fonte: Próprio autor O planejamento experimental deste trabalho foi elaborado variando-se valores de concentração de inulina e tempo de fermentação para analisar as características físicas e químicas com o objetivo de selecionar a formulação que apresentasse os melhores resultados, e avaliar o perfil de fermentação da cultura YoFlex Harmony 1.0. A partir dos resultados expostos anteriormente foi observado que a formulação 5, com concentração de inulina a 20g/L equivalente a 2% e tempo de fermentação de 6 horas (ponto central) foi a que apresentou as melhores características obtendo valores médios de 4,60 de ph, 0,90 % de ácido lático (acidez titulável), 362 g de firmeza no primeiro ciclo, 173 g no segundo ciclo. Foi observado também que não houve mudança significativa nos valores físicos e químicos a partir de 6 horas de fermentação e concentração de inulina a 20g/L equivalente a 2% e que abaixo desses parâmetros a firmeza foi comprometida. Com a concentração de inulina acima 33% do valor mínimo exigido pela legislação que é de 1,5% para iogurtes (Anvisa 2008), os valores de ph e de acidez dentro dos intervalos exigidos pela legislação vigente (Brasil 2007) e perfil de textura (firmeza) foram aceitáveis comparado a Pimentel et al. (2009), justifica-se a escolha pela formulação. Os valores de R obtidos para textura ciclo 1 e textura ciclo 2 são considerados adequados/bons devido ao parâmetro textura ser muito variável, por poder haver grande diferença entre as amostras. A partir disso, considera-se que as equações estão adequadamente ajustadas para este parâmetro em específico. 4. CONCLUSÃO Com base nas análises realizadas, pode-se concluir que é possível obter iogurtes prebióticos variando a concentração de inulina e o tempo de fermentação, sendo este o fator que provocou a maior influência em todos os parâmetros analisados. Mediante os resultados físicos e químicos obtidos dos iogurtes prebióticos naturais foi possível selecionar uma formulação para uma possível adição de sabor. Assim, este produto apresenta uma boa alternativa alimentar, pois além de alto valor nutritivo, ainda auxilia em uma ação benéfica a saúde. Mais testes são necessários para avaliar mais tempo de

6 vida de prateleira, pois a inulina pode causar sinérese após muito tempo de armazenamento, como já avaliado em trabalhos não citados aqui. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Abreu, L. R. Tecnologia e aproveitamento do leite. Lavras: FAEPE, p.149, Agência Nacional De Vigilância Sanitária Anvisa. Alimentos. Alimentos com alegações de propriedades funcionais e ou de saúde, novos alimentos/ingredientes, substâncias bioativas e probióticos. Atualizado em julho de IX Lista das alegações de propriedades funcionais aprovadas Ares, G. et al. Influence of gelatin and starch on the instrumental and sensory texture of stirred yogurt. International Journal of Dairy Technology. v. 60, n. 4, p , Aryana, K.J. Folic acid fortified fat-free plain set yoghurt. International Journal of Dairy Tecnology. v. 56, n. 10, p , Association Of Official Analyticals Chemistry (AOAC).Official methods of analysis of AOAC International.v.2, Brandão, S.C.C.Tecnologia da fabricação de iogurte. Revista do Instituto de Laticínios Cândido Tostes. Juiz de Fora, v. 3, n. 250, p. 3-8, Brandão, S. C. C. Tecnologia da produção industrial de iogurte, v. 4, n. 25, p , Brasil. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 12, de 2 de janeiro de Dispõe sobre Regulamento Técnico sobre Padrões Microbiológicos para Alimentos. Brasília: Diário Oficial da União, jan Carabin, I.G.; Flamm, W.G. Evaluation of safety of inulin and oligofructose as dietary fiber. Regul.Toxicol.Pharmacol, v.30, p , Civille, A. V; Szczesniak, A.S. Guidelinesto training a texture profile painel. Journal of Texture Studies, v.4, n.2, p.204, Domagala, J. et al. Rheological properties and texture of yoghurts when oatmaldextrin is used as fat substitute. International Journal of Food Properties. v. 9, n. 1, p. 1-11, Fuchs, R. H.; Borsato, D.; Bona, E.; Hauly, M. C. O. Iogurte de soja suplementado com oligofrutose e inulina. Ciência Tecnologia dos Alimentos. v. 25, n.1, p , Kaur, N.; Gupta, A. K. Applications of inulin and oligofructose in health and nutrition. Journal of Biosciences, v. 27, n. 7, p , Pimentel, T.C. Iogurte probiótico com inulina como substituto de gordura f. Dissertação (Mestrado em Ciências de Alimentos) Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Ralph, E. Tecnologia de los productos lácteos. Editora Acribia, S. A, 2º ed, Zaragoza-Espanã: Roberfroid M.B. Prebiotics: the concept revisited. Journal of Nutrition Rodas, M. A. de B et al. Caracterização físico-química, histológica e viabilidade de bactérias lácticas em iogurtes com frutas. Cien.Tecnol.Aliment, v. 21, n. 3, Tamime, A. Y.; Robinson, R. K. Yoghurt science and technology.p.619, 1999.