AVALIAÇÃO DO TEOR DE SÓLIDOS E DE AGENTES ESPESSANTES SOBRE A CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA EM IOGURTES

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1 AVALIAÇÃO DO TEOR DE SÓLIDOS E DE AGENTES ESPESSANTES SOBRE A CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA EM IOGURTES 1 Eduardo Henrique Masini Garcia e 2 Juliana de Souza Ferreira 1 Aluno de graduação da UFU, discente do curso de Biotecnologia 2 Professor da Faculdade de Engenharia Química da UFU/MG 1,2 Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia. Av João Naves de Ávila, 2121, Bloco 1K, Campus Santa Mônica, Uberlândia - MG, CEP juliana@feq.ufu.br RESUMO - O iogurte é o principal produto comercial derivado do leite e apresenta um alto valor nutricional, constituindo excelente fonte de proteínas, cálcio, fósforo, magnésio, zinco e vitaminas. A qualidade do iogurte pode ser comprometida pelo efeito da sinérese, que consiste na liberação espontânea de água acompanhada pela redução do seu volume e é intensificada por mudanças na temperatura, valor de ph, fatores mecânicos e teor de matéria sólida do iogurte. A proposta deste trabalho foi avaliar diferentes formulações de iogurte com relação ao teor de sólidos totais e ao tipo de ingrediente, sendo usado leite em pó desnatado, amido de milho e a gelatina, como fonte de proteína. Foram feitos ensaios de susceptibilidade à sinérese pelo método de drenagem e de capacidade de retenção de água pelo método de centrifugação. Os resultados indicaram que os iogurtes produzidos com correção do teor de sólidos totais e com adição de 0,5% de gelatina apresentaram maior estabilidade quanto ao efeito da sinérese. Palavras-Chave: iogurte firme, sólidos totais, sinérese INTRODUÇÃO Os fermentados derivados de leite são produtos largamente consumidos e dentre eles, destaca-se o iogurte. O iogurte é um produto resultante da fermentação do leite pelas bactérias lácticas Streptococcus thermophillus e Lactobacillus bulgaricus. Pode ser encontrado no mercado os tipos firme e batido e o processo de conversão do leite em iogurte deve-se à aglomeração das micelas de caseína a baixo ph (Tamine e Robinson, 1999, Haque et al, 2001, Brabandere e Baerdemaeker, 1999). O crescente aumento do consumo de iogurte deve-se aos inúmeros benefícios à saúde em virtude das propriedades funcionais dos microrganismos; do valor nutritivo, incluindo os ingredientes que são acrescentados durante a fabricação (cálcio, fibras, prebióticos) e da digestão melhorada da lactose, necessária para o uso por consumidores tolerantes à lactose (Zareet al., 2011, Henriques et al, 2011) No entanto, a aprovação deste produto pelo consumidor também depende da textura, da aparência e de suas propriedades físicas. E tanto as características nutricionais como organolépticas e sua aparência dependem do teor de gordura e de sólidos totais do leite, conteúdo protéico, tipo de proteína, adição de estabilizantes e espessantes, tratamento térmico, da taxa de acidificação, das cepas lácticas durante a fermentação e do tempo de estoque (Zareet al, 2011, Hugunin, 1999). Um dos problemas que prejudicam a qualidade final do iogurte firme é a ocorrência da sinérese, que consiste na separação de soro do iogurte espontaneamente, sem ação de força externa (Zare et al, 2011, Antunes et al., 2004). A sinérese acontece devido à instabilidade da matriz de gel resultante de forças atrativas entre moléculas de proteínas e micelas de caseínas que levam à formação de ligações intermoleculares adicionais e, conseqüentemente, a contração do gel com expulsão de líquido. A sinérese pode ser intensificada por mudança de

2 temperatura, ph e fatores mecânicos (Lee e Lucey, 2010, Antunes et al., 2004). Portanto, um maior teor de proteína pode reduzir a separação do soro, devido à formação de uma rede mais coesa (Lee e Lucey, 2010, Henriques et al., 2011). Ademais, condições de processo como tratamento térmico, temperatura de incubação, homogeneizaçãoe uso de cepas produtores de exopolissacarídeos podem melhor a capacidade de retenção de água (Haque et al, 2001, Wu et al., 2001, Brabandere e Baerdemaeker, 1999, Amatayakul et al, 2006) Com o intuito de reduzir a separação do soro, muitos trabalhos avaliaram o efeito do teor de sólidos e da adição de diferentes compostos que agem como estabilizantes ou espessantes. Os compostos que aumentam a firmeza do iogurte e reduzem a sinérese são citados na literatura são: leite em pó desnatado, carragena, pectina, concentrado protéico de soro de leite, caseinato, amido, gelatina e gomas (Zare et al., 2011, Henriques et al., 2011, Antunes et al., 2004). Além disso, a adição de certos componentes, como é o caso do concentrado proteico de soro, pode resultar no aumento da formação de ácido láctico, acetaldeído e diacetil que melhoram o sabor do iogurte (Hugunin, 1999). Os métodos mais comumente utilizados para medir a expulsão do soro do iogurte são o de centrifugação e de drenagem. O método de centrifugação quantifica a capacidade de retenção de água, ou seja, mede-se a resistência do gel de se compactar ao ser submetido a uma alta força externa. O método de drenagem baseia-se na separação espontânea do soro pelo uso da filtração do iogurte (Lee e Lucey, 2010, Amatayakul et al.,2006, Davanço et al., 2009). A proposta deste trabalho foi avaliar o efeito da correção do teor de sólido e do tipo de ingrediente usado como espessante/estabilizante com relação à sinérese de iogurte firmes. Os compostos usados foram leite em pó desnatado, amido de milho e a gelatina como fonte protéica, sendo analisados isoladamente ou de forma combinada. A correção do teor de sólidos por leite em pó desnatado proposta neste trabalho vem sendo usada por diversos estudos (Henriques et al. (2011), Zare et al, 2011, Amatayakul et al.,2006). A gelatina, que é resultante da hidrólise parcial do colágeno, já é amplamente empregada na indústria de alimentos por ser capaz de auxiliar na formação cruzada e melhorar as propriedades do gel formado por proteínas (Moretti, 2009), sendo importante avaliar sua aplicação na estabilidade de iogurte (Costa et al. 2013). Já o uso do amido também pode contribuir para a capacidade de retenção da água, pois o amido se associa a outros hidrocolóides resultando em melhor viscosidade do iogurte e diminuição da sinérese. Ademais, o amido ainda é pouco estudado na fabricação de iogurte (Manzano et al, 2008, Garcia, 2011). MATERIAIS E MÉTODOS Formulação dos iogurtes Os iogurtes foram preparados utilizando-se leite integral UHT obtidos no comércio local, e utilizou-se iogurte original como inóculo. Para os iogurtes controle o teor de sólidos não foi corrigido e não houve adição de estabilizantes. Para avaliação do efeito da correção do teor de sólidos foi usado leite em pó desnatado ajuste para 16% o teor total de sólidos. Para avaliação dos estabilizantes e espessantes, foram analisadas as seguintes formulações 0,5% de gelatina ou 0,5% de amido de milho com ou sem adição de leite em pó desnatado. Preparo dos iogurtes O preparo dos iogurtes foi baseado no procedimento adotado por Antunes et al. (2004) e Moretti (2009) eliminando as etapas de pasteurização e homogeneização, uma vez que foi utilizado leite homogeneizado e esterilizado UHT. Quando necessário, o leite em pó ou os estabilizantes foram adicionados e, em seguida, o leite foi aquecido à 45ºC em banho termostatizado. Após adição do inóculo, o leite foi transferido para as embalagens (copos plásticos) e mantidos em estufa à 45ºC até o ph atingir o valor de 4,5. A fermentação foi interrompida colocando os iogurtes em banho de gelo. Os copos de iogurte foram armazenados em geladeira à uma temperatura de aproximadamente 4-10ºC. Susceptibilidade à sinérese A suscetibilidade à sinérese foi estimada pelo método de drenagem do produto conforme Amatayakul et al.(2006) e Costa et al. (2013) com algumas adaptações de acordo com os equipamentos disponíveis no laboratório. Pesou-

3 se as provetas vazias e, em seguida, pesou-se 25g da amostra sobre um filtro de papel, acoplado à funil sobre proveta graduada. Após 2 horas de drenagem, sob refrigeração a 4-10 C, pesou-se o volume de soro coletado de cada amostra e, em seguida, calculou-se a susceptibilidade à sinérese. A Equação 1 representa a fórmula utilizada para expressar a susceptibilidade à sinérese. (1) Todas as análises foram feitas em triplicata e realizadas ao longo de um período de até 22 dias. Capacidade de retenção de água A capacidade de retenção de água (CRA) foi determinada segundo o método modificado de Amatayakul et al. (2006) e Antunes et al, (2003). Aproximadamente 12 g de iogurte foram centrifugados a 5000 rpm por 13 minutos. Após a centrifugação, o fluido sobrenadante foi filtrado e mediu-se a massa do filtrado. A capacidade de retenção de água foi expressa em %. A Equação 2 representa a fórmula utilizada para expressar a Capacidade de Retenção de Água: (2) Figura 1- Efeito da correção do teor de sólidos totais sobre o índice de sinérese Analisando a Figura 1, observou-se que a correção do teor de sólidos totais para 16% pela adição de leite em pó desnatado reduziu o Índice de Sinérese, sendo que esta redução é menor ao se avaliar o iogurte armazenado por 22 dias. Após 22 dias de armazenamento, o Índice de Sinérese do iogurte sem adição de leite em pó desnatado reduziu de 27,67% 6,34%, para 25,92% 3,48% para o iogurte com correção do teor de sólidos. Com relação à variação do Índice de Sinérese com o tempo de armazenamento, notouse que para o iogurte sem correção do teor de sólidos a separação do soro é menor à medida que o tempo de estoque aumenta. Para o iogurte com adição de leite em pó, a quantidade de soro separada não seguiu uma tendência. Todas as análises foram feitas em triplicata e realizadas ao longo de um período de até 22 dias. RESULTADOS E DISCUSSÃO A influência do teor de sólidos totais sobre a estabilidade do iogurte firme quanto à separação de soro do iogurte foi avaliada pelo método de drenagem e pelo método de centrifugação, cujos resultados são expressos em termos de Índice de Sinérese e Capacidade de Retenção de Água, respectivamente. Os resultados do Índice de Sinérese estão apresentados na Figura 1 e os de Capacidade de Retenção de Água no gráfico da Figura 2. Figura 2 - Efeito da correção do teor de sólidos totais sobre a capacidade de retenção de água. Pelo método de centrifugação, os resultados expressos em Capacidade de Retenção de Água (Figura 2) não indicam diferença significativa no intervalo de confiança de 95%.

4 Os resultados do Índice de Sinérese e de Capacidade de Retenção de Água com relação à adição de gelatina ou amido, com ou sem correção do teor de sólidos totais, são indicados nos gráficos das Figuras 3 e 4, respectivamente. Figura 3 - Efeito da correção do teor de sólidos totais e adição de compostos estabilizantes/espessantes sobre o índice de sinérese A Figura 3 mostra que os melhores resultados foram obtidos para o iogurte firme preparado com a adição somente de gelatina (0,5%), sendo de 5,27% 1,10% no 9º dia de armazenamento. O maior índice de Sinérese foi determinado para o iogurte com adição somente de amido de milho, sendo de 39,51% 6,40% no 9º dia de armazenamento. Quanto à influência do tempo de armazenamento, somente para o iogurte com adição de leite em pó desnatado e gelatina houve um aumento do índice de Sinérese significativo considerando o intervalo de confiança de 95%. Para as demais amostras, o índice permaneceu constante entre o 9º e o 14º dia de estoque. Figura 4 - Efeito da correção do teor de sólidos totais e adição de compostos estabilizantes/espessantes sobre a capacidade de retenção de água Comparando os resultados das Figuras 3 e 4, os dados de Capacidade de Retenção de Água, novamente não apresentaram a mesma tendência dos dados de Índice de Sinérese. Analisando pela Capacidade de Retenção de Água, o melhor resultado foi encontrado para o iogurte com adição somente de amido. Os resultados obtidos neste trabalho quanto ao efeito da correção de teor de sólido e à influência de adição de gelatina ou amido estão semelhantes aos descritos na literatura. Com relação ao teor de sólidos totais, Henriques el al. (2011) verificaram que altos teores de sólido (15,5% - 16%) contribuem para baixos índices de sinérese (0,5% - 5%). Resultado semelhante foi observado também no trabalho de Amatayakul et al.(2006) havendo uma redução significativa do índice de sinérese quando o teor de sólidos totais foi elevado de 9% para 14% para correção com leite em pó desnatado. Ao substituir o leite em pó desnatado (2%) por concentrado protéico de soro (2%) para produção de iogurte, Hunging (1999) observou que houve uma melhora na consistência do produto e na capacidade de retenção de água. O volume do soro foi de 22 ml para o iogurte sem correção de sólidos totais, 17 ml para correção com leite em pó desnatado e 7 ml para o iogurte corrigido com 2% de concentrado protéico de soro de leite. O efeito de concentrado protéico de soro de leite sobre a capacidade de retenção do iogurte firme também foi avaliada por Antunes et al., (2003). Além da concentração de proteína (8 12%), outros parâmetros também foram investigados neste trabalho, como ph, temperatura e tempo de desnaturação. Antunes et al. (2003) concluíram que as melhores condições de firmeza, capacidade de retenção de água, coesividade e elasticidade foram obtidos para as maiores concentrações de proteína. Antunes et al. (2004) analisaram o feito do concentrado protéico de soro de leite com leite enriquecidos com probióticos e verificaram que o aumento do teor de proteína melhorou a capacidade de retenção de água. Eles identificaram também que o armazenamento aumentou a estabilidade reduzindo a sinérese. Resultados semelhantes da melhora da capacidade de retenção de água também foram obtidos de estudos que estudaram amido e outras

5 fontes protéicas como a gelatina, soja ou colágeno, Zareet al (2011) avaliaram a estabilidade do iogurte com adição de farinha de lentilha (1 a 3%) e de leite em pó desnatado (1 3%) durante um mês de estoque.vale ressaltar que, assim como ocorreu no presente trabalho, a variação do volume de soro liberado ao longo do período de armazenamento não seguiu sempre a mesma tendência, sendo que também foi observado diminuição do volume de soro durante o estoque, dependendo da formulação do iogurte. Os autores verificaram que o leite suplementado com farinha de lentilha (3%) apresentou melhor resultado após 1 dia de estoque, volume de soro menor que 2 ml/100 ml. Mas ao final de 28 dias, o iogurte que apresentou menor índice de sinérese (< 3mL/100 ml) foi aquele suplementado com leite em pó desnatado (3%). No trabalho de Moretti (2009), os iogurtes foram suplementados com diferentes fontes protéicas (soja, soro e colágeno). Os valores de sinérese variaram entre 9-18,33% para o iogurte com soro, 14-25% para o iogurte com soja 1,47 e 23,17% para o iogurte suplementado com colágeno. A capacidade de retenção destes iogurtes também foi estudada com relação ao tempo de armazenamento. A sinérese diminuiu para o iogurte suplementado com colágeno, aumentou para o iogurte suplementado soja e não apresentou diferença significativa ao longo to período de estoque para o iogurte com soro. Segundo Costa et al (2013), que avaliaram a produção de iogurte enriquecido com proteína e diferentes estabilizantes (gelatina, goma guar, amido de milho, carboximetilcelulose), observaram que os iogurtes produzidos com concentrado protéico de leite (1%), goma guar (1%) e gelatina (0,5%) não apresentaram sinérese. Além disso, o iogurte com 0,5% de gelatina teve os melhores resultados quanto à aparência e textura. Manzano et al. (2008) investigaram o efeito da sinérese no iogurte de soja contendo como espessante/estabilizante amido modificado, fécula de inhame e gelatina. Assim como no trabalho proposto, os dados de Manzano et al (2008) também mostraram que o melhor resultado foi encontrado para o iogurte preparado apenas com gelatina (0,5%). CONCLUSÃO Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que a medida de separação do soro do iogurte firme depende do método empregado, uma vez que os valores de Índice de Sinérese e da Capacidade de Retenção de Água não seguiram a mesma tendência com relação aos parâmetros avaliados. Considerando que o método da drenagem mede a separação do soro de forma espontânea, sem aplicação de força externa, e que a sinérese no produto comercial ocorre de forma semelhante, adotou-se para a conclusão do efeito dos parâmetros avaliados, aqueles dados fornecidos pelo método de Índice de Sinérese. Portanto, os melhores resultados foram obtidos usando a gelatina (0,5%), fonte protéica, de forma isolada. Na ausência de gelatina, a separação de soro é reduzida pela correção do teor de sólidos pela adição de leite em pó desnatado. Todavia, para a definição da melhor formulação para o iogurte, é necessário um estudo ampliando as variáveis analisadas como textura, consistência, viscosidade, além de análise sensorial, envolvendo cor, sabor e aparência. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMATAYAKUL, T., SHERKAT, F., SHAHl N. P.. Syneresis in set yogurt as affected by EPS starter cultures and levels of solids. Vol 59, No 3 August 2006 International Journal of Dairy Technology ANTUNES, A. E. C.; CAZETTO, T. F.; BOLINI, H. M. A. Iogurtes desnatados probióticos adicionados de concentrado protéico do soro de leite: perfil de textura, sinérese e análise sensorial. Alimentos e Nutrição., Araraquara, v. 15, n. 2, p , 2004 ANTUNES, A.E.C., MOTTA, E.M.P., ANTUNES, A.J. Perfil de textura e capacidade de retenção de água de géis ácidos de concentrado protéico de soro de leite. Ciência Tecnologia de Alimentos, 23 (Suplemento) BRABANDERE, A. G. de, BAERDEMAEKER, J. G. de. Effects of process conditions on the ph development during yogurt fermentation. Journal of Food Engineering 41 (1999) COSTA, A. V. S., NICOLAU, E. S.; TORRES, M. C. L.; FERNANDES, P. R.; ROSA, S. I. R.; NASCIMENTO, R. C.. Desenvolvimento e caracterização físico-química, microbiológica e sensorial de bebida láctea fermentada elaborada com diferentes estabilizantes/espessantes. Ciências

6 Agrárias, Londrina, v. 34, n. 1, p , jan./fev DAVANÇO, F. V., HARA,E. T., SATO, R. T., SIVIERI, K., COSTA, M. de R., RENSIS, C. M. V. B. de. Avaliação do efeito do tratamento térmico na capacidade de retenção de água do iogurte através da metodologia de superfície de resposta. Rev. Instituto de Laticínios. Cândido Tostes, Jul/Ago, nº 369, 64: 3-7, GARCIA, R. V. Desenvolvimento de leite de cabra fermentado adicionado de cepas probióticas, inulina, amido e gelatina. Tese apresentada para a obtenção do Título de Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos. Centro de Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2011 HAQUE, A., RICHARDSON, R.K., MORRIS, E.R. Effect of fermentation temperature on the rheology of set and stirred yogurt. Food of Hydrocolloids. 15 (2001) HENRIQUES, M., GOMES, D., RODRIGUES, D., PEREIRA, C., GIL, M. Performance of bovine and ovine liquid whey protein concentrate on functional properties of set yoghurts. Procedia Food Science 1 (2011) HUGUNIN, A. Whey products in yogurt and fermented dairy products. Applications monograph - yogurt. U.s. dairy export council Ec1.1 ec1.8. MANZANO, G. P. P., DAIUTO, E. R., JANZANTTI, N. S., ROSSI, E. A.. Aspectos sensoriais e físico-químicos de iogurtes de soja com espessantes/ estabilizantes a base de fécula de inhame (Dioscoreaalata), amido modificado e gelatina. B.CEPPA, Curitiba v. 26, n. 2, p , jul./dez MORETTI, B. R. Efeito da suplementação do leite com proteínas de diferentes fontes (soro de leite, soja e colágeno) e da composição da cultura lática em iogurtes. Dissertação de Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, São José do Rio Preto, SP, 2009, 160p. LEE, W. J., LUCEY, J. A. Formation and Physical Properties of Yogurt. Asian-Aust. J. Anim. Sci. Vol. 23, No. 9 : September TAMIME, A. Y., ROBINSON, R. K. (1999). Yogurt: science and technology (third edition). Woodhead Publishing Ltd. THANUT AMATAYAKUL, FRANK SHERKAT, NAGENDRA P SHAH. Syneresis in set yogurt as affected by EPS starter cultures and levels of solids. Vol 59, No 3 August 2006 International Journal of Dairy Technology WU, H., HULBERT, G. J., MOUNT, J. R. Effects of ultrasound on milk homogenization and fermentation with yogurt starter. Innovative Food Science and Emerging Technologies (2001) ZARE, F., BOYE, J.I., ORSAT, V., CHAMPAGNE C., SIMPSON, B.K. Microbial, physical and sensory properties of yogurt supplemented with lentil flour. Food Research International 44 (2011) AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a Universidade Federal de Uberlândia e a Faculdade de Engenharia Química pela oportunidade em realizar este trabalho.

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