QUALIDADE DE PÃES COM FARINHA DE BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR E DE QUIRERA DE ARROZ EXTRUSADA

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1 QUALIDADE DE PÃES COM FARINHA DE BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR E DE QUIRERA DE ARROZ EXTRUSADA L.P. Zatti 1, A.F.S. Iocca 1, C.W.P. Carvalho 2, M.W.S. Cordeiro 1 1 Departamento de Tecnologia em Agroindústria Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso - CEP: Campo Novo do Parecis MT Brasil, Telefone: 55 (65) luis.zatti96@gmail.com, andreia.iocca@cnp.ifmt.edu.br, madison.cordeiro@cnp.ifmt.edu.br 2 Embrapa Agroindústria de Alimentos CEP: Rio de Janeiro RJ Brasil, Telefone: 55 (21) cwpiler@ctaa.embrapa.br RESUMO O presente trabalho teve por objetivo determinar a qualidade de pães com farinha de bagaço de cana-de-açúcar e quirera de arroz extrusada (F Ex), nas proporções de 0%, 7,5%, 15%, 22,5% e 30% de substituição de Farinha de trigo (FT). A qualidade dos pães foi afetada pelo aumento das quantidades de F Ex nas formulações. A partir da adição de 7,5% de F Ex, os pães caracterizaram-se pela coloração amarela e, a diminuição dos valores de volume específico foram proporcionais ao aumento da substituição da FT por F Ex. Os parâmetros de textura (firmeza, elasticidade, mastigabilidade e coesividade) e os resultados de umidade, carboidratos e valor energético total, foram influenciados pela adição de farinha extrusada. Os pães apresentaram elevados teores de cinzas, lipídios, proteínas, carboidratos e fibra alimentar total, sendo, portanto recomendados como alternativa para uma alimentação saudável, e para agregação de valor ao bagaço da cana-de-açúcar e quirera de arroz. ABSTRACT - This study aimed to determine the quality of bread with flour from sugarcane bagasse and grits extruded rice (F EX), in proportions of 0%, 7.5%, 15%, 22.5% and 30 % wheat flour substitution (FT). The quality of the bread was affected the extent to which increased amounts of F EX in the formulations. From the addition of 7.5% F EX, the loaves were characterized by a yellow color and the decrease in specific volume values are proportional to the increase in substitution of FT by F EX. The texture parameters (firmness, elasticity, cohesiveness, and chewiness) and humidity results, carbohydrates, and total energy were influenced by the addition of extruded flour. The breads showed high contents of ash, lipids, proteins, carbohydrates and total dietary fiber and is therefore recommended as an alternative for healthy eating, and to add value to bagasse from sugarcane and rice grits. PALAVRAS-CHAVE: extrusão, fibra alimentar, textura, qualidade nutricional. KEYWORDS: extrusion, dietary fiber, texture, nutritional quality. 1 INTRODUÇÃO Dentre os principais produtos agrícolas brasileiros, destacam-se a cana-de-açúcar e o arroz. O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar e líder mundial na exportação de açúcar e etanol com uma produção estimada de 34,6 milhões de toneladas e 29 bilhões de litros, respectivamente, na safra 2015/16. Em relação ao arroz, este constitui no terceiro produto mais

2 produzido (cerca de 11,5 milhões de toneladas, safra 2015/16) nacionalmente, representando 5,46% do total de grãos, ficando em quantidade atrás apenas da soja e milho (Conab, 2016). Paralelamente, dados industriais têm demonstrado que uma tonelada de cana-de-açúcar processada, para qualquer finalidade, produz cerca de 250kg de bagaço como subproduto e cujo aproveitamento é incipiente, pouco diversificado e nenhum dos usos propostos referem-se a alimentação humana (Alves, 2006), aspecto este de grande relevância nutricional, sobretudo por causa de sua composição química a qual se destaca pela ausência de açúcar (sacarose) e principalmente pelo elevado conteúdo em fibras (Usp, 2009) relevante para a saúde humana. Os benefícios das fibras no organismo estão relacionados ao fato de que parte da fermentação de seus constituintes ocorre no intestino grosso impactando a velocidade do transito intestinal, sobre o ph do cólon e na metabolização de subprodutos com importância na função fisiológica. Ainda, pesquisas reportam que um elevado consumo de fibras correlaciona-se diretamente com a diminuição dos riscos de desenvolvimento de doença coronariana, obesidade, hipertensão, redução dos níveis séricos de colesterol e redução de peso corpóreo (Barnaud & Rodrigues, 2013). Da mesma forma, no beneficiamento do arroz, obtém-se a casca e o farelo de arroz, considerados sinônimos de poluição ambiental e, cerca de 14% do total beneficiado resulta-se em quirera (fragmentos menores, em diâmetro, que 1,60mm). Apesar deste subproduto representar prejuízos para a indústria arrozeira, possui teores importântes de proteínas, lipídios e fibra alimentar, bem como apresenta-se como matéria-prima alternativa e promissora para elaboração de produtos alimentícios extrusados (Soares Júnior et al., 2009). A extrusão tem como característica principal submeter materiais secos ou viscosos a altas temperaturas e pressão promovendo a transformação por completo das características químicas, físicas, sensoriais e nutricionais dos produtos finais. Similarmente ao observado para quirera de arroz extrusada, pesquisas recentes demonstraram que o processo de extrusão melhorou as propriedades funcionais do bagaço de cana-de-açúcar, possibilitando sua aplicação em sistemas alimentares diversos (Martinez-Bustos et al., 2011) Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade de pães formulados com farinha de bagaço de cana-de-açúcar e de quirera de arroz extrusada. 2 MATERIAL EM MÉTODOS 2.1 Obtenção e preparo das matérias-primas Bagaço de cana-de-açúcar e quirera de arroz processados na safra 2015/2016 foram adquiridos no comércio local do município de Campo Novo do Parecis, Mato Grosso, Brasil. O bagaço foi submetido à lavagem em água corrente e sanitização com solução de hipoclorito de sódio (100 ppm. 20 min -1 ), seguido de secagem em estufa de convecção à 50 C por 24 h. Ao final, o bagaço e a quirera de arroz foram moídas em moinho de facas tipo Willye (Tecal, Piracicaba, Brasil) e a farinhas obtidas acondicionadas em embalagens de polietileno e armazenadas sob refrigeração até o momento da extrusão. 2.2 Obtenção das farinhas e processamento dos pães Previamente ao processo de extrusão, as farinhas foram misturadas na proporção de 30:70 de farinha de bagaço de cana e quirera de arroz, respectivamente. A extrusão foi conduzida em extrusora de dupla-rosca Evolum HT25, (Clextral, Firminy, França) de matriz circular e 1 furo de 8mm de diâmetro. Empregou-se como parâmetros constantes do processo: velocidade dos parafusos, 400 rpm; vazão de alimentação de sólidos de 15 kg. h -1 ; e temperatura ao longo das zonas de aquecimento entre 30 e 140 C (da entrada à saída do material). Ao final, o produto extrusado foi seco em estufa com circulação de ar (60 C por 1

3 hora), seguido de moagem em moinho de facas com peneira de 0,63mm e armazenadas a temperatura ambiente até o processamento dos pães. Os pães foram elaborados pelo método direto de panificação, adicionando-se os ingredientes na ordem e quantidades apresentadas na Tabela 1, seguido da mistura e amassamento em masseira de dupla espiral; divisão, pesagem (600 g) e moldagem manual da massa; fermentação em câmara própria por 2 h e cocção em forno turbo regulado para 140 C por 40 min. Tabela 1 - Ingredientes e suas quantidades para o preparo de pães com substituição parcial de farinha de trigo (FT) por farinha de bagaço de cana-de-açúcar e quirera de arroz extrusada (F EX). Formulações (% de substituição) Ingredientes F0 1 F7,5 F15 F22,5 F30 Farinha de trigo (g) 1000,0 925,0 850,0 775,0 700,0 Farinha extrusada (g) 0,0 75,0 150,0 225,0 300,0 Ovos (unid) 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Óleo (ml) 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 Fermento (g) 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 Açúcar (g) 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 Sal (g) 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 Água (ml) 500,0 500,0 500,0 500,0 500,0 Leite (ml) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 1 Letras (F) seguidas de valores (0, 7,5, 15, 22,5 e 30) constituem formulação e respectivos níveis (%) de substituição de FT por F EX. 2.3 Análise de cor, perfil de textura e volume específico A determinação da cor foi realizada em três pontos distintos da crosta e miolo dos pães com auxílio de colorímetro modelo CR-400 (Konica Minolta, Osaka, Japão), no modo CIEL*a*b* e os resultados obtidos foram utilizados para calcular o ângulo hue e Croma, segundo Paz et al., O perfil de textura (TPA) foi analisado em equipamento texturômetro TA.XTplus (Stable Micro Systems, Surrey, Inglaterra) provido de sonda P36, considerando-se as velocidades: pré-teste: 2,0 mm. s -1 ; teste: 5 mm. s -1 ; e pós-teste: 5 mm. s -1 ; distância de 20 mm, gatilho de 20 g e com 5 s de intervalo entre compressões (2x). As determinações foram realizadas em 3 replicatas (Paz et al., 2015). 2.4 Análise da composição centesimal Determinou-se a composição centesimal dos pães, em triplicata, por meio das análises: umidade, resíduo mineral fixo, proteínas, lipídios; fibra alimentar total (AOAC, 2010); e carboidratos por diferença (100 (umidade, resíduo mineral fixo, proteínas e lipídios)). O volume específico (cm 3. g -1 ) foi determinado pela relação entre o volume e a massa dos pães, segundo o método de deslocamento de sementes de painço (Soares Júnior et al., 2009). 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Cor, perfil de textura e volume específico A substituição da FT pela F Ex, não influenciou os parâmetros de cor da casca dos pães, com exceção da luminosidade (L*), a qual apresentou ligeira variação dos resultados entre os tratamentos (Tabela 2). Em relação ao miolo, os pães da formulação F0 apresentaram-se mais

4 claros quando comparados com os demais tratamentos (p 0,05), demonstrando que mesmo o menor percentual de substituição da FT tornou as amostras mais escuras. Tabela 2 - Valores médios 1 de cor dos pães formulados com substituição parcial de FT por F EX. L* a* b* Croma Hue (H ) Casca F0 59,26 a 22,50ª 36,71ª 36,77ª 59,90ª F7,5 50,69 b 18,07ª 33,42ª 33,47ª 61,57ª F15 54,83 ab 17,12ª 36,00ª 36,06ª 64,54ª F22,5 53,27 b 17,32ª 36,14ª 36,20ª 64,38ª F30 53,22 b 17,03ª 35,70ª 35,77ª 64,46ª Miolo F0 75,02ª -1,05 e 14,73 e 14,77 e 85,91 c F7,5 68,61 bc 0,24 d 17,42 d 17,42 d 89,21ª F15 69,26 b 0,84 c 19,26 c 19,28 c 87,52 b F22,5 68,09 bc 2,30 b 22,75ª 22,87 b 84,22 d F30 66,84 c 3,17ª 23,67ª 23,88ª 82,37 e 1 Médias com letras iguais na mesma coluna não diferem significativamente entre si (teste de Tukey, p 0,5%). Os valores de a* aumentaram significativamente (p 0,05) com a elevação das quantidades de F Ex na formulação dos pães. Resultado similar foi observado para os valores de b* até a substituição máxima de 15% da FT. O escurecimento das amostras pode ser atribuído à reação de Maillard e à caramelização dos teores relativamente altos de carboidratos e proteínas presentes nas matérias-primas extrusadas. Além disso, todos os diferentes percentuais testados influenciaram nos valores de Croma e H, para mais ou para menos (Tabela 2). Face aos resultados de Croma, constatou-se a gradual mudança no padrão de cor dos pães, partindo-se de da tonalidade acromática (F0) à uma coloração mais intensa (F30). Ainda, os pães caracterizaramse pela coloração amarela tendendo ao marrom, considerando que à medida que os ângulos H diminuíram, menores foram os valores de L*, de acordo com o aumento da substituição da FT pela F Ex. Tabela 3 - Valores médios 1 de volume específico e textura dos pães formulados com substituição parcial de FT por F EX. Parâmetros Formulações (% de substituição) F0 F7,5 F15 F22,5 F30 Volume específico (cm 3. g -1 ) 5,72 a 4,66 b 4,56 b 3,68 c 3,63 c Firmeza (N) 185,17 c 389,86 bc 460,02 b 1008,04 a 1253,38 a Elasticidade (cm) 0,98 a 0,98 a 0,97 ab 0,96 b 0,94 c Coesividade 0,80 a 0,74 a 0,75 a 0,65 b 0,58 b Mastigabilidade (g. cm -1 ) 145,36 a 283,02 ab 331,47 b 629,74 c 685,77 c 1 Médias com letras iguais na mesma linha não diferem significativamente entre si (teste de Tukey, p 0,5%). A aplicação da F Ex diminuiu significativamente o volume específico dos pães (Tabela 3), quando comparados com F0. Esta diferença estatística, contudo, não foi observada entre as formulações F7,5 e F15 e, F22,5 e F30, demonstrando que a redução dos valores do parâmetro não foi proporcional aos níveis de substituição testados. Por sua vez, os resultados encontrados condizem ao reportado para pães nacionais (3,88-5,37 cm 3. g -1 ) (Ishida & Steel, 2014). Houve efeito significativo (p 0,05) para todos os parâmetros avaliados no perfil de textura (Tabela 3). Observou-se uma relação inversa entre as porcentagens de substituição da FT por F EX e a firmeza dos pães, onde F30 e F22,5 foram mais firmes em relação as demais formulações. Já os pães da formulação F7,5 apresentaram-se tão macio quanto F0. Em relação a elasticidade e a coesividade, as formulações F0, F7,5 e F15 foram semelhantes entre si, indicando que há possibilidade de manutenção da elasticidade e coesividade do pão de fôrma com até 15% de F Ex. Paz et al. (2015) ao elaborar pães com até 15% de farelo de arroz também apresentou características semelhantes para elasticidade, indicando que a adição de farelo de arroz não influenciou na elasticidade e na coesividade do pão. A mastigabilidade aumentou conforme o

5 aumento dos níveis de FT nos pães. As amostras F0 e F7,5 não diferiram significativamente (p 0,05), com menores valores para estes atributos, seguidos de F15. As amostras F22,5 e F30 tiveram valores duas vezes maior que os demais, isto por que a inserção de outros componentes à FT, como farinhas ricas em fibras, alteraram as características de textura (Ribotta et al., 2010). 3.3 Composição centesimal Os teores de umidade e carboidratos foram influenciados pelos diferentes níveis de substituição da FT (Tabela 4), contudo, seus valores foram próximos aos encontrados para pães de forma (33,36g. 100g -1 e 51,44g. 100g -1, respectivamente) produzidos no Brasil (Usp, 2009). Tabela 4 - Composição centesimal 1 dos pães formulados com substituição parcial de FT por F EX. Componentes (g. 100 g -1 ) F0 F7,5 F15 F22,5 F30 Umidade 30,91 ab 33,35 a 31,01 ab 27,32 bc 26,05 c Cinzas 1,67ª 2,04ª 1,77ª 1,83ª 1,82ª Lipídios 7,28ª 6,78ª 4,72ª 3,64ª 6,80ª Proteínas 10,95ª 9,85ª 9,36ª 10,23ª 10,01ª Carboidratos 49,18 ab 47,97 b 53,12 ab 56,97 a 55,30ª b Fibra solúvel 0,88 c 0,00 d 0,00 d 1,99 b 2,79 a Fibra insolúvel 3,67 d 4,59 c 4,56 c 6,45 b 7,26 a Fibra alimentar total 4,55 c 4,55 c 4,60 c 8,44 b 10,05 a Valor energético total (kcal. 100g -1 ) 306,07 292,20 292,40 301,56 322,44 ¹Médias com letras iguais na mesma linha não diferem significativamente entre si (teste de Tukey, p 0,5%). Os teores de cinzas, proteínas e lipídios não variaram entre as formulações (p>0,5%), o que pode ser atribuído aos baixos conteúdos destes componentes nas matérias-primas utilizadas. Além disso, estes resultados ficaram próximos aos encontrados para pães formulados com farelo de arroz torrado, porém, seus teores de cinzas (0,90 3,84 g. 100 g -1 ), proteínas (8,14 6,90 g. 100 g -1 ) e lipídios (2,41 5,59 g. 100 g -1 ) variaram de acordo com a diminuição de FT nas formulações (Soares & Júnior, 2009). Os pães formulados com 22,55% e 30% F Ex apresentaram elevados teores de fibras e superiores ao valor mínimo (6 g. 100 g -1 ) preconizado na Portaria n 27 de 13 de janeiro de 1998 da ANVISA para definição de um alimento sólido como sendo de alto teor de fibra alimentar e que, constitui em aspecto importante na alimentação, sobretudo por produzir efeitos benéficos ao organismo humano. Os pães com F Ex apresentaram elevados valores calóricos (aproximadamente 302 kcal. 100g -1 ), os quais são superiores aos reportados para pães formulados com casca de mandioca (249 kcal. 100 g -1 ) (Vilhalva et al., 2011), sendo os carboidratos os principais contribuintes totais em energia nos pães. Assim sendo, 50g de pão com F Ex (correspondente a 2 fatias) representam cerca de 7,5% do aporte energético mínimo recomendado para indivíduos adultos de 2000 Kcal por dia. 4 CONCLUSÃO A cor dos pães foi influenciada pelos diferentes níveis de substituição da FT pela F Ex, bem como caracterizaram-se por apresentar coloração amarela com nuances tendendo ao marrom. O efeito da F Ex no volume específico foram variáveis entre si, assim como, não foram afetados de maneira proporcional aos níveis de substituição da FT por F Ex. A substituição de FT por F Ex em 22,5% e 30% afetou de forma negativa o parâmetros de firmeza, elasticidade, coesividade e mastigabilidade dos pães. Os pães possuem elevados teores de cinzas, lipídios, proteínas e carboidratos, sendo, portanto recomendado para o consumo humano, sendo esta uma alternativa para uma alimentação saudável e de agregação de valor ao bagaço da cana-de-açúcar e quirera de arroz.

6 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alves, J. M. (2006). Paradigma técnico e co-geração de energia com bagaço de cana de açúcar em Goiás.. In: Encontro de Energia no Meio Rural, Campinas, Brasil. Disponível em: &lng=en&nrm=abn> Association of Official Analytical Chemists - AOAC. (2010). Official methods of analysis of the association of official analytical chemists. Bernaud, F. S. R., & Rodrigues, T. C. (2013). Fibra alimentar ingestão adequada e efeitos sobre a saúde do metabolismo. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, 57(6), Companhia Nacional de Abastecimento - CONAB. (2016). Acompanhamento da safra brasileira: grãos quinto levantamento, safra 2015/ p. Dias, T. L., Oliveira, T. F., Campos, M. R. H., & Soares Júnior, M. S. (2014) Utilização da polpa de batata residual em snacks como perspectiva de redução do impacto ambiental. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18(2), Ishida, P. M. G., Steel, C. J. (2014). Physicochemical and sensory characteristics of pan bread samples available in the Brazilian market. Food Science and Technology, 34(4), Limberger, V. M., Comarela, C. G., Patias, L. D., Brum, F. B., Emanuelli, T., & Silva, L. P. (2009). Produção de salgadinho extrusado de quirera de arroz para o uso na indústria de alimentos. Ciência Rural, 39(9), Martínez-Bustos, F., Viveros-Contreras, R., Galicia-García, T., Nabeshima, E. H. & Verdalet-Guzmán, I. (2011). Some functional characteristics of extruded blends of fiber from sugarcane bagasse, whey protein concentrate, and corn starch. Food Science and Technology, 31(4), Paz, M. F., Marques, R. V., Schumann, C., Corrêa, L. B., & Corrêa, E. K. (2015). Características tecnológicas de pães elaborados com farelo de arroz desengordurado. Brazilian Journal of Food Technology, 18(2), Ribotta, P. D., Pérez, G. T., Añón, M. C., & León, A. E. (2010). Optimization of additive combination for improved soy wheat bread quality. Food Bioprocess Technology, 3(3), Sangnark, A., & Noomhorm, A. (2004). Effect of dietary fiber from sugarcane bagasse and sucrose Ester on dough and Bread properties. Swiss Society of Food Science and Technology, 37(1), Soares Júnior, M. S., Bassinello, P. Z., Caliari, M., Gebin, P. F. C., Junqueira, T. L., Gomes, V. A., & Lacerda, D. B. C. L. (2009). Qualidade de pães com farelo de arroz torrado. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 29(3), Tuncel, N. B., Yilmaz, N., Kocabiyik, H., & Uygur, A. The effect of infrared stabilized rice bran substitution on physicochemical and sensory properties of pan breads: part I. Journal of Cereal Science, 59(2), Universidade de São Paulo - USP. (2008). Tabela Brasileira de Composição de Alimentos - TBCA-USP, São Paulo: USP. Vilhalva, D. A. A., Soares Júnior, M. S., Moura, C. M. A., Caliari, M., Souza, T. A. C., & Silva, F. A. Aproveitamento da farinha de casca de mandioca na elaboração de pão de forma. Revista do Instituto Adolfo Lutz, 70(4),