Universidade Federal do Rio GrandeMestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos

Tecnologia de Cereais e Panificação

ArtigoAVANÇOS RECENTES NA FORMULAÇÃO DE PRODUTOS SEM GLÚTEN À BASE DE

CEREAIS

Processos de polimento

casca e farelo

grãos quebrados

produção de farinha de arroz

Farinha de arroz

Arrozresponsável por 20% da fonte de energia alimentar do mundo

participação pequena

Trigo 50% da sua demanda no

Brasil suprida pelo mercado externo

produtos com farinha de arroz utilizam os grãos

quebrados do cereal

Características:

capacidade de adquirir sabor

não causa alergias

atrativa cor branca

sabor suave

destaque diferencial pela resposta glicêmica

Farinha integral Farinha branca

Carboidratos 76,5 80,1

Proteínas 7,2 5,9

Fibras 3,4 2,4

Gorduras 2,8 0,7

Minerais 1,5 0,6

Tabela 1: Composição química (%) média da farinha de arroz (em 100 g)

Farinha integral Farinha branca

Triptofano 92 72

Treonina 265 210

Isoleucina 306 244

Leucina 598 488

Lisina 276 207

Metionina 163 144

Cistina 88 107

Fenilananina 373 317

Tirosina 271 314

Valina 424 348

Arginina 548 516

Histidina 184 149

Alanina 422 332

Ácido aspártico 677 549

Ácido glutâmico 1473 1097

Glicina 356 267

Prolina 339 278

Serina 374 310

Tabela 2: Composição (mg) em aminoácidos das proteínas da farinha de arroz (em 100 g)

Desvantagens do produto:

não confere a elasticidade desejável às massas

oferece problemas na fermentação biológica de pães

Vantagens do produto:

ausência de glúten

menor velocidade com que os carboidratos são metabolizados até se tornarem glicose (índice glicêmico)

Processamento industrial da farinha de arroz

moagem do cereal

classificação granulométrica

embalagem

arroz polido arroz integral

tratamento térmico para inativação enzimática

opcional obrigatório

TRATAMENTO EFICAZ DA DOENÇA CELÍACA

aderência a dieta sem glúten em todas as fases da vida do paciente;

– no decorrer do tempo resulta na recuperação clínica e da mucosa.

A DIETA SEM GLÚTEN INCLUI:

(i) qualquer pão, cereal ou outra comida feita com trigo, centeio, cevada, triticale e farinha de aveia ou ingredientes, e subprodutos feitos destes grãos;

(ii) comida processada que contém trigo e derivados de glúten como condensadores e enchedores, por exemplo cachorro-quente, misturas de sopa em pó e enlatadas, queijo processado, molhos de nata;

(iii) medicações que usam o glúten para envolver pastilhas ou pílula.

GLÚTENGLÚTEN forma estrutura na farinha,

responsável pelas características elásticas da massa de farinha

contribui para a aparência e a estrutura do miolo do pão

RETIRADA DO GLÚTEN

um dos principais problemas dos padeiros

produtos sem glúten disponíveis no mercado são da qualidade baixa, com pouco gosto e sabor

Este é o principal desafio do tecnólogo de cereal

à pesquisa de alternativas ao glúten na elaboração de produtos de panificação.

DOENÇA CELÍACADOENÇA CELÍACA

DOENÇA CELÍACA SUBESTIMADA

1950– na Inglaterra :1/8000– na Escócia : 1/4000

o diagnóstico baseado inteiramente na detenção de sintomas típicos e confirmado por complicados testes e às vezes não-específicos.

1960 – testes mais específicos

– técnica de biópsia ficaram disponíveis

– aumento dos números de casos diagnosticados em estudos subseqüentes

Aumento nos diagnósticos.

– o aumento das suspeitas

– a consciência da doença celíaca

– procedimentos diagnósticos melhorados (testes sorológicos de antigliadina anticorpo )

Prevalência Verdadeira da Doença CelíacaPrevalência Verdadeira da Doença Celíaca

demonstra a diferença entre o diagnóstico clínico tradicional (segundo os sintomas gastrintestinais clássicos, medidos por biópsia) e testes sorológicos modernos .

– A incidência mais alta da doença celíaca (1:200-1:300) na Suécia, na Itália e na Irlândia

• Usado para explicar a prevalência da doença celíaca Usado para explicar a prevalência da doença celíaca a prevalência pode ser concebida como o tamanho total do a prevalência pode ser concebida como o tamanho total do

icebergiceberg

MODELO DO ICEBERGMODELO DO ICEBERG

Casos diagnosticados clinicamente

Casos silenciosos ainda não

diagnosticados

Casos com Potencial para doençaDoença latente

Lesão de mucosa

Mucosa normal

Fig. Modelo de iceberg representação de prevalência de doença celíaca(Feighery, 1999)

O Padrão do Codex para alimentos sem glútenO Padrão do Codex para alimentos sem glúten

Adotado a pela Comissão do Codex Alimentarius da OMS e pela FAO em 1976.

Em 1981 e em 2000 os padrões revisados denominaram que o alimento sem glúten é descrito como:

- (a) composto de, ou feito só de ingredientes que não contêm nenhuma prolamina de trigo ou toda a espécie Triticum como spelt, kamut ou trigo durum, centeio, cevada, aveia ou as suas variedades híbridas com um nível de glúten que não excede a 20 ppm; ou

- (b) composto de ingredientes de trigo, centeio, cevada, aveia, spelt ou as suas variedades híbridas, que forem sem glúten; com um nível de glúten que não excede 200 ppm; ou

- (c) qualquer mistura de dois ingredientes (a) e (b) mencionado com um nível que não excede 200 ppm.

Glúten padrão OMS/FAOGlúten padrão OMS/FAO definido como:- uma fração de proteína de trigo, centeio, cevada,

aveia ou as suas variedades híbridas (p. ex. O Triticale) e derivados desse, ao qual algumas pessoas são intolerantes e, é insolúvel na água e 0.5M NaCl.

- Prolaminas: fração do glúten extraída pelo etanol aquoso de 40-70 %.

- do trigo é a gliadina;- do centeio é a secalina;- da cevada hordeina;- da aveia avenina.

- O conteúdo de prolamina do glúten é geralmente tomado como 50 %.

Discrepância ao redor do mundo Discrepância ao redor do mundo em relação a alimentos sem glútenem relação a alimentos sem glúten

quantidade exata de prolaminas tóxicas que os indivíduos com a doença celíaca podem consumir sem danificar a mucosa do intestino ainda não era cientificamente determinado

Acreditava-se anteriormente que o componente de proteína de trigo pode ser completamente retirado do componente de amido, mas se conhece agora que algum montante da proteína ainda permanece no amido.

Nos Estados Unidos e o Canadá, a dieta sem glúten é destituída de qualquer glúten, e baseada em ingredientes naturalmente sem glúten, como o arroz.

Contudo, no Reino Unido, os produtos elaborados como sendo sem glúten ainda podem conter uma quantidade do amido de trigo.

O papel do glúten nos produtos de panificaçãoO papel do glúten nos produtos de panificação

O glúten muitas vezes é denominado a proteína estrutural da produção de pão.

– dá uma massa de farinha extensível;– com uma boa manutenção nas propriedades

do gás;– e uma boa estrutura no miolo do pão cozido

no forno.

Ausência de glútenAusência de glúten

muitas vezes resulta em uma massa líquida;

não há um pré-cozimento da massa de farinha;

pode resultar em um pão com uma textura que se esmigalha;

pior coloração .

Rotsch (1954)

– as massas de farinha de pão sem glúten só podem reter o gás se outro gel substituir o glúten.

Marconi e Careca (2001)

– o glúten contribui para uma rede de proteína forte que previne a dissolução da massa durante o preparo.

– A diversificação de matérias-primas sem glúten que podem ser usadas também pode exigir modificações no processo de produção tradicional .

A formulação de produtos de panificação sem glúten A formulação de produtos de panificação sem glúten à base de cerealà base de cereal

desafio ao tecnólogo de cereal e ao padeiro.

nº limitado de artigos sobre produtos de panificação sem glúten– dificuldade do desafio tecnológico, – falta da consciência do número de pessoas que necessita

produtos sem glúten. Nos últimos anos:

– Aumento em pesquisa e desenvolvimento

o uso de amidos; gomas e hidrocolóides; outras proteínas; prebióticos; combinações.

aumento na variedade de produtos vendidos.

Melhorar

- Estrutura- Gosto- aceitabilidade- prazo de validade

Amidos e gomas/hidrocolóidesAmidos e gomas/hidrocolóides largamente usados na indústria de panificação

– geleificação, retenção de água,, melhorar textura e aparência dos produtos

(Chartrand, Russo, Dulhaime, e Seidman, 1997; Hovarth e Mehta, 2000; Lohiniemi, Maki, Kaukinen, Laippala, e Collin, 2000; Skerritt e Colina, 1992).

– usando amido de trigo e outros amidos

Os relatórios mostram os efeitos a longo prazo da ingestão regular de pequenas quantidades de gliadina (p. ex. o amido de trigo) foram perigosos a pacientes com a doença celíaca

Rotsch (1954)– Para assegurar que o pão sem glúten seja aceitável

produtos devem ter características de cozimento e sensoriais semelhantes às do pão de farinha de trigo

Eliasson e Larsson (1993)

o amido na elaboração do pão, mostrou que os pães podem ser preparados com amido e substâncias que formam gel.

– Amidos de arroz

são largamente disponíveis

oferecem potencial na formulação de produtos cozidos no forno sem glúten

A ausência do glúten

baixo níveis de sódio

elevadas quantidades de carboidrato facilmente digerido

Kang, Choi, e Choi (1997)

Usaram vários tipos de goma :

– hydroxypropylmethylcelulose (HPMC)– goma de feijão de gafanhoto– goma guar– carragena, – goma xanthana – ágar-ágar

Boa formação ao pão de arroz - HPMC deu a expansão de volume ótima.

– Gan, Rafael, Cato, e Pequeno (2001), utilizando substitutos,verificaram

– Em uma proporção de 50:50, farinha de trigo:farinha de arroz na formulação– melhores características do pão:

– HPMC (1.7 %)– carboxymethylcelulose (CMC) (0.4 %),

– substituição de 30 % da farinha de trigo pela farinha de arroz foi o máximo nível possível para a qualidade de pão aceitável sem a adição de um substituto de glúten

Cato, Rafael, Gan, e Pequeno (2002)– Farinhas de arroz deram pães sem glúten de boa qualidade

usando combinação com o CMC (0.8 %) e HPMC (3.3 %).

Acs, Kovacs, e Matuz (1996a, 1996b) – Usaram diferentes agentes ( goma xanthana, goma guar, goma

de feijão de gafanhoto e tragant) como substituto do glúten em formulações de pão

um aumento em volume de pão e afrouxamento da estrutura do miolo do pão. A qualidade mais alta do pão sem glúten foi com a goma

xanthana a níveis de 1-3 %.

Ranhorta, Loewe, e Puyat (1975) – Aplicação da proteína de soja na elaboração de pães sem glúten.

– Eles formularam os pães sem glúten trigo à base de amido com 20, 30 e 40 % de proteína isolada de soja (contendo 88 % de proteína).

Os pães tiveram mais proteína e gordura do que o pão de trigo e mostraram características de cozimento satisfatórias.

Demiate, Dupuy, Huvenne, Cereda, e Wosiacki (2000)– Usaram amidos de mandioca fermentados na produção de pães

e biscoitos sem glúten

Bauer (1980) – Aumentando o tempo de retenção da massa de farinha do pão (usando amidos

de batata e arroz, pectina, emulsificadores e margarina sem lactose)

obteve pães sem glúten e bolos de gengibre de alta qualidade.

Schwarzlaff, Johnson, Barbeau, e Duncan (1996) – usaram combinações de goma guar e goma de feijão de gafanhoto para substituir

parcialmente a farinha no pão.

A goma guar resultou na estrutura do miolo do pão com melhor distribuição de tamanho de célula,

A goma de feijão de gafanhoto aumentou a altura dos pães ;

Ambas gomas retardaram o envelhecimento do pão.

Os níveis ótimos de goma de feijão de gafanhoto e goma guar foram 2–4 %.

Gallagher, Polenghi, e Gormley (2002)

– aplicação de amidos de arroz novos (produzidos com baixo a altos graus da hidrólise de amido) em e substituição ao amido de trigo em formulações de pão sem glúten.

Foram incluídos amidos de arroz a níveis de 3-9 %

– resultou em pães sem glúten com a aparência do miolo do pão menos amarela

– cor de crosta do pão mais escura .

– a dureza de crosta do pão não foi, mas a dureza do miolo do pão foi reduzida

– foi parado o envelhecimento.

– O nível ótimo da inclusão de amido de arroz foi 6 %

(Arendt et al., 2002)

– testes estão sendo executados no Colégio da Universidade de Cork, na Irlândia

na formulação de pães livres de glúten baseados em milho,

batata, com misturas de gomas e ingredientes de leite.

Fibras alimentares

Saúde do intestino

Cereais, frutas e vegetais

Produtos sem glúten

Não enriquecidos/fortificados Farinhas/amidos refinados

Menor quantidade de nutrientes

Grehn, Fridell, Lilliecreutz, e Hallert (2001)

49 adultos celíacos Dieta sem glúten

Menor ingestão de fibras que o grupo controle

Lohiniemi et al. (2000)

Mariani et al. (1998)

Thompson (2000)

Resultados semelhantes

Enriquecimento com fibras Tópicos de pesquisas

Inulina Polissacarídeo não-digestível

PrebióticoEstimula crescimento de bactérias

benéficas no cólon

Pão de trigo

Melhora volume e fatiabilidade

Aumenta a estabilidade da massa

Produz crosta fina e uniforme

Pão de amido de trigo8% inulina 1,4%fibras 7,5%

Melhora na cor da crosta

Gambus, Gambus e Sabat (2002)

Amido de milho Farinha de amaranto

10% substituição32%proteínas

152%fibras

Taylor e Parker (2002) Quinoa

Amaranto e Quinoa Alto valor nutricional

Produtos lácteos

Proteínas lácteas

Altamente funcionais

Versáteis

Benefícios nutricionais e funcionaisSabor e textura

Armazenamento

Produtos lácteos Aumenta absorção de água

Preparados com alto teor de lactose

Prejudicial para celíacos com alto dano no intestino

Intolerantes à lactose pela ausência de lactase

Sete preparados lácteos em pó foram adicionados a uma formulação de pão sem glúten.

Gallagher, Gormley, e Arendt (2003).

Os preparados com alto teor protéico/baixo teor de lactose (caseinato de sódio, isolado protéico) apresentaram pães com melhor aspecto global de forma e volume e textura da crosta mais firme.

A suplementação da formulação sem glúten com produtos lácteos de alto teor protéico duplicou o teor de proteína do pão.

Fig. 2: Influência dos derivados de leite e seus níveis de inclusão , no volume dos pães sem glúten

Metodologia de superfície de resposta (MSR)

Ferramenta estatística apropriada para desenvolvimento de produtos

Utilizada com êxito na produção de diferentes tipos de pão de trigo

Ylimaki, Hawrysh, Hardin e Thomson (1991)

Pão de sem glúten

3 tipos de farinha de arroz

Ótimo

Grão médio

Farinha fina

Menores níveis de HPMC e CMC

3 tipos de farinha de arroz

80% farinha de arroz e 20% fécula de batata

MSR

CMC

HPMC

Água

Grão médio

Umidade

Coesividade

Sabor

Cor

Estrutura da célula

Sanchez, Osella, e de la Torre (2002)

Amido de milho

Amido de cassava

Farinha de arroz

Farinha de soja

74,2%

8,6%

17,2%

0,5%

Escore da crosta

Escore geral do pão

Células de gás anormais

Volume específico muito alto

Farinha de soja

MSR The National Food Centre

Pão sem glúten

Farinha de arroz

Fécula de batata

Leite desnatado em pó

HPMC

VariáveisHPMC

Água

Respostas

Peso

Volume específico

Perfil de textura

Análise de imagem

Volume específico Água

Cor HPMC

Fig. 3: Superfície 3-D dos valores de dureza do pão sem glúten utilizando diferentes níveis de água e HPMC.

Fig. 4: Superfície 3-D dos valores obtidos na análise de imagem (nº de células/cm2) do pão sem glúten utilizando diferentes níveis de água e HPMC.

Toufeili et al. (1994)

Pão sem glúten

Metil celulose

Goma arábica

Albumina de ovo

Farinha de arrozpré-gel.

Amido de milho pré-gel. + farinha de milho

Gormley, Elbel, Gallagher, e Arendt, 2003

Suplementação de um pão sem glúten feito de farinha dearroz e fécula de batata com 10% surimi (para melhorar a estrutura e prover proteínas)

Surimi

Concentrado de proteínas miofibrilares obtido após a moagem e lavagem com água de pescado fresco.

Contém aproximadamente 78% de água e 20% de proteínas, lipídios, açúcares e polifosfatos.

Possui excelente propriedades formadoras de gel.

Foram testados surimis congelados de 4 espécies de peixes.

Pelo perfil de textura, constatou-se que 3 dos pães ficaram mais macios e com maior volume que o pão controle

O teste de aceitabilidade indicou que não havia diferença entre os pães com surimi do pão controle, à exceção de um deles que foi preferido em relação ao controle.

Outros produtos sem glúten

MSR Massa alimentícia sem glúten

Huang, Knight, e Goad (2001)

VariáveisPropriedades sensoriais

Pegajosidade

Similar a massa tradicional de trigo

Amido modificado

Goma xantana

Goma locuste

Wang, Bhirud, Sosulski e Tyler (1999)

Massa alimentícia sem glúten de farinha de ervilha

Arendt et al (2002)

Biscoito sem glúten

Arroz

Milho

Soja

Milheto

Trigo sarraceno

Fécula de batata

Tosi, Ciappini, e Masciarelli (1996)

Farinha de amaranto integral Biscoitos

0,1% Butil hidroxi tolueno Gordura

Aumentou a vida útil sem influenciar no sabor

Conteúdo protéico de 5,7, maior que a média para biscoitos sem glúten.

Conclusão

Maior conscientização e melhores métodos de diagnóstico evidenciam a prevalência da doença celíaca, onde o único tratamento ainda estabelecido é a retirada do glúten da dieta.

A substituição do glúten nos produtos de panificação permanece sendo um desafio tecnológico.

A utilização de amidos, gomas e hidrocolóides representa a melhor alternativa para tentar imitar uma rede de glúten.

Novas abordagens como a aplicação de fibras alimentares e fontes alternativas de proteínas combinadas com a MSR também estão emergindo.

Devido a demanda crescente, são necessários cada vez mais pesquisas para o desenvolvimento de produtos sem glúten.