Utilização de Quitosana Como Fibra e Revestimento na Produção de
Pizza Congelada.
Francisca Shely Oliveira Lima¹; Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, campus Sobral; shelyoli@gmail.com.
Leiliane Teles Cesar²; Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, campus Sobral; leiliteles@gmail.com.
1. DESCRIÇÃO DA PROPOSTA
O presente trabalho foi desenvolvido e realizado com atribuições da bolsista e graduanda do curso superior em Tecnologia em Alimentos, Francisca Shely Oliveira Lima com a orientação da professora coordenadora do curso, Leiliane Teles César, no Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará campus Sobral com parceria e apoio do órgão de pesquisa CNPq.
Onde a aplicação idealizada prioritária seria o uso de um polissacarídeo, no caso a quitosana como fonte de fibra e também para desenvolver um revestimento/filme comestível, estes a base de quitosana, em massa congelada de pizza para aumentar a vida de prateleira e o apelo nutricional da mesma. Podendo se destacar como um produto novo, em supermercados ou comércios afins, em pequena, média ou grande escala comercial. Tendo como objetivo o aproveitamento de resíduos da carcinicultura local como matéria-prima, para a extração e obtenção dos polímeros quitina e quitosana responsáveis pela ação antimicrobiana do revestimento desenvolvido, através de processos físico-químicos de desproteinização, desmineralização, despigmentação e desacetilação do material e usa-lo como base posteriormente na elaboração do revestimento comestível e como fibra alimentar já que este polissacarídeo não é digerido pelo organismo assim como a celulose (CANELLA et al, 2001).
2. INFORMAÇÕES BÁSICAS
Para a obtenção da quitosana e o desenvolvimento da massa de pizza enriquecida com a fibra e o revestimento comestível a base do polímero, fez-se necessária a extração do polissacarídeo quitina a partir do exoesqueleto de camarão oriundos da carcinicultura e do comércio pesqueiro local, com cerca de 580,2705 gramas de carapaças de camarão congeladas, obtidas sem tratamento prévio, e a posterior transformação em quitosana, matéria-prima para o revestimento. Tendo como base as seguintes etapas:
Etapa de pré-tratamento, onde ocorreu a aquisição, recepção e pesagem das cascas de camarão congeladas (para controle do lote), havendo o posterior descongelamento a temperatura ambiente e lavagem com água destilada, para a retirada de sujidades e impurezas, sendo por fim feitas a secagem, moagem e peneiragem do material seco (em
peneiras granulométricas de 0,40 e 0,80 mm) e obtido o peso constante de aproximadamente 106,400 g do mesmo.
Após os procedimentos adotados no pré-tratamento, para que houvesse a obtenção de quitina a partir do exoesqueleto do camarão, o pó obtido passou por processos físico-químicos de transformação dentre eles as etapas de desmineralização, desproteinização de despigmentação para a obtenção de quitina (MOURA, 2004) e posterior desacetilação para a obtenção de quitosana de acordo com estudos de Andrade et al, 2010 e Antonino (2001). Sendo realizadas assim:
Na fase de desmineralização fetuou-se a adição de 100 mL de solução de HCl 1,0 M na amostra, submetendo-a a agitação constante durante 2 horas sobre temperatura ambiente. O material foi filtrado a vácuo, lavado com água destilada até o sobrenadante atingir a neutralidade, (pH ≈ 7). O sólido resultante foi seco em estufa, por 6 horas a temperatura de 80°C para se obter um conteúdo com umidade estável para os próximos procedimentos.
Na etapa de desproteinização, os procedimentos foram efetuados a partir da pesagem de 5 g do material desmineralizado, onde nele foi adicionado 200 mL de solução de NaOH a 10% em suspenção e agitação por 3 horas à temperatura de 50ºC. Após o término da agitação o material resultante sofreu filtração à vácuo com água destilada até pH neutro. Depois de filtrada, a amostra sofreu secagem em estufa, por 6 horas à temperatura de 80ºC.
E na despigmentação foi adicionado ao material 50 mL de hipoclorito de sódio 1% à temperatura de 40ºC e deixou-se sob agitação constante por 4 horas. O material foi novamente filtrado até pH neutro e, em seguida, secou-se em estufa à 80ºC por 6 horas e ao final fora armazenado em dissecador. E para a transformação de quitina em quitosana foi realizado o processo de desacetilação a seguir descrito.
Fase de Desacetilação
Foram pesados 5 g de quitina, este material foi suspenso em 200 mL de solução aquosa de NaOH (50% m/v). Mantido sob refluxo e agitação magnética durante 2h e 30min a temperatura de 100°C ± 5°C. Lavou-se com água destilada até pH neutro (pH ≈ 7), secou-se a temperatura ambiente por 2 horas. Foi lavado com etanol e filtrado a vácuo até que o pH atingisse a neutralidade. E então a quitosana foi levada a estufa por 6h a 80°C, após este tempo foi armazenada adequadamente.
Elaboração do Revestimento
Foram elaboradas duas formulações para os revestimentos usados nas pizzas pré-prontas, com concentrações de 1,5% e 2,0% de quitosana obtendo 2,25 e 3,00 gramas respectivamente do polissacarídeo, 5% de amido e 150 mL de ácido acético a 10% v/v, onde todos os elementos foram agitados e aquecidos em chapas aquecedoras por cerca de 30 minutos a 100ºC até atingirem a viscosidade ideal, obtendo o rendimento total
final de aproximadamente 300 mL dos mesmos. Os revestimentos passaram por análises físico-químicas de pH, acidez e Sólidos Solúveis Totais (ºBrix), de acordo com os métodos de Adolfo Lutz (2004).
Etapa de elaboração das formulações para a massa de pizza
Foram realizados testes para obter as formulações para a elaboração das massas para pizzas pré-prontas e congeladas. A metodologia foi adaptada de acordo com a literatura de Vinhas (2011), onde foram elaboradas três formulações, primeiramente foi testada a formulação controle (FC) e posteriormente as formulações (F1 e F2) com o enriquecimento da massa pela adição do polissacarídeo como fibra alimentícia, 3,5 E 4,0% respectivamente, para avaliar a vida de prateleira das massas pré- prontas congeladas, através de análises Microbiológicas de acordo com a literatura de Silva (1997) e Físico-químicas de acordo com as Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz (2004).
Os ingredientes das formulações elaboradas foram pré-selecionados e adquiridos em mercado local da cidade de Sobral, no estado do Ceará, presou-se sempre pela qualidade inicial dos produtos selecionados. Os mesmos passaram por pesagem em balança analítica e de precisão e em seguida foram fracionados para as três formulações desejadas, onde seguiu-se para a higienização adequada da bancada, utensílios, formas e materiais necessários. Por seguinte foi realizado a mistura dos constituintes secos e em seguida os úmidos, encontrados nas Tabelas 1 e 2, deixou-se em seguida que as massas descansassem por 5 minutos, sendo então posteriormente levadas para o pré-assamento em forno elétrico semi-industrial automático previamente aquecido, as três assaram por 12 minutos a 260ºC, em seguida houve o resfriamento e posterior embalamento adequado para o congelamento das massas de pizza a 15ºC. Posteriormente foram iniciadas as análises Físico-químicas de lipídeo, proteína, cinzas, umidade, fibras e as Microbiológicas para Coliformes a 45ºC e Salmonella ssp.
A seguir seguem as tabelas contendo a relação dos ingredientes utilizados para os testes realizados, com o percentual da Formulação Controle - FC (Tabela 1), a da adição do polissacarídeo F1 e F2 (Tabela 2) e os seus devidos pesos além do peso total da massa úmida.
Tabela 1- Formulação Teste para a Pizza Controle com os ingredientes,
porcentagem e peso utilizados.
Ingredientes Porcentagem (%) Peso (g e ou mL)
Farinha de Trigo 100 150,0
Sal 1,5 2,25 Fermento Seco (biológic o) 2,0 3,00 Açúcar 4,0 6,00 Leite em pó 2,0 3,00 Gordura hidrogenada 10 15,0 Ovos 10 15,0 TOTAL 183 269,25
Tabela 2- Formulação Teste para a Pizza Enriquecida com Quitosana, onde
contém os ingredientes, porcentagem e peso utilizados.
Ingredientes Porcentagem (%) Peso (g e ou mL)
Farinha de Trigo 100 150,0 Água 50 75,00 Sal 1,5 2,25 Fermento Seco (biológico) 2,0 3,00 Açúcar 4,0 6,00 Leite em pó 2,0 3,00 Quitosana 3,5 10,00 4,0 10,00 Gordura hidrogenada 10 15,0 Ovos 10 15,0 TOTAL 183 279,25
As análises físico-químicas e microbiológicas do shelf life foram realizadas nas amostras das formulações nos períodos de 0, 5, 15, 30 e 35 dias. Os testes se mostraram favoráveis para a aplicação da fibra na incorporação e desempenho da massa e para os aspectos microbiológicos e físico-químicos analisados, onde se mostraram vantajosos, pois tiveram um bom desempenho em suas características se comparadas a amostra controle.
Foram analisadas seis amostras, dentre elas quatro passaram por imersão em concentrações do revestimento de quitosana, duas com 1,5% do polímero, duas com 2,0% do mesmo e outras duas para controle, sendo uma de cada, assim gerou-se as
amostras codificadas como F1, F2 e FC para as formulações das massas pré-prontas congeladas de pizza com concentrações de 1,5%, 2,0% e Controle respectivamente.
As mesmas foram armazenadas em placas de petri sob refrigeração, com cuidados de boas práticas de fabricação e uso de materiais estéreis desde o seu processamento até o seu armazenamento final. Então realizou-se o acompanhando o shelf life sendo realizadas análises de Coliformes e Salmonella em dias alternados, acompanhando o crescimento microbiano e o rendimento com o passar dos dias.
Não foram encontradas patentes referentes a este estudo ou produtos similares para compara-lo, apenas trabalhos que tratam das referentes extrações e obtenções de quitina, quitosana e revestimentos comestíveis isolados. Sendo assim, este é um estudo de grande potencial para possível patente tecnológica.
3 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA E SOLUÇÃO PROPOSTA
O padrão do consumo alimentar da população brasileira vem sofrendo modificações ao longo dos últimos anos. Com a mudança dos hábitos alimentares, houve um aumento no consumo de alimentos industrializados, entre eles estão os alimentos congelados. Há também uma crescente demanda por produtos que demonstrem e unam características de segurança, sabor, praticidade, que sejam ricos em nutrientes e de fácil preparo.
A vida de prateleira de tais produtos tem se tornado um ponto chave na comercialização destes, sendo diretamente ligados a aspectos como formulação, processamento, embalagem e condições de estocagem. Que atuam em conjunto para atender as necessidades de prolongar a durabilidade destes, para torna-los acessíveis, seguros e práticos ao consumidor. Estudos alegam que a implantação de tratamentos térmicos (como o resfriamento e/ou congelamento), além do uso de revestimentos prolongam as características organolépticas dos alimentos em geral (TORREGGIANI, 2001, BISWAL, 1991).
Além da vida de prateleira, outro aspecto importante a ser considerado é em relação à garantia microbiológica dos alimentos. Exige-se perante legislações um alimento inócuo (livre de contaminação por microrganismos) tanto referente à patogenicidade quanto a deterioração, para que não venha pôr em risco a saúde do consumidor (ANVISA, 2001, 2005).
A grande busca por alimentos ricos nutricionalmente e funcionalmente faz com que as indústrias alimentícias se adaptem e desenvolvam produtos que sigam essas exigências. A funcionalidade que está mais presente nos novos produtos está ligada aos benefícios das fibras no organismo. Tais como: aumentar o volume do bolo fecal, reduzir o tempo de transito no intestino grosso e torna a sua eliminação mais fácil, prevenir e tratar doenças diverticulares do cólon, reduzir o risco de obesidade, além de melhorar o controle do diabetes mellitus (MELLO, 2009, MATTOS, 2000).
Estudos mostram que a ingestão diária de cereais é uma das formas de obter nutrientes que supram as necessidades de energia e de crescimento do indivíduo. Alimentos que contém fibras em sua composição são de grande importância, uma vez que as mesmas exercem efeitos fisiológicos bastante significativos ao longo do trato gastrintestinal auxiliando assim na prevenção de várias doenças associadas à baixa ingestão de fibras. Dietas com elevada quantidade de fibras e quantidade reduzida de gordura podem reduzir o risco de doenças como câncer no cólon, doenças cardiovasculares, obesidade e outras (FRAZIER, 1993; LIMA et al., 2012).
Uma das mais novas fibras que está se destacando na utilização funcional para enriquecer alimentos está sendo a quitosana, uma fibra natural de origem animal, e tal qual como as outras fibras, não possui valor calórico, não é digerível e não fornece energia ao organismo. A quitosana é considerada um ingrediente com propriedades funcionais pelo Ministério da Saúde (2008) desde que a porção para produto pronto para consumo forneça no mínimo 3 gramas do material se o alimento for sólido e cerca de 1,5 gramas no caso de alimentos líquidos.
O uso de revestimentos para alimentos processados vem a ser uma das soluções encontradas por pesquisadores para que sejam garantidas as características nutricionais, microbiológicas, sensoriais dos alimentos, repercutindo assim em uma vida de prateleira mais prolongada. Os revestimentos à base de polissacarídeos vêm se destacando como uma alternativa por possuir uma grande variedade de benefícios ao alimento, dentre estes polissacarídeos o que mais está sendo estudado é a quitosana por seu poder antimicrobiano, atóxico, biodegradável, biocompatível e oriunda de fontes renováveis (DIAS et al., 2013).
4. DIFERENCIAIS/ BENEFÍCIOS/ PONTENCIAL
Um dos diferenciais prioritários do projeto seria além da descoberta de novas aplicações para as carapaças de camarões presentes na região Norte do estado do Ceará a utilização de Quitosana, polissacarídeo extraído da carapaça de camarões, subproduto não utilizado na indústria beneficiadora de pesqueira e a partir disso almejar:
• Obtenção de quitosana a partir da quitina extraída de carapaças de camarões;
• A obtenção de recobrimentos antimicrobianos comestíveis oriundos de produtos de fácil acesso;
• Obtenção de massa congelada pré-pronta enriquecida usando a quitosana como fibra e revestimento para prolongar a vida de prateleira deste produto;
• Ampliação científica da técnica no interior do estado do Ceará propiciando capacitação dos alunos envolvidos bem como o desenvolvimento da região;
• Publicação dos resultados do projeto em Congressos e revistas científicas nacionais e/ ou internacionais;
• A capacitação e o envolvimento dos alunos de graduação envolvidos no projeto de pesquisa.
Dentre as variadas formas de utilização da quitosana, o uso da mesma na forma de revestimentos comestíveis e como fibra funcional é uma tecnologia inovadora e de grande potencial, pois além de agregar valor a um subproduto da carcinicultura, ainda aumentará a vida de prateleira de massas congeladas pré-prontas, já que unirá a função antimicrobiana à praticidade de ser um filme comestível e de uma massa de pizza enriquecida. Desta forma poderá ser um processo tecnológico patenteado.
5. MECANISMO DE TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA
Viabilizar o uso desse produto tanto como novos revestimentos para serem utilizados comercialmente a partir de indústrias e supermercados ou afins interessados no respectivo produto desenvolvido.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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