UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR
UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
ESTUDO DAS PROPRIEDADES FUNCIONAIS DAS FARINHAS DO GRÃO DE SORGO (Sorghum bicolor (L.) Moench) IN NATURA E GERMINADO
DANIELA DANTAS DE FARIAS LEITE
POMBAL-PB 2014
DANIELA DANTAS DE FARIAS LEITE
ESTUDO DAS PROPRIEDADES FUNCIONAIS DAS FARINHAS DO GRÃO DE SORGO (Sorghum bicolor (L.) Moench) IN NATURA E GERMINADO
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Mônica Tejo Cavalcanti. Orientador: Prof. Dr. Adriano Sant'Ana Silva.
POMBAL-PB 2014
Trabalho de conclusão de curso apresentado à Unidade Acadêmica de Tecnologia de Alimentos, da Universidade Federal de Campina Grande
,
como requisito parcial à obtenção do Título de Bacharel em Engenharia de Alimentos.DANIELA DANTAS DE FARIAS LEITE
ESTUDO DAS PROPRIEDADES FUNCIONAIS DAS FARINHAS DO GRÃO DE SORGO (Sorghum bicolor (L.) Moench) IN NATURA E GERMINADO
Aprovada em: _____/_____/_____ Nota: ____________________
BANCA EXAMINADORA
________________________________________________ Profª. Drª. Mônica Tejo Cavalcanti – UATA/CCTA/UFCG
Orientadora
________________________________________________
Prof. Dr. Adriano Sant'Ana Silva – UATA/CCTA/UFCG Orientador
__________________________________________________ Profª MSc. Mônica Correia Gonçalves – UATA/CCTA/UFCG
Examinadora Interna
_________________________________________________ Maria Climene Bezerra de Medeiros Almeida – UACTA/CCTA/UFCG
Examinadora Externa
Trabalho de conclusão de curso apresentado à Unidade Acadêmica de Tecnologia de Alimentos, da Universidade Federal de Campina Grande, como requisito parcial à obtenção do Título de Bacharel em Engenharia de Alimentos.
À Deus,
Aos meus pais: Genildo (in memoriam) e Suelânia. DEDICO!
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por me iluminar e me abençoar nesse trajeto, não sei o que seria de mim sem essa fé que possuo.
Aos meus pais, Genildo (in memoriam) e Suelânia, por todo amor e apoio, fundamentais na construção do meu caráter. À minha mãe, por ser essa guerreira
que durante esses anos de graduação enfrentou dificuldades para que eu continuasse meus estudos, e ao meu pai que fez de mim uma pessoa dedicada e
apaixonada pelos estudos. Te amo papá!!!
Ao meu tio Gildimar, que depois da morte do meu pai se tornou meu segundo pai, me protegendo e dando suporte quando precisei.
Às minhas irmãs-amigas Bebel, Myrla, Dory e Evênia, obrigada por serem minhas confidentes. Especialmente Bebel e Myrla, que sempre ficaram ao meu lado nas horas tristes e nas horas felizes, me aconselhando nos momentos difíceis e que
fizeram toda a diferença em minha vida durante esses anos de graduação. Aos meus amigos de coração, Eliandra e Osmar Júnior (Juninho). Juninho, por ser
esse amigo que sempre me tira um sorriso quando estou triste, e Eliandra por me escutar nos momentos de angústia, alegria, felicidades e tantas outras coisas que só
uma amizade faz.
À Sabrina, pela amizade e companheirismo, onde em pouco tempo se tornou uma grande amiga, sempre me estimulando e me aconselhando.
À Jemima, por todo o apoio durante meu estágio, me acolhendo em sua casa e tornando esse momento mais alegre possível.
Aos meus queridos amigos Andressa, Anderson, Francegildo, Ítala, Leidiana, Flavinha e Tamires, pelos momentos divertidos e inesquecíveis.
Ao Íthalo, Romério, Erick, Uigno, Aline, Angélica por me darem a oportunidade de viver grandes momentos que jamais irei esquecer. Esses cinco anos foram os mais
felizes e divertidos até hoje, e devo isso a vocês. Vocês vão estar sempre no meu coração.
À Lúcia, Franciélia, Geraildo e Joana, pela ajuda durante as análises, fazendo desses dias os mais divertidos.
À Wallber pela amizade e pela ajuda em alguns momentos nessa pesquisa, muito obrigada por me dá a oportunidade de ter você como amigo.
Às técnicas de laboratório (Lindas!), Climene, Fabíola, Joyce, Robertinha, Sabrina e Wélida, que me auxiliaram em todas as etapas deste trabalho, especialmente
Climene e Sabrina pelo apoio e conhecimento transmitido, pela paciência e a confiança em mim depositada.
Ao Professor Kilson, por ceder o laboratório para a realização do experimento. À minha orientadora Dr.ª Mônica Tejo que me recebeu de braços abertos quando
precisei. Cuidando não somente do meu trabalho, mas também cuidou de mim, tenho muita satisfação em trabalhar com uma professora tão dedicada e tão amiga.
Ao meu orientador Dr. Adriano Sant'Ana que, em pouco tempo de contato, confiou no meu potencial, nos meus objetivos, me aconselhando a agir de forma paciente e
me motivando quando nem eu mais acreditava. Obrigada pela confiança e dedicação.
Agradeço a todos os professores não somente por terem me ensinado, mas por terem me feito aprender.
A todos que direto ou indiretamente fizeram parte da minha formação: OBRIGADA!
“... E o segredo é ter muita fé para seguir em frente, mais coragem para enfrentar os obstáculos e a certeza de que quando os nossos sonhos são movidos por amor, a vitória não demora a chegar.” (Autor Desconhecido).
RESUMO
O sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) é uma gramínea originária da região central do continente africano, sendo o quinto cereal mais importante do mundo em termos de produção, é considerado alimento básico para milhões de pessoas no mundo, suprindo cerca de 70% da ingestão calórica diária, sendo utilizado na elaboração de mingaus e bebidas alcoólicas, apresentando, dessa forma, excelente potencial no processamento e desenvolvimento de novos produtos. O objetivo deste estudo foi determinar as propriedades funcionais da farinha provenientes de grãos de sorgo in natura e germinado. De acordo com os resultados de propriedade funcional de gelificação, foi verificado que a concentração mínima de gelificação para a farinha do grão de sorgo in natura foi de 16% e de 14% para a farinha do grão de sorgo germinado. A germinação diminuiu a capacidade de absorção de água e aumentou a capacidade de absorção de óleo para a farinha do grão de sorgo germinado. Pode ser utilizada em formulações em que se deseja promover a formação de espuma. Os resultados demonstraram ainda, que as proteínas são consideradas boas agentes emulsificantes. Em relação à solubilidade de proteína o valor encontrado ficou na faixa do ponto isoelétrico (pH 5,0), que varia entre 4 e 6. Porém em outra propriedade funcional, índice de solubilidade de nitrogênio, o resultado obtido ficou muito abaixo do esperado, devendo haver mais estudos para explorar esse parâmetro.
ABSTRACT
Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) is a native grass of the central region of the African continent, being the fifth most important cereal crop in the world in terms of production, is considered a staple food for millions of people worldwide, supplying about 70% of daily caloric intake, being used in the preparation of porridges and alcoholic beverages, presenting, therefore, great potential in processing and new product development. The aim of this study was to determine the functional properties of the flour from raw and germinated grain sorghum. The functional property of gelation studied indicates that the minimum gelation concentration for flour of raw grain sorghum was 16% and 14 % for flour of germinated grain sorghum. The germination decreased water absorption capacity and increased oil absorption for the flour of germinated grain sorghum. It can be used in formulations where it is desired to promote the formation of foam. The results also demonstrated that proteins are considered good emulsifying agents. Regarding the solubility of the protein the value found was in the range of the isoelectric point (pH 5.0), ranging between 4 and 6. However in another functional property, such as nitrogen solubility index, the result was much lower than expected and there should be more studies to explore this parameter.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Sorghum bicolor (L.) Moench... 5 Figura 2 - Classificação do sorgo. (A) Sorgo Granífero; (B) Sorgo Sacarino; (C)
Sorgo Forrageiro; (D) Sorgo Vassoura... 7 Figura 3 - Estrutura do grão de sorgo... 8 Figura 4 - Obtenção do grão de sorgo germinado. (A) Sementes sanitizadas;
(B) e (C) Sementes organizadas em bandejas para serem levadas à câmara germinadora; (D) Sementes na câmara germinadora; (E)
Grãos germinados... 18 Figura 5 - Obtenção da farinha do grão de sorgo... 19 Figura 6 - Cinética de germinação do grão de sorgo... 24 Figura 7 - Solubilidade da proteína em função do pH das farinhas do grão de
sorgo in natura e germinado... 30 Figura 8 - Atividade emulsificante e estabilidade das farinhas do grão de sorgo
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Análises físico-químicas das farinhas do grão de sorgo in natura e
germinado... 25 Tabela 2 - Propriedades funcionais das farinhas do grão de sorgo in natura e
germinado... 29 Tabela 3 - Capacidade de gelificação das farinhas do grão de sorgo in natura e
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO... 1 2. OBJETIVOS... 3 2.1. Objetivo Geral... 3 2.2. Objetivos Específicos... 3 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 4 3.1. Sorgo... 4
3.2. Características da Cultura do Sorgo... 5
3.3. Estrutura e Composição Química... 7
3.3.1. Estrutura do grão de sorgo... 7
3.3.2. Composição química do grão de sorgo... 8
3.4. Germinação dos Grãos... 9
3.5. Utilização do Sorgo na Alimentação Humana... 11
3.6. Propriedades Funcionais... 12
3.6.1. Solubilidade proteica... 13
3.6.2. Índice de solubilidade de nitrogênio (NSI)... 14
3.6.3. Capacidade de gelificação... 14
3.6.4. Capacidade de absorção de água e óleo... 14
3.6.5. Propriedades emulsificantes... 15
3.6.6. Capacidade e estabilidade de formação de espuma... 15
4. MATERIAL E MÉTODOS... 17
4.1. Beneficiamento da Matéria-Prima... 17
4.2. Obtenção da Cinética de Germinação... 17
4.3. Obtenção da Farinha do Grão de Sorgo... 18
4.4. Caracterização da Farinha do Grão de Sorgo In Natura e Germinado... 19
4.5. Propriedades Funcionais das Farinhas do Grão de Sorgo In Natura e Germinado... 20
4.5.1. Solubilidade proteica... 20
4.5.2. Índice de solubilidade de nitrogênio (NSI)... 20
4.5.3. Capacidade de gelificação... 21
4.5.5. Atividade e estabilidade da emulsão... 22
4.5.6. Capacidade e estabilidade de formação de espuma... 23
4.5.7. Análise estatística... 23
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 24
5.1. Obtenção da Cinética de Germinação... 24
5.2. Caracterização da Matéria-Prima... 25
5.3. Propriedades Funcionais... 28
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS... 33
1 1. INTRODUÇÃO
O sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), é uma gramínea cultivada principalmente em zonas áridas e semiáridas, tornando-se um alimento básico, apresentando elevado potencial de produção, reconhecida qualificação como fonte de energia para alimentação animal, grande versatilidade (silagem, feno e pastejo direto) e potencial de adaptação a regiões mais secas (NEUMANN et al., 2002).
Por sua versatilidade e facilidade de produção, estima-se que o sorgo venha sendo utilizado como alimento básico por mais de 500 milhões de pessoas que vivem em países em desenvolvimento, principalmente da África e da Ásia (MUTISYA et al., 2009).
Tendo em vista a deficiência geral de alimentos com elevada qualidade proteica, qualquer procedimento que possa melhorar o valor nutricional de suprimentos alimentares imediatamente disponíveis (por exemplo, qualquer tipo de grão de cereal) pode ser interessante. A germinação, possivelmente, é um dos processos mais antigos, simples e econômico empregado para melhorar o valor nutricional de grãos, de cereais e de leguminosas (KUMAR, 1993).
A germinação do grão desencadeia a atividade enzimática de sementes germinadas, levando à quebra de proteínas, carboidratos e lipídios em formas mais simples (NOUT; NGODDY, 1997), o que aumenta a biodisponibilidade de nutrientes (TAYLOR, 1985).
Observa-se na literatura a ausência de estudos sobre as propriedades funcionais das proteínas presentes na farinha de cereais germinados, o que impossibilita a sua utilização como fonte proteica na produção de alimentos em geral. A caracterização de propriedades das proteínas é necessária para fundamentar os estudos básicos e aplicados sobre proteínas de grãos (NEVES, 1998). Tais estudos visam à aplicabilidade do material em novos produtos para a indústria de alimentos ou até mesmo seu uso como um suplemento proteico de sistemas alimentares (FURTADO et al., 2001).
O termo propriedade funcional é definido como toda propriedade não nutricional que influi no comportamento de certos componentes de um alimento (ORDONEZ et al., 2005). As propriedades funcionais de uma proteína, como solubilidade, capacidade de absorção de água e óleo, índice de solubilidade de
2 Nitrogênio, capacidade espumante, gelificação e propriedades emulsificantes, determinam seu comportamento durante o processamento, estocagem e preparação, e controla sua conveniência como ingrediente alimentar (GRUENER; ISMOND, 1997). Os diferentes processos a que são submetidos os alimentos durante sua elaboração podem modificar a funcionalidade das proteínas. As mudanças produzidas estão diretamente relacionadas com o tipo e a intensidade do tratamento aplicado (ORDONEZ et al., 2005).
O objetivo deste estudo foi determinar as propriedades funcionais das farinhas provenientes de grãos de sorgo in natura e germinado.
3 2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho foi de germinar o grão de sorgo, caracterizar físico-quimicamente os grãos, antes e após germinação, e determinar as propriedades funcionais.
2.2. Objetivos Específicos
Beneficiar a matéria-prima; Obter a cinética de germinação;
Caracterizar do ponto de vista físico-químico (pH, acidez, cinzas, proteína, lipídios, umidade, teor de amido, açúcares redutores e compostos fenólicos (quanto ao teor de ácido tânico e de ácido gálico)) as farinhas do grão de sorgo in natura e germinado;
Determinar as propriedades funcionais (solubilidade proteica, índice de solubilidade do nitrogênio, capacidade de gelificação, capacidade de absorção de água e óleo, espumação e emulsão), das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
4 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. Sorgo
Os cereais têm despertado o interesse de pesquisadores, por existir uma relação de consumo desses alimentos com a redução da incidência de doenças crônicas não transmissíveis, o que pode ser associado, em parte, ao teor de compostos bioativos presentes nesses alimentos, destacando-se os fitoquímicos e as fibras alimentares (FARRAR et al., 2008).
Nesse contexto, o sorgo apresenta-se como uma cultura alternativa ao consumo dos cereais de maior produção, como arroz, milho, trigo e cevada (SANCHEZ, 2003).
O sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) é uma gramínea originária da região central do continente africano, sendo domesticado, provavelmente, na Etiópia, há cerca de 5.000 anos e, em seguida, foi cultivada na África ocidental, desde o Sudão até o rio Níger (FERNANDES, 1981).
Segundo Oliveira (1986), em muitas regiões da África o sorgo faz parte da alimentação básica da população, suprindo cerca de 70% da ingestão calórica diária. Por outro lado, em países industrializados esta cultura é mais utilizada como uma planta forrageira.
Sendo o quinto cereal mais importante do mundo, em termos de produção e área plantada, o sorgo (Figura 1) é uma planta que se caracteriza pela adaptação às condições adversas de temperatura e umidade consideradas uma alternativa para o semiárido nordestino (MORGADO, 2005).
5 Figura 1- Sorghum bicolor (L.) Moench.
Fonte: Autora.
Segundo Camacho et al. (2002) o sorgo possui tolerância a períodos de estiagem durante seu ciclo vital e produz colheitas de grãos e massa verde, economicamente compensadora, em condições de pluviosidade baixa e em solos de baixa fertilidade. Com o aumento da demanda e as dificuldades de importação de milho na Região Nordeste, o sorgo vem sendo incentivado com sucesso também nas regiões do semiárido, onde ocorrem altas temperaturas e precipitações inferiores a 600 mm anuais (WAQUIL; VIANA, 2004).
Nomes como "Milho d' Angola" ou "Milho da Guiné", encontrados na literatura, sinalizam que as primeiras sementes de sorgo trazidas ao Brasil entraram pelo Nordeste, no período de intenso tráfico de escravos para trabalhar na atividade açucareira. Mais recentemente, a partir da segunda década do século XX até fins dos anos 60, a cultura foi reintroduzida de forma ordenada no país através dos institutos de pesquisas públicos e universidades (EMPRESA BRASILEIRA DE PRODUTOS AGROPECUÁRIOS, 2007).
Todo o território do Brasil, por estar a menos de 40º de latitude sul, possui condições excelentes para a cultura do sorgo, onde essa cultura pode ter grande valia para regiões que são assoladas pelas secas, como o Nordeste e o Cerrado, pois o sorgo é uma planta que resiste muito bem às deficiências hídricas (FORNAZIERI JUNIOR et al., 1999).
3.2. Características da Cultura do Sorgo
6 forrageiro para silagem e/ou sacarino, forrageiro para pastejo/corte verde/fenação/cobertura morta e vassoura (EMBRAPA, 2007).
O sorgo granífero (Figura 2A) é cultivado para a obtenção de grãos que podem ser utilizados tanto na alimentação humana quanto animal. Na maioria dos países desenvolvidos, a farinha de sorgo é usada como substituto de milho na produção de rações balanceadas para bovinos, suínos e aves. O sorgo pode, ainda, ser industrializado como matéria-prima para a produção de álcool-amido, cera, cerveja, óleo comestível e vários outros produtos. Suas cultivares devem possuir alta produção de grãos em plantas de altura reduzida 1,20 a 1,60 m. As panículas são bem desenvolvidas e os grãos relativamente grandes (FORNAZIERI JUNIOR et al., 1999).
O colmo da variedade sorgo sacarino (Figura 2B) apresenta grande quantidade de açúcares fermentáveis (glucose, frutose e sacarose), o que o faz uma fonte promissora de açúcar para a produção de álcool. Os grãos, quando utilizados como matéria prima na produção de álcool, têm um rendimento cerca de 45% maior que o da mandioca. A cultura do sorgo sacarino é semelhante à do sorgo forrageiro, diferindo, apenas, na colheita e processamento. Além disso, estas cultivares são doces e suculentas e apresentam elevada estatura (FORNAZIERI JUNIOR et al., 1999).
Já o sorgo forrageiro (Figura 2C) é vantajoso para os criadores, devido às suas várias formas de utilização: pela grande quantidade de massa verde produzida, os grãos têm uma boa qualidade de silagem ou pastejo direto. As cultivares desse tipo são adaptadas de acordo com o uso que se quer fazer do produto. Por fim o sorgo da variedade vassoura (Figura 2D), como o próprio nome já diz, é utilizado para a produção de vassouras e escovas, devido à conformação das panículas. Esta variedade tem o colmo mais fino e é mais alta que as outras variedades (FORNAZIERI JUNIOR et al., 1999).
7 Figura 2 - Classificação do sorgo. A) Sorgo Granífero; B) Sorgo Sacarino; C) Sorgo
Forrageiro; D) Sorgo Vassoura.
Fonte: Embrapa milho e sorgo.
3.3. Estrutura e Composição Química
No grão identificam-se duas partes muito distintas: o pericarpo e a semente. O pericarpo (rico em pentosanas, celulose e cinzas) recobre a semente e se adere firmemente à capa da semente (testa). Na semente predomina o endosperma ao qual está aderido o embrião, o conjunto é recoberto pela fina camada de aleurona (HOSENEY, 1986).
As características do grão de sorgo exibem uma grande diversidade no que diz respeito à cor, forma e tamanho, assim como em outros aspectos dos componentes anatômicos (HOSENEY et al., 1987).
3.3.1. Estrutura do grão de sorgo
Tipicamente, o grão de sorgo apresenta 2-5 mm de comprimento e 2-3 mm de diâmetro na sua extremidade mais larga. A sua massa pode variar de 20 a 30 mg e a sua forma é normalmente esférica, com um embrião relativamente largo. A cor dos
8 grãos varia amplamente, podendo ir de branco a tonalidades mais escuras como o castanho, sendo o vermelho e o amarelo cores muito comuns (HOSENEY et al., 1987).
A estrutura básica do grão é análoga a de outros cereais, sendo os seus elementos anatômicos principais o pericarpo, o endosperma e o gérmen (Figura 3) (FAO, 1995).
Figura 3 - Estrutura do grão de sorgo.
Fonte: http://www.icrisat.org/text/research/grep/homepage/sgmm/chapter7.htm
3.3.2. Composição química do grão de sorgo
A composição química do sorgo é fortemente influenciada pelos fatores genéticos e ambientais, sobretudo pelas práticas agronômicas, sendo o conteúdo proteico o mais variável (HOSENEY et al., 1987).
O sorgo é predominantemente amiláceo e o seu conteúdo em proteína é comparável ao do milho e do trigo (FAO, 1995). O pericarpo do sorgo é pobre em proteína e cinzas, e rico em componentes fibrosos. O gérmen do sorgo é rico em cinzas, gorduras e proteína, porém muito pobre em amido (SERNA-SALDIVAR, 1995). Mais de 68% da matéria mineral total e de 75% dos lipídios do grão inteiro localizam-se no gérmen. O gérmen do sorgo é também rico em vitaminas do complexo B. O endosperma, porção maior do grão, é relativamente pobre em minerais e cinzas. Por outro lado, é um grande portador de outros componentes, contendo 80% das proteínas, 94% do amido e 50-75% das vitaminas B do grão inteiro (FAO, 1995). O sorgo não possui vitamina A, exceto algumas variedades com
9 endosperma amarelo que contem pequenas quantidades de β-caroteno, precursor da vitamina A (FAO, 1995).
Wang e Fields (1978) verificaram que a germinação do sorgo aumenta o valor nutricional de 54,6% para 63,0%, e a relação de eficiência de proteínas, de 1,5% para 1,7%, promovendo alterações notáveis na qualidade nutricional do sorgo. Com a germinação, verifica-se a ativação de enzimas intrínsecas, como por exemplo, de proteases, amilases, fitases e enzimas que degradam fibras (TAYLOR et al., 1985).
As proteases intrínsecas, presentes no grão germinado, hidrolisam as proteínas de reserva do endosperma em polipeptídios, peptídeos e aminoácidos. Segundo Subramanian et al. (1995) as prolaminas e glutelinas são clivadas em proteínas mais simples. Resultados semelhantes foram obtidos por Ogbonna et al. (2003) que verificaram um aumento no teor de aminoácidos e proteínas solúveis em água.
3.4. Germinação dos Grãos
Conforme Meredith e Pomeranz (1985) deve haver uma diferenciação entre germinação no campo, maltagem e germinação em laboratório.
Quando o grão começa a germinar na planta de sorgo, na época da colheita, denomina-se germinação no campo. As terminologias, maltagem e germinação, são usadas alternadamente na literatura para descrever o processo de maceração com água de grãos de cereais secos até que eles estejam saturados, seguido pela germinação sob condições controladas por um período específico (CHAVAN; KADAN, 1989).
De modo genérico a maltagem é uma germinação controlada, seguida pela secagem controlada de uma semente (HOSENEY, 1986), como a de sorgo, por exemplo. Na maltagem, empenha-se em minimizar o crescimento da semente para evitar a perda de açúcares, causada pelo crescimento e respiração. Ao mesmo tempo é maximizada a degradação do endosperma e a formação de enzimas (MUNCK, 1981).
Para uma semente viável germinar, certas condições devem ser favoráveis: fornecimento adequado de água, temperatura desejável, certa composição de gases na atmosfera, luz (certas sementes) e ausência de inibidores da germinação
10 (LORENZ, 1980).
O processo de germinação resulta em muitas mudanças fisiológicas, sendo que duas destas mudanças são tecnologicamente muito importantes do ponto de vista do processamento de alimentos. Uma delas é a formação de enzimas, através da síntese de novo ou reativação de enzimas pré-existentes em estado latente, que causa excessiva degradação dos componentes bioquímicos necessários para produzir um produto final satisfatório, manifestando seus efeitos diretamente durante o processamento. A segunda mudança é a degradação das reservas de armazenagem da planta “in situ” e significa que componentes bioquimicamente importantes foram danificados antes do processamento iniciar (KRUGER, 1994).
No estudo sobre as alterações ocorridas em grãos de soja antes e após a germinação, Martinez (2011) constatou que a germinação resultou na redução significativa nos teores de taninos condensados, carboidratos disponíveis e atividade antioxidante. Em contrapartida, o processo promoveu aumento no teor de umidade, lipídio, proteína, fibra solúvel, digestibilidade in vitro de proteína e fenólicos totais.
Já Morad et al. (1983) relataram que a germinação de grãos de cereais causa aumento na atividade enzimática, perda na matéria seca total, mudança na composição em aminoácidos, diminuição do amido, aumento de açúcares, leve aumento em lipídios, fibra bruta e em certas vitaminas e minerais. O aumento de nutrientes reflete a perda da matéria seca, principalmente sob a forma de carboidratos devido a respiração do grão. Embora as mudanças quantitativas sejam consideradas aparentes, qualitativamente são mais evidentes e com grande importância nutricional.
Marero et al. (1990) investigaram a quebra do amido em maltoligossacaridios através do processo de germinação. Os açúcares totais nas amostras de farinha diminuíram após o período de germinação de 4 dias (96 horas) devido a atividade da α-amilase. Os açúcares solúveis aumentaram nas farinhas, isto pode ser atribuído ao aumento da taxa de mobilização de carboidratos solúveis no endosperma dos cereais durante a germinação.
11 Os grãos de sorgo têm sido empregados no preparo de diversos produtos alimentícios, tais como bouillie (tradicional na África e na Ásia), tô (usado na África Ocidental), cuscuz (alimento tradicional em toda a África), injera (usado na Etiópia), nasha e ogi (o primeiro é tradicional no Sudão e o segundo na Nigéria), kisra (pão fermentado tradicional do Sudão), dolo, tchapallo, pito, burukutu (cervejas tradicionais na África), roti e chapatti (pães não fermentados feitos de sorgo ou milheto, comuns na Índia, em Bangladesh, no Paquistão e em países árabes), tortilhas (na América Latina), produtos de panificação (Estados Unidos, Japão, África), dentre outros (ACHI, 2005; MAHGOUB et al., 1999).
No Brasil, praticamente não há consumo de sorgo na alimentação humana, sendo um cereal cultivado, principalmente, para suprir a demanda das indústrias de ração animal e como forragem, para alimentação de ruminantes (TABOSA et al., 1993).
Na maioria dos outros países, o sorgo também é utilizado basicamente na alimentação animal. Porém, o interesse no uso do cereal como alimento humano tem crescido em virtude do mesmo ser considerado fonte potencial de nutracêuticos, além de não possuir glúten, podendo ser uma alternativa para o trigo na produção de alimentos, especialmente para os celíacos (DICKO et al., 2006).
Pesquisadores vêm demonstrando que o sorgo integral, além de fonte de carboidratos, é boa fonte de fibra alimentar e de compostos bioativos, incluindo taninos, ácidos fenólicos e antocianinas, além de possuir quantidades consideráveis de amido resistente, minerais, tocoferóis e tocotrienóis (DICKO et al., 2006, KAMATHA 2004, NILSSON et al., 1997, SHIN et al., 2004). Especulações a respeito da relação entre o consumo de sorgo a prevenção de doenças cardiovasculares, obesidade e alguns tipos de câncer também têm surgido (AWIKA; ROONEY, 2004, DICKO et al., 2006).
Segundo Rooney (2004) cultivares de grãos brancos tem sido utilizados com sucesso na confecção de uma variedade de produtos, como biscoitos tipo “cookies”, tortilhas e massas alimentícias, usualmente elaborados com outros cereais, principalmente o trigo. Esses produtos de sorgo, normalmente, apresentam sabor suave e cor branca, o que é bastante desejável para esse tipo de produto (SANCHEZ, 2003).
12 produzem alimentos bastante palatáveis, de aparência e qualidade consistentes e preços competitivos. Em El Salvador, farinhas provenientes de cultivares de sorgo têm sido usadas em pequenas padarias para produzir pães, muffins, roscas e outras variações desses produtos, havendo grande interesse de indústrias de panificação formais da cidade em utilizar a farinha de sorgo branco (ROONEY, 2007).
3.6. Propriedades Funcionais
O termo propriedade funcional de alimentos tem sido definido como qualquer propriedade de um alimento ou componente de um alimento, excetuando-se as propriedades nutricionais, que afeta a sua utilização como ingrediente em um produto, principalmente sobre o aspecto sensorial (HALL, 1996).
As propriedades funcionais das proteínas são as propriedades físico-químicas que influem no seu comportamento nos sistemas alimentícios durante a preparação, o processamento e o armazenamento (SGARBIERI, 1996). Essas propriedades influenciam também na aceitação e no consumo do produto final (SZE-TAO; SATHÊ, 2000).
As proteínas, classificadas como macronutrientes, além de representarem um importante papel nutricional nos alimentos devido ao conteúdo de aminoácidos, também são usadas como ingredientes na forma de farinhas, isolados e concentrados proteicos, onde desempenham atividade funcional. O estudo da funcionalidade desses ingredientes é importante para a efetiva utilização nos alimentos (DONADEL; FERREIRA, 1999).
A importância destas propriedades varia com o tipo de produtos alimentares em que o concentrado de proteína é utilizado. As propriedades funcionais das proteínas incluem a solubilidade, a capacidade de absorção de água e óleo, a capacidade de gelificação, a emulsão, a espumação e o índice de solubilidade em nitrogênio (AHMEDNA, 1999).
A solubilidade promove a solvatação de proteínas em função do pH e esta propriedade é útil no processamento de bebidas, a absorção de água forma pontes de hidrogênio com a água e é usada na elaboração de cárneos, pães, bolos e macarrão e a absorção de óleo retém os lipídios livres que é necessário no processamento de salsichas, mortadela, linguiças e patês de carne. Já a
13 emulsificação forma e estabiliza as emulsões com os lipídios e são usados em embutidos de carne, maionese, pães, bolos, sopas e sobremesas congeladas (CHEFTEL, 1989).
Em um estudo realizado por Sangronis (2007) os resultados obtidos indicaram que a farinha de grãos germinados pode ser utilizada na elaboração de produtos preparados no forno, salsichas ou sobremesas, nos quais se requerem propriedades como as estudadas.
3.6.1. Solubilidade proteica
A solubilidade de uma proteína é uma manifestação termodinâmica no equilíbrio entre as interações proteína-proteína e proteína-água (FENNEMA, 2000). Operacionalmente, a solubilidade da proteína é um parâmetro determinado pela retenção da proteína no sobrenadante após a centrifugação da solução por um dado tempo e sob determinada força centrífuga (MODESTI, 1982; VOJDANI, 1996). Esta propriedade é de importância primária devido a sua influência sobre as outras propriedades funcionais das proteínas (ORDONEZ, 2005).
Em geral, quando usadas para funcionalidade, requer-se que as proteínas tenham alta solubilidade para promover emulsão, espuma, gelificação entre outras propriedades. Assim o decréscimo na solubilidade da proteína pode afetar desfavoravelmente a sua funcionalidade (NAKAI; CHAN, 1985; VOJDANI, 1996; WIT, 1989).
A análise de solubilidade proteica pode ser efetuada por diferentes métodos entre eles o que determina o teor de nitrogênio solúvel em água; o teor de proteína solúvel em água; o índice de solubilidade de proteína; o índice de solubilidade de nitrogênio; o índice de dispersibilidade de proteína; dentre outros (CÂNDIDO, 1998).
3.6.2. Índice de solubilidade de nitrogênio (NSI)
Índice de solubilidade de nitrogênio ou dispersibilidade das proteínas de um grão qualquer é uma propriedade físico-química relacionada com as outras propriedades funcionais, razão pela qual é a primeira propriedade a ser estudada numa investigação sistemática (MATTIL, 1971; HERMANSSON, 1979).
14 propriedades num sistema alimentar, tais como a formação e a estabilidade de emulsão, depende de numerosos fatores. Conteúdo de proteína, solubilidade, dispersibilidade, pH do meio, temperatura e métodos de processamento, afetam as propriedades funcionais das proteínas de um grão (CRENWELGE et al., 1974, HUTTON; CAMPBELL, 1977).
3.6.3. Capacidade de gelificação
A formação de gel ou gelificação de proteínas é uma propriedade funcional térmica de ampla utilização em alimentos formulados. A gelificação ocorre quando as moléculas desnaturadas pelo calor se agregam para formar uma rede proteica orientada (MATSUMURA, 1996).
A reação inicial do processo de gelificação envolve o enfraquecimento e quebra das ligações de hidrogênio e dissulfídricas, desestabilizando a estrutura conformacional das proteínas. Posteriormente, ocorre polimerização das moléculas de proteína produzindo uma estrutura tridimensional capaz de imobilizar fisicamente grande parte do solvente, através de ligações dissulfídricas intermoleculares, interações hidrofóbicas e iônicas (MANGINO, 1992).
3.6.4. Capacidade de absorção de água e óleo
Segundo Rickard, Asaoka e Blanshard (1991) as moléculas absorvidas nas macromoléculas são denominadas de “água ligada” e refletem a capacidade de uma superfície molecular em formar ligações fracas não covalentes com a água. O teor de água ligada, associada aos grânulos de amido, influencia nas características de expansão dos mesmos. E a habilidade do amido em absorver óleo é um indicativo do potencial emulsificante do amido (ADEBOWALE et al., 2009). A capacidade de absorção de água (CAA) e a capacidade de absorção de óleo (CAO) é medida pela relação entre a massa do sedimentado em gramas e a massa seca da amostra.
Uma elevada capacidade de absorção de óleo é essencial para a formulação de produtos emulsionados, massas de bolos, maionese e outros molhos para salada, contribuindo para a palatabilidade e retenção de sabor destes produtos (CHANDI; SOGI, 2007).
15 3.6.5. Propriedades emulsificantes
As proteínas também apresentam interesse industrial na produção de alimentos emulsificados, pois contribuem para a firmeza das emulsões, aumentam sua estabilidade e conferem aos produtos maior valor nutritivo, por serem fontes de aminoácidos (HEKKEN, 1993; KINSELLA, 1982).
Segundo Cheftel et al. (1989), a formação de gotículas emulsificadas ocorre com a criação de superfície interfacial entre as duas fases líquidas imiscíveis. A formação da emulsão é facilitada com a redução da tensão interfacial entre água e óleo (ELIZALDE et al., 1988).
A propriedade emulsificante da proteína é importante para vários produtos alimentícios, tais como creme de leite, glacês, manteiga, queijo fundido, maionese, carne finamente moída do tipo utilizada em salsichas e outros embutidos, além de que, os constituintes proteicos exercem função importante na estabilização do sistema coloidal (CHEFTEL et al., 1989).
3.6.6. Capacidade e estabilidade de formação de espuma
A espuma é uma propriedade funcional de interfase que depende da natureza, da solubilidade e do estado de desnaturação da proteína, da presença de sais e de outros aditivos utilizados no processamento dos alimentos (PENFIELD, 1990).
As espumas alimentícias podem ser definidas como uma dispersão de glóbulos de gás, geralmente o ar, separados por uma suspensão de proteínas que reduz a tensão superficial entre o ar e o líquido, facilitando a deformação do segundo e assim se formam filmes estruturais em volta das gotas de ar, prendendo-o e fprendendo-ormandprendendo-o bprendendo-olhas. A capacidade de uma prprendendo-oteína em fprendendo-ormar espuma refere-se à expansão de volume da dispersão proteica com a incorporação de ar por batimento ou agitação (MODESTI et al., 2007).
Durante a formação de espuma ocorre uma sequência de reações, que necessitam da aplicação de energia para o início do processo. Com isso, as proteínas chegam à interface ar-água por difusão e adsorção (GERMAN, 1989; PHILLIPS, 1981). As proteínas que são abertas e adsorvidas rapidamente
16 apresentam melhores propriedades espumantes do que as proteínas que são adsorvidas levemente e que são mais difíceis de abrirem a sua estrutura na interface (PHILLIPS et al., 1994).
A estabilidade da espuma diz respeito à retenção do volume máximo de espuma formada em função do tempo de repouso sendo geralmente medida pela liberação de fluido da espuma (LINDEN, 1996).
17 4. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento realizado neste trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Grãos e Cereais, Laboratório de Tecnologia de Leite e Derivados, Laboratório de Produtos de Origem Animal II e no Laboratório de Sementes do Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar (CCTA), Unidade Acadêmica de Tecnologia de Alimentos (UATA), da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campus Pombal, localizada na Microrregião do Sertão Paraibano. Os sorgos utilizados foram provenientes da cidade de Campina Grande – PB.
4.1. Beneficiamento da Matéria-Prima
Os grãos de sorgo foram recepcionados e beneficiados de forma que sujidades, grãos defeituosos e partículas sólidas presentes (como pedras, palhas e insetos) fossem removidos manualmente.
4.2. Obtenção da Cinética de Germinação
As sementes de sorgo foram organizadas em bandejas com disposição sobre papel filtro (Figura 4), devidamente higienizadas com hipoclorito de sódio a 1%, e mantidas em câmara de germinação ELETROLab® a temperatura de 25°C por um período de 5 dias.
No 1°, 3° e 5° dia do processo germinativo, as sementes foram recolhidas para realização de determinação do teor de açúcares redutores. O quinto dia foi escolhido devido o crescimento ideal da radícula, onde, de acordo com BRASIL (1992), as condições ideais de temperatura para a germinação de sorgo estão entre 20 e 30 °C, durante 4-10 dias.
Os grãos germinados foram secos em estufa de circulação de ar a temperatura de 40 °C por 72 horas e separados de suas radículas manualmente.
18 Figura 4 – Obtenção do grão de sorgo germinado. A) Sementes sanitizadas; B) e C) Sementes organizadas em bandejas para serem levadas à câmara germinadora; D)
Sementes na câmara germinadora; E) Grãos germinados.
Fonte: Autora.
4.3. Obtenção da Farinha do Grão de Sorgo
Após os 5 dias na câmara germinadora, as sementes foram retiradas já germinadas e suas radículas foram removidas manualmente. Os grãos, in natura e germinado, foram triturados em um liquidificador industrial Urano®. As farinhas obtidas foram armazenadas a 4 °C (Figura 5).
19 Figura 5 - Obtenção da farinha do grão de sorgo germinado.
Fonte: Autora.
4.4. Caracterização da Farinha do Grão de Sorgo In Natura e Germinado
O teor de cinzas foi obtido pelo método gravimétrico que consiste na incineração do material em mufla a 550 ºC, o teor de lipídios foi determinado por extração semi-contínua em aparelho de soxhlet, utilizando hexano como solvente por um período de 5 horas, o teor de proteínas foi obtido segundo o método de Kjeldahl, onde se determina o teor de nitrogênio total. A proteína total foi determinada multiplicando-se o teor de nitrogênio total pelo fator de 6,25 e acidez total por titulometria com NaOH 0,1N. As análises de teor de umidade foram determinadas por infravermelho Marte® ID-200. Todas as metodologias foram realizadas conforme os procedimentos analíticos do Instituto Adolfo Lutz (IAL, 2008).
20 A quantificação de açúcares redutores foi realizado pelo método do DNS com leitura em espectrofotômetro e a determinação de pH por leitura direta em potenciômetro digital conforme técnica da Association of Official Analytical Chemists - AOAC (1997). Realizou-se a quantificação do amido de acordo com o método de antrona (MORAIS; CHAVES, 1988). O princípio deste método baseia-se na determinação espectrofotométrica a 620 nm do composto colorido formado pela reação entre a antrona e a glicose proveniente da hidrólise do amido.
Os fenólicos totais foram determinados de acordo com a metodologia descrita por Reicher et al. (1981), usando o reagente de Folin-Denis tendo o ácido gálico como padrão, sendo a leitura feita em espectrofotômetro a 760 nm. A quantificação de taninos foi determinada segundo BISPO (1989) e quantificada pelo método colorimétrico de Folin-Denis (952.03, AOAC), onde foi utilizado como solução padrão o ácido tânico.
4.5. Propriedades Funcionais das Farinhas do Grão de Sorgo In Natura e Germinado
4.5.1. Solubilidade proteica
A solubilidade das proteínas foi determinada de acordo com Dench, Rivas e Caygill (1981) com algumas modificações. Amostras equivalentes a 1g em proteínas foram postas em contato com 60 mL de água destilada. Sob agitação contínua, em agitador magnético, na temperatura ambiente, o pH foi ajustado em valores de 2,0 a 11,0 com ácido clorídrico 1,0N e hidróxido de sódio 1,0N. A dispersão foi continuamente agitada numa mesa agitadora orbital a 150 rpm durante 2 h, e depois centrifugada a 3000 rpm durante 10 min. Logo após esse procedimento, o volume nos tubos foi medido e as alíquotas retiradas para a determinação de proteínas solúveis pelo método do biureto (GORNALL et al., 1949). O resultado foi expresso como índice de proteínas solúveis, em percentual.
21 O índice de solubilidade de nitrogênio das farinhas do grão de sorgo germinado e não germinado foram determinadas pelo procedimento de Haegenmaier (1972) com modificações. Uma amostra de duas gramas foi distribuída em 100 ml de água destilada. A dispersão foi continuamente agitada numa mesa agitadora orbital a 150 rpm durante 2 h, e depois centrifugada a 3000 rpm durante 10 min (ELKHALIFA, 2010). Os sobrenadantes foram retirados, medindo-se a concentração de azoto solúvel pelo método do biureto (GORNAL et al., 1949). O índice de solubilidade de nitrogênio (NSI) foi calculado usando:
Onde:
NSI = Índice de solubilidade de nitrogênio N = Nitrogênio
4.5.3. Capacidade de gelificação
O método utilizado foi o de Lawal e Adebowale (2005) com modificações, onde foram pesados de 2 a 30% (p/v) de farinha do grão de sorgo em tubo de ensaio contendo 5,00 mL de água destilada. A suspensão foi agitada em vortex e submetida à temperatura de 80 ºC por 30 minutos em banho-maria. Após esse tempo a mistura permaneceu em repouso a 4 ºC por 2 horas. A concentração mínima de gelificação foi determinada como aquela concentração em que a amostra do tubo invertido não escoou pelo mesmo.
4.5.4. Capacidade de absorção de água e óleo
O método de Beuchat (1977) foi usado, com adaptações, para a determinação da capacidade de absorção de água e óleo. Onde 10 mL de água destilada ou óleo (óleo de soja - SOYA Bunge - Indústria Brasileira) foram adicionados a 1g da amostra em tubos de centrífuga. As suspensões foram homogeneizadas durante 3 minutos e em seguida deixadas em repouso por 30 minutos. Posteriormente os tubos foram fechados e centrifugados por 10 minutos a
22 2500 rpm. O sedimento no tubo da centrífuga, após separação do sobrenadante, foi pesado e a capacidade de absorção da água e do óleo foi calculada de acordo com as equações (1) e (2), respectivamente, descritas abaixo:
( ) (Equação 1) ( ) (Equação 2) Onde:
CAA = Capacidade de absorção de água; CAO = Capacidade de absorção de óleo; PS = Massa do sedimento em gramas (g); PAS = Massa da amostra seca em gramas (g).
4.5.5. Atividade e estabilidade da emulsão
Foi utilizado o método de Yasumatsu et al. (1972), com adaptações, onde as emulsões foram preparadas com 2 g de cada amostra, 20 ml de água destilada fria (4 °C) e 20 ml de óleo (óleo de soja SOYA Bunge - Indústria Brasileira) em um tubo de centrífuga de 50 ml e, depois, as amostras foram agitadas durante 3 minutos em vortex. Os tubos foram imediatamente centrifugados a 2600 rpm durante 10 minutos. O resultado da atividade de emulsão foi expresso como percentual de emulsão formada no volume total através da seguinte fórmula:
Já a estabilidade da emulsão foi medida por centrifugação das amostras, após o aquecimento da emulsão num banho-maria a 80 °C durante 30 minutos e o esfriamento até à temperatura ambiente (27 °C). A altura da camada emulsionada, como uma percentagem da altura total do material foi utilizado para calcular a estabilidade de emulsão com a seguinte fórmula:
23 4.5.6. Capacidade e estabilidade de formação de espuma
A capacidade e estabilidade de formação de espuma foram determinadas pelo método de Narayana e Narsinga Rao (1982), onde 2 g do material foram pesados e transferidos para um misturador elétrico padrão. Foi adicionado 100 ml de água destilada e a suspensão foi misturada a 12.000 rpm durante 6 minutos a 27 °C. O conteúdo foi imediatamente transferido para uma proveta de 250 ml e o volume da espuma gravada. A capacidade de formação de espuma foi expressa como a percentagem de aumento de volume. A estabilidade da espuma foi determinada através da monitorização da queda do valor da capacidade de formação de espuma em função do tempo depois de 1 h.
4.5.7. Análise estatística
Foram obtidos os resultados médios das análises com seus respectivos desvios padrões, onde foram submetidos à análise estatística de comparação de médias denominada teste de Tukey, sendo considerado o nível de probabilidade de erro (p) menor que 5% para determinar a significância, utilizando o programa estatístico ASSISTAT.
24 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1. Obtenção da Cinética de Germinação
A Figura 6 mostra a obtenção da cinética de germinação do grão de sorgo, em relação ao teor de açúcar redutor, para o 1°, 3° e 5° dia de germinação.
Figura 6 – Cinética de germinação do grão de sorgo.
Com a realização dessa pesquisa ficou comprovado que o processo germinativo consegue desenvolver enzimas e modificar o amido, quebrando-o e transformando-o em carboidratos simples.
De acordo com Asiedu et al. (1993) as farinhas de cereais germinados apresentam baixa viscosidade, porque, os carboidratos complexos são hidrolisados em açúcares mais simples durante a germinação. Os açúcares são facilmente disponíveis para a absorção e a quantidade de energia e densidade total de nutrientes obtida por unidade de volume de alimento aumenta. Isto pode ser benéfico para pessoas com limitada capacidade digestiva e que não podem comer muito para ter suas necessidades de nutrientes.
5.2. Caracterização da Matéria-Prima 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50
1° dia 3° dia 5°dia
T eor de a çúcar Tempo (dias)
Cinética de Germinação
Média do teor de açúcar redutor25 As caracterizações físico-químicas das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado estão apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1 – Análises físico-químicas das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Parâmetros avaliados Farinha do Grão de
Sorgo In Natura Farinha do Grão de Sorgo Germinado Umidade (%) 12,16 ± 0,03b 36,58 ± 0,30a Cinzas (%) 1,60 ± 0,08a 1,08 ± 0,01b Proteínas totais (%) 4,32 ± 0,85b 7,20 ± 0,37a Lipídios (%) 3,52 ± 1,20a 2,21 ± 1,17a pH 6,18 ± 0,10b 6,51 ± 0,15a Acidez titulável (g ácido equivalente/100g) 1,08 ± 0,12b 1,99 ± 0,16a Taninos (%) 0,19 ± 0,00a 0,13 ± 0,00b Compostos fenólicos
(g ácido gálico /100 g amostra)
0,07 ± 0,00b 0,12 ± 0,01a
Teor de amido (%) 64,12 ± 0,92a 50 ± 2,97b
Açúcares redutores (%) 0,38 ± 0,00b 3,77 ± 0,00a Valores médios de três repetições seguido do respectivo desvio padrão.
Letras iguais na mesma linha não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a 5% de significância.
A farinha do grão de sorgo in natura apresentou o teor de umidade de 12,16%, valor inferior ao indicado pelo Codex Alimentarius 15% (FAO, 1995). Teor menor foi registrado (7,73, 7,48 e 8,81) em três diferentes variedades de grãos de sorgo granífero (SOUZA, 2005). O valor de cinzas obtido para a farinha do grão de sorgo in natura 1,60% está um pouco acima do limite de 0,9% e 1,5%, indicado pelo Codex Alimentarius (FAO, 1995). As cinzas estão relacionadas ao grau de extração de farinha do grão de sorgo e a quantidade de minerais do produto (GUTKOSKI, 2007).
O teor de proteínas encontrado na farinha do grão de sorgo in natura foi de 4,32%, sendo inferior ao que é definido pelo Codex Alimentarius (FAO, 1995), cerca
26 de 8,5%. O sorgo não propicia a formação de glúten, sendo a substituição da farinha de trigo por sorgo bastante interessante do ponto de vista de pessoas com doença celíaca (FREITAS, 2012). A quantidade de lipídios, por volta de 3,52%, está entre o limite de 2,2 a 4,7% estabelecido pelo FAO/OMS (FAO, 1995) para a farinha do grão de sorgo. Mehmood et al. (2008) demonstraram concentrações maiores deste macronutriente, variando de 5% a 8,4%. Em relação ao pH, o resultado encontrado foi de 6,18 sendo próximo à neutralidade e similar ao registrado por Souza et al. 2005.
A acidez titulável foi de 1,08 g de ácido equivalente/100 g, muito abaixo dos valores de 3,24 e 2,77 g de ácido equivalente/100 g registrados em farinha do grão de sorgo granífero, variedade IPA- 467 (SOUZA, 2005). Como não é estipulado valor máximo de acidez tolerável para a farinha do grão de sorgo, foi utilizado o referencial de 3,0 g de ácido equivalente/100 g de acidez titulável recomendado para a farinha
de trigo comum.
O conteúdo de tanino encontrado no trabalho foi de 0,19%, sendo inferior ao valor sugerido pelo Codex Alimentarius (FAO, 1995), no qual não poderá exceder 0,3% da matéria seca. Em relação ao conteúdo de compostos fenólicos encontrado, 0,07 g de ácido gálico/100 g amostra, se mostrou inferior ao encontrado por Awika (2003) num estudo realizado com a variedade sorgo vermelho brilhante (TX 2911).
O teor de amido encontrado, 64,12% na farinha do grão in natura, se mostrou inferior a estudos realizados anteriormente, onde teor maior foi encontrado, cerca de 71,8%, o qual se deve a concentração de amido que varia conforme os cultivares. Segundo Jambunathan (1988) o conteúdo de amido no sorgo varia de 56 a 73%, sendo o valor médio de 69,5%. Em relação ao teor de açúcar redutor obteve-se 0,38%, estando entre os valores encontrados por Hoseney et al. (1987) num estudo onde ele destacou que os principais açúcares redutores são a glucose e a frutose, com níveis que variam de 0,2 a 0,9%.
Com relação à farinha do grão de sorgo germinado, não existe estudos relacionados com essa temática, portanto foi utilizado como referência trabalhos com outros cereais germinados.
Quanto ao valor do parâmetro de umidade, foi encontrado um teor de 36%, apresentando diferença significativa em relação a farinha do grão do sorgo in natura. Esse resultado pode ser explicado, devido a hidratação das sementes que ocorre
27 durante o processo de germinação a fim de promover o crescimento da planta (VILLELA; NOVEMBRE; MARCOS FILHO, 2007).
O valor encontrado para cinzas foi de 1,08%, Sharma et al. (1988) encontraram diminuições significativas nos conteúdos de cinzas de farinhas brancas produzidas de trigo germinado por 24 e 48 horas a 30 °C.
Houve um aumento na quantidade de proteína encontrada na farinha do grão de sorgo germinado, sendo 7,20%, mostrando diferença estatística da farinha do grão de sorgo in natura, isso se deve ao fato de que durante o processo da germinação ocorre a síntese enzimática proteica (BAU et al., 1997) ou a mudança na composição que segue a degradação de outros constituintes (MUBARAK, 2005). Martinez (2011) realizou um experimento com soja germinada, encontrou resultados condizentes com o citado neste trabalho onde o teor de proteínas foi de 35,67% (controle) para 42,02% (germinada).
Quanto aos valores obtidos para o teor de lipídios, foi observado menor conteúdo na farinha do grão de sorgo germinado (2,21%) quando comparado com a farinha do sorgo in natura. O conteúdo de lipídios nas sementes diminuiu com a evolução no tempo de germinação. Essa diminuição é atribuída à degradação de reservas de nutrientes (lipídio e carboidrato) para o fornecimento de energia requerida durante o crescimento da planta (MUBARAK, 2005; EL-ADAWY, 2002). Em relação ao pH e à acidez houve um aumento, no entanto, devido a escassez de estudos nessa área, não há trabalhos que informem o valor destes parâmetros em cereais germinados.
Foi observada (Tabela 1) uma pequena queda no teor de taninos, de 0,19% para 0,13%. Estudo feito por Oloyo (2004) afirma que a concentração de taninos em leguminosas diminui após 2 dias de germinação alcançando o seu nível mínimo. Essa redução tem sido discutida entre os autores que afirmam que a oxidação de polifenóis está ativada durante a germinação, causando hidrólise enzimática de taninos com consequente redução (TORRES et al., 2006). Já em relação ao teor de fenólicos totais, foi constatado o aumento em seu conteúdo após a germinação, 0,07% para 0,12%. Resultados diferentes dos de Lin e Lai (2006) que encontraram diminuição significativa após o período de germinação. Entretanto, essa concentração pode variar muito, pois irá depender de inúmeros fatores, dentre eles:
28 o método de determinação, os compostos determinados na análise, procedimentos para a germinação, entre outros fatores (BARBOSA et al., 2006).
Quanto ao teor de amido, houve uma queda no 5° dia de germinação, onde o valor alcançado foi de 50%. Bertínez (2013), em um estudo realizado para analisar o efeito da germinação sobre a composição de fibra dietética de leguminosas não convencionais, detectou que as mesmas exibiram elevados níveis de amido disponível, uma vez que eles representam 81-90% do total de amido em legumes crus. Em relação ao teor de açúcar o valor encontrado ficou por volta de 3,77%. De acordo com Bertínez (2013) a germinação produziu um ligeiro aumento do teor de açúcares totais em feijão-caupi, dolichos e mucuna, enquanto não foram encontradas diferenças significativas no feijão de porco. Os aumentos nos níveis de açúcares totais foram, principalmente devido ao aumento de glicose (6-41%), xilose (24-33%) e galactose (9-27%). Portanto, a germinação causa ligeiras alterações na fração fibra alimentar solúvel (SDF), e os seus efeitos são diferentes dependendo do tipo de leguminosa.
5.3. Propriedades Funcionais
As propriedades funcionais das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado estão apresentadas na Tabela 2.
29 Tabela 2 - Propriedades funcionais das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Propriedades Funcionais (%) Farinha do Grão de Sorgo In
Natura
Farinha do Grão de Sorgo Germinado
Índice de solubilidade de nitrogênio (NSI)
1,575 ± 2,05a 0,920 ± 4,44b
Capacidade de absorção de água (H2O/g proteína)
123,16 ± 0,70a 84,15 ± 8,80b
Capacidade de absorção de óleo (óleo/g proteína)
85,06 ± 0,65b 102,56 ± 2,40a
Capacidade de formação de
espuma Não houve formação
14,1 ± 1,42a
Estabilidade de formação de
espuma Não houve formação
79,4 ± 1,41a
Valores médios de três repetições seguido do respectivo desvio padrão.
Letras iguais na mesma linha não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a 5% de significância.
Na Tabela 2 estão os valores referentes ao índice de solubilidade de nitrogênio (NSI). A farinha do grão de sorgo in natura apresentou um índice de porcentagem de cerca de 1,5%, já o valor para a farinha do grão de sorgo germinado foi de 0,92%, valores muito inferiores do que Elkhalifa (2005) encontrou, isso se deve ao fato de que há mudanças na composição entre as variáveis estudadas. De acordo com Elkhalifa (2005) houve um aumento no 5º dia de germinação de 42,32% para 63,20%, esse aumento pode ser devido à degradação gradual de proteínas de reserva em aminoácidos e peptídeos curtos causados pelo aumento dos níveis de enzimas de protease. Isto pode conduzir para o aumento do valor nutritivo da farinha do grão de sorgo germinado, aumentando a sua digestibilidade in vitro da proteína (BHISE; CHAVAN; KADAM, 1988).
As interações de água e óleo com as proteínas são muito importantes em sistemas alimentícios, pois influenciam, respectivamente, na textura e no flavor dos alimentos (AHMEDNA; GOKTEPE, 1999).
A germinação diminuiu a capacidade de absorção de água e aumentou a capacidade de absorção de óleo para a farinha do grão de sorgo germinado (Tabela 2), onde esta farinha pode ser útil na formulação de alimentos, sendo uma
30 propriedade importante, uma vez que a ligação do óleo depende da disponibilidade da superfície de aminoácidos hidrofóbicos (SOSULSKI, 1976).
A formação de espuma é uma propriedade importante para a farinha, sendo usada em muitos produtos alimentares de fermentação, como assados, bolos e biscoitos (BELITZ; GROSCH, 1999).
Em relação ao resultado encontrado para a formação de espuma (Tabela 2), a farinha do grão de sorgo in natura não mostrou capacidade de formação de espuma, o que também foi relatado no estudo feito por Elkhalifa et al. (2005). Já a farinha do grão de sorgo germinado mostrou capacidade de formação de espuma de 14,1%, sendo superior ao encontrado por Elkhalifa et al. (2005) 11,50%. Já em relação à estabilidade de formação de espuma, após 1h do experimento foi detectado uma porcentagem de 79,4%, um pouco abaixo do que Elkhalifa et al. (2005) detectou, 82,5%. A germinação pode ter causado desnaturação das proteínas e redução da tensão superficial das moléculas, o que garante boa capacidade de formação de espuma (ELKHALIFA, 2005).
A Figura 7 apresenta o resultado da solubilidade da proteína em função do pH das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Figura 7 - Solubilidade da proteína em função do pH das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
A Figura 7 apresenta o comportamento da solubilidade proteica da farinha do grão de sorgo in natura e germinado em relação à variação do pH. Observa-se que o
0 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4,5 6,00 10 11 S o lub ilidade d e pt n ( % ) pH Germinado In Natura
31 pH em que as farinhas apresentam menor solubilidade é o pH 5, estando dentro da faixa do ponto isoelétrico da maioria das proteínas que varia entre 4 a 6 (SGARBIERI, 1996).
No estudo feito por Elkhalifa (2005) as amostras tinham solubilidade mínima de proteína a um pH de 4, que é um ponto isoelétrico. A proteína das amostras germinadas foram mais solúveis a pH 4 do que o controle. Isto pode ser devido à elevada atividade proteolítica durante a germinação que irá conduzir um aumento na solubilidade da proteína resultante a partir da hidrólise das proteínas de reserva.
A Tabela 3 demonstra o resultado da capacidade de gelificação das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Tabela 3 – Capacidade de gelificação das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Concentração (% p/v) Farinha do Grão de Sorgo In Natura Farinha do Grão de Sorgo Germinado 2 - - 4 - - 6 - - 8 - ± 10 - ± 12 ± ± 14 ± + 16 + + 18 + + 30 + + GLC* 16 14
* Concentração mínima de gelificação
A concentração mínima de gelificação (GLC) é usada como um índice de gelificação e para a farinha do grão de sorgo in natura obteve-se 16%, enquanto Elkhalifa et al. (2005) obteve a menor concentração de gelificação para as amostras de farinha do grão de sorgo in natura de 18%. Em relação à farinha do grão de sorgo germinado a GLC foi de 14%, enquanto Elkhalifa et al. (2005) relatou nos seus estudos uma concentração de 12% nos últimos dias de germinação. Estes resultados sugerem que a farinha derivada dos cinco dias de germinação do grão de
32 sorgo seria um bom agente de formação de gel ou de endurecimento, e poderia ser útil em sistemas de alimentos tais como pudim e lanches, que requerem espessamento e gelificação.
A eficiência de emulsificação varia com o tipo, a concentração e a solubilidade das proteínas (ACHINEWHU, 1983).
A Figura 8 mostra a atividade emulsificante e estabilidade das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Figura 8 - Atividade emulsificante e estabilidade das farinhas do grão de sorgo in natura e germinado.
Os resultados mostraram que houve um aumento na atividade de emulsão (EA), cerca de 5% (Figura 8), porém com uma redução no valor da estabilidade da farinha (ES) do grão de sorgo de 35% para 28%. Estes resultados obtidos encontram-se diferentes ao reportados por Elkhalifa et al. (2005), onde mostra que a germinação tinha aumentado significativamente a ES da farinha de sorgo e a EA, e o aumento era de 21% e 33 % respectivamente, para as duas propriedades após três dias de germinação. Akubor e Obiegbuna (1999) relataram uma melhora de EA e ES de farinha de milho por germinação.
33 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diante dos dados encontrados, a farinha do grão de sorgo germinado mostrou bons resultados para algumas propriedades, como na capacidade de gelificação e capacidade de absorção de água e óleo, podendo esta farinha ser aplicada em produtos de confeitaria, pastelaria e massas em geral. A farinha do grão de sorgo germinado também pode ser utilizada em formulações em que se deseja promover a formação de espuma.
Os resultados demonstraram também que as proteínas são consideradas bons agentes emulsificantes. Já em relação à solubilidade de proteína o valor encontrado ficou na faixa do ponto isoelétrico (pH 5,0), que varia entre 4 e 6. Porém em outra propriedade, como o índice de solubilidade de nitrogênio, o resultado obtido ficou muito abaixo do esperado, devendo haver mais estudos para explorar essa propriedade.
34 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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