Baixe DETERMINAÇÃO DO TEOR DE FIBRA ALIMENTAR EM ... e outras Slides em PDF para Materiais, somente na Docsity!
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE FIBRA ALIMENTAR EM
PRODUTOS HORTOFRUTÍCOLAS
Joana Rosa Santos
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Alimentar
Orientador: Professora Doutora Maria Isabel Nunes Januário
Co-orientador: Professora Doutora Margarida Moldão Martins
Júri: Presidente: Doutora Maria Luísa Lopes de Castro e Brito Vogais: Doutora Maria Isabel Nunes Januário, Professora Auxiliar do Instituto Superior de Agronomia da Universidade de Lisboa.
Doutora Marta Maria Moniz Nogueira Abreu, Investigadora Auxiliar do Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária.
Lisboa, 2013
ii
Agradecimentos
A realização deste trabalho apenas foi possível devido à ajuda e apoio de certas pessoas. O meu grande agradecimento:
Em primeiro lugar ao Instituto Superior de Agronomia pela oportunidade da realização deste trabalho.
De uma forma especial, à minha orientadora, Doutora Isabel Januário, pela sugestão do tema, orientação, correcções, dedicação, apoio, incentivo e disponibilidade demonstrada ao longo deste trabalho.
À professora Doutora Margarida Moldão-Martins pela disponibilidade, conselhos e correcções em todas as fases deste trabalho.
Às minhas colegas Ana Carvalho e Mariana Lamas pela paciência, apoio, força e amizade durante em todos os momentos deste trabalho.
À Diana Isa pela boa disposição constante e por ter facultado a matéria-prima para a realização deste trabalho.
Ao Tiago Machado pelo constante incentivo e paciência que foram bastante importantes para a conclusão deste trabalho.
iv
Abstract
The development of healthy products, easy to transport and consume, is a growing need. This study's main objective was to analyze the dietary fiber in fruit and vegetables IV and V range using specific analytical methodologies. Fruit and vegetable pulps (V range) were used, as well as minimally processed carrot (IV range) subjected to different pre-treatments : heat treatment, UV radiation, ripping and their combinations - followed or not by storage at 5 °C for 7 days. The pulps with pear base proved to be considerably richer in dietary fiber than the apple pulps. These results are due to higher pear dietary fiber content and the high percentage of this fruit in the composition of that type of pulps, reinforced by the presence of vegetables like beets. Concerning minimally processed carrot, the immediate effect of applying singular or combined abiotic treatments on total dietary fiber content was not evident. However, the insoluble component increased considerably, probably due to the lignification process. Unlike, the content of soluble fiber registered a large decreased. These results show that, overall, the minimum processing applied to carrot does not affect the dietary fiber content, leading however to a change in fiber composition, which does not compromise its nutritional value, becoming probably more effective in regulating intestinal transit.
Keywords: dietary fiber, fruit pulps, minimally processed carrot, determination of dietary fiber, AOAC methods
v
Extended Abstract
Since pre-historic times that man has coming to diversify their diet and to improve constantly the techniques of food preservation. Nowadays the achievements are such that the consumer can have a variety of sensorially desirable foods, with nutritional value preserved and contributing to their health and well-being. Additionally to these attributes, it is intended that these foods are at the same time easy to transport and to consume. Among the big diversity of food constituents, dietary fiber is particularly important for health, being especially effective for a healthy intestine. Fruits and vegetables are important sources of dietary fiber and bioactive compounds. However many of its characteristics are altered by several conservation processes. Currently, products with low degree of processing have been developed. It is noteworthy the minimally processed products (IV range) and fruit pulps (V range). The main objective of this work was to analyze the dietary fiber in these vegetable products and to evaluate the effect of processing in fiber content. For this purpose, four types of pulp formulations were used: two with apple base, one with 45% apple and pineapple (55%) and the other 41% apple, pineapple (31%), cabbage (8%), pumpkin (10%) and banana (10%); other two, with pear base, one containing 50% pear, pineapple (50%) and the other ca. 57% pear, apple (ca. 29%) and beet (ca. 14%). Another kind of analyzed material was carrot with different abiotic stress treatments: heat treatment, UV radiation, ripping, and their combinations - followed or not by storage at 5 °C for 7 days The descontamination with chlorine was considered the standard condition. Specific methodology, based on the AOAC official methods, was applied for the determination of total dietary fiber, insoluble dietary fiber and soluble dietary fiber in the material in study. The enzymatic-gravimetric methods adopted, AOAC 985.29 for total dietary fiber and AOAC 991.42 for insoluble dietary fiber, showed a good performance for the objectives in view.
The pulps whose main ingredient was pear proved to be richer in dietary fiber than pulps with apple base. These results are due to higher pear dietary fiber content and the high percentage of this fruit in the composition of that type of pulps, reinforced by the presence of vegetables like beet.
vii
Índice Geral
Agradecimentos ............................................................................................................ ii
Resumo ........................................................................................................................iii
Abstract ....................................................................................................................... iv
Extended Abstract ........................................................................................................ v
Índice Geral .................................................................................................................vii
Índice de Quadros ....................................................................................................... ix
Índice de Figuras .......................................................................................................... x
Lista de Abreviaturas ................................................................................................... xi
1 Introdução ........................................................................................................ 12
Enquadramento Teórico ............................................................................................. 14
2 Fibra alimentar ................................................................................................. 15
2.1. Definição ................................................................................................... 15 2.2. Presença na dieta ..................................................................................... 16 2.3. Classificação e Características ................................................................. 17 2.4. Benefícios/Importância na saúde .............................................................. 18
3 Métodos de doseamento da fibra alimentar ...................................................... 19
- Produtos hortofrutícolas como fonte de fibra .................................................... 25
- Polpas de fruta ................................................................................................. 26
5.1. Definição e Mercado ................................................................................. 26 5.2. Preparação e conservação de polpas de fruta .......................................... 28
- Produtos minimamente processados ........................................................ 29
Desenvolvimento Experimental ................................................................................... 38
- Materiais e Métodos ......................................................................................... 39
7.1. Materiais ................................................................................................... 39 7.2. Métodos Analíticos de Determinação de Fibra Alimentar .......................... 39 7.3. Métodos Estatísticos ................................................................................. 45
- Caracterização da fibra alimentar em polpas de hortofrutícolas ....................... 45
viii
- 8.1. Amostras
- 8.2. Determinação da fibra alimentar
- 8.3. Resultados e discussão
- cenoura minimamente processada 9. Estudo do impacto de diferentes stresses abióticos na fibra alimentar de
- 9.1. Amostras
- 9.2. Determinação da Fibra Alimentar
- 9.3. Resultados e discussão
- Conclusões gerais
- Referências Bibliográficas
x
Índice de Figuras
Figura 1 - Rótulo de embalagem ................................................................................. 19
Figura 2 - Diagrama de preparação das polpas de fruta ............................................. 28 Figura 3 - Diagrama de processamento dos produtos minimamente processados. .... 30 Figura 4 - Esquema de determinação de fibra alimentar total pelo método enzimático- gravimétrico AOAC 985.29. ........................................................................................ 42 Figura 5 - Esquema de determinação da fibra alimentar insolúvel, pelo método enzimático-gravimétrico AOAC 991.42. ...................................................................... 44 Figura 6 - Polpa com base de maçã (cor verde) ......................................................... 46 Figura 7 - Teor médio de fibra alimentar total (FT) em polpas com base maçã (M1 e M2) e com base pêra (P1 e P2) .................................................................................. 47 Figura 8 - Teor médio de fibra alimentar insolúvel (FI) em polpas com base maçã (M e M2) e com base pêra (P1 e P2) ............................................................................... 48 Figura 9 - Teor médio de fibra alimentar solúvel (FS) em polpas com base maçã (M1 e M2) e com base pêra (P1 e P2) .................................................................................. 49 Figura 10 - Teores médios de fibra alimentar total (FT) em cenoura sujeita a diferentes tipos de stress abiótico ............................................................................................... 51 Figura 11 - Teores médios de fibra alimentar insolúvel (FI) em cenoura sujeita a diferentes tipos de stress abiótico ............................................................................... 52 Figura 12 - Teores médios de fibra alimentar solúvel obtidos na cenoura sujeita a diferentes tipos ........................................................................................................... 53
xi
Lista de Abreviaturas
AOAC - Association of Official Analytical Chemists International
CG – Cromatografia gasosa
CMP – Cenoura minimamente processada
FB – Fibra bruta
FDA – Fibra em detergente ácido
FDN - Fibra em detergente neutro
FI – Fibra alimentar insolúvel
FS – Fibra alimentar solúvel
FT – Fibra alimentar total
HPLC – Cromatografia liquída de alta eficiência
NSP – Non Starch Polysaccharides (polissacarídeos não-amiláceos)
TT – Tratamento térmico
UV_C – Radiação ultravioleta
conveniência ao facto de serem uma fonte importante de componentes benéficas para a saúde e bem-estar do consumidor. Nos diagramas tecnológicos dos referidos produtos, incluem-se por vezes pré-tratamentos que afectam determinados processos fisiológicos pós-colheita, com implicação em diversos parâmetros, entre os quais a componente péctica e a síntese de lenhina da fibra alimentar. O presente trabalho insere-se no âmbito de um projecto de desenvolvimento de produtos hortofrutícolas da IV e da V gamas. Tem por objectivo a caracterização destes produtos quanto ao seu teor em fibra alimentar (total, solúvel e insolúvel) através da aplicação de metodologias analíticas específicas. Serão objecto de análise polpas de frutos e vegetais e também cenoura minimamente processada submetida a diferentes pré-tratamentos. Os stresses abióticos aplicados foram: tratamentos térmicos, radiação UV, ripagem e respectivas combinações, seguidos ou não de refrigeração (5ºC) durante 7 dias.
Numa primeira parte do trabalho é feito um enquadramento teórico, contendo diversos aspectos relativos ao tema deste trabalho: abordagem geral da componente fibra alimentar dos alimentos vegetais; caracterização das fontes de fibra que são objecto de estudo; métodos de doseamento da fibra alimentar.
Da segunda parte, referente ao trabalho experimental efectuado, constam: a caracterização da fibra alimentar em polpas de hortofrutícolas com utilização de métodos enzimático-gravimétricos; estudo do efeito de diferentes tratamentos de stress abiótico na composição em fibra alimentar de produtos hortofrutícolas minimamente processados, particularizando para a cenoura. Com base nos resultados obtidos e sua discussão, são no final apresentadas as conclusões gerais.
Enquadramento Teórico
Na maioria dos países, a necessidade de definir exactamente fibra alimentar faz-se sentir, principalmente, para fins de rotulagem nutricional, que permita aos fabricantes de alimentos fornecerem informação rigorosa ao consumidor e na elaboração de tabelas de composição dos alimentos. As definições actualmente utilizadas para fibra alimentar estão relacionadas com os diversos métodos analíticos adoptados para o seu doseamento (AACC, 2001)., nomeadamente pela Association of Official Analytical Chemists International (AOAC). Actualmente, é de adopção generalizada a seguinte definição:"A fibra alimentar é constituída pelas partes edíveis de vegetais ou glúcidos análogos resistentes à digestão e absorção no intestino delgado humano, com fermentação completa ou parcial no intestino grosso. A fibra alimentar inclui polissacáridos, oligossacáridos, lenhina e substâncias vegetais associadas. A fibra alimentar promove efeitos fisiológicos benéficos tais como efeito laxante, e/ou diminuição do colesterol e/ou redução de glucose no sangue" (AACC, 2001). Esta definição baseada na componente fisiológica da fibra apresenta muitas vantagens relativamente à definição de fibra bruta, apenas baseada na capacidade química de analisar uma fracção do alimento.
2.2. Presença na dieta
Os constituintes da fibra alimentar são, na sua maior parte, substâncias de origem vegetal, predominantemente oriundas da parede celular e em menor parte alguns polissacarídeos provenientes de outras partes das plantas ou sintetizados por microrganismos. Como tal, a fibra alimentar está presente na dieta humana através do consumo de alimentos de origem vegetal, nos quais se encontra normalmente como constituinte natural, em alimentos onde tenha sido adicionada e na forma de suplementos alimentares ricos em fibra (Mendes, 2011). Antigamente as fibras alimentares eram fornecidas principalmente através dos cereais e leguminosas, os quais constituíam uma parte essencial da alimentação. Contudo, com a modificação dos hábitos alimentares e a refinação dos produtos agrícolas verificou-se uma diminuição do consumo das mesmas.
Os produtos hortofrutícolas constituem também uma boa fonte de fibra alimentar. Neste sentido, no caso dos frutos é importante o seu consumo na forma completa (fruto inteiro ou polpas).
2.3. Classificação e Características
A classificação das fibras alimentares totais pode ser realizada de acordo com a sua estrutura, a sua solubilidade em água e em relação ao seu grau de utilização (fermentação bacteriana) no organismo humano (Mendes, 2011). As cadeias laterais ou ramificações da estrutura básica, quando presentes, são responsáveis pela solubilidade das fibras alimentares, que podem ser divididas em: fibras alimentares solúveis (FS) e fibras alimentares insolúveis (FI), conjunto que constitui a fibra alimentar total (FT). Esta classificação é muito útil para a compreensão das propriedades fisiológicas das fibras alimentares. Estabelece uma divisão simples entre aquelas que têm efeitos principalmente na absorção de glucose e de lípidos no intestino delgado, as quais são facilmente fermentadas por bactérias no cólon (fibras solúveis) e aquelas que não são fermentadas, ou o são incompletamente, tendo efeitos mais pronunciados nos hábitos intestinais (fibras insolúveis). (Tate e Lyle, 2008)
As fibras solúveis representam aproximadamente um terço das fibras alimentares totais ingeridas com a dieta típica. Entre elas estão as pectinas, algumas hemiceluloses ou pentosanas, amido resistente e mucilagens. A maior parte das fibras solúveis são polímeros de cadeia longa, que se dissolvem ou dispersam formando um gel na presença de água, sendo também conhecidos como hidrocoloídes. Estes são utilizados como estabilizantes de emulsões, na suspensão de partículas, no controlo de cristalização, no encapsulamento e na formação de filmes. A sua utilização nos alimentos é devidamente regulada: nos Estados Unidos pelo FDA ( Food and Drug Administration ), organismo que fiscaliza as substâncias alimentares (aditivos, ingredientes ou suplementos), e medicamentos, classificando-os ou não como substâncias GRAS ( Generally Recognized As Safe) ; na Europa cabe à EFSA ( European Food Safety Authority ), pronunciar-se sobre a segurança de consumo destas e de outras substâncias alimentares. Devido à sua solubilidade, ao formarem um gel no intestino, dificultam a absorção de compostos tais como, por exemplo, os glúcidos simples, os lípidos e o colesterol. Deste modo, a absorção destes compostos é mais lenta, o que tem como resultado que a glicemia se mantenha em níveis constantes. Além disso, vão ajudar também no combate a níveis elevados de colesterol e na redução dos riscos de cancro do cólon. As principais fontes de fibra solúvel nos alimentos são as leguminosas (feijão, lentilha, soja, ervilha, grão-de-bico), as sementes de cereais e os seus farelos (aveia,
Os alimentos ricos em fibra têm sido estudados com o objectivo de melhorar a qualidade nutricional e funcional das dietas. A quantidade indicada pelos EUA como adequada a ingerir diariamente varia consoante o sexo e a idade. No caso dos homens com uma idade compreendida entre os 19 e 50 anos deve ser de 38g por dia e com mais de 50 anos deve ser de 30g por dia. No caso das mulheres entre os 19 e 50 anos recomenda-se a ingestão de 25g por dia e com uma idade superior a 50 anos de 21g por dia. Para alcançar esses valores é de extrema importância a informação nutricional
presente nos rótulos, como apresentado na figura 1 (Wilson, 2009).
Apesar das diversas acções benéficas das fibras no nosso organismo, é desaconselhável o consumo excessivo pois pode interferir negativamente na absorção de minerais, especialmente de cálcio e zinco (Wilson, 2009).
3 Métodos de doseamento da fibra alimentar
A análise laboratorial de alimentos processados é utilizada não só para a sua caracterização, mas também quando se pretende verificar a eficiência do processo ou até mesmo comparar diferentes processamentos. Através de análises químicas pode-se verificar o efeito que o processamento exerceu nos constituintes dos alimentos. O método clássico, utilizado inicialmente, consistia na determinação da fibra bruta (FB), fibra em detergente ácido (FDA) e fibra em detergente neutro (FDN). A fibra bruta é isolada através de digestão ácida e alcalina da amostra (método de Weende). A digestão ácida remove amidos, açúcares e parte da pectina e da hemicelulose dos alimentos. Por outro lado, a digestão básica retira proteínas, pectinas, hemicelulose remanescentes e parte da lenhina (Mertens, 2001). A FB consiste, assim, principalmente em celulose contendo pequenas quantidades de lenhina e hemicelulose. Este método tem como limitação, ou falha, entre outras, a solubilização de lenhina de forma imprecisa (Van Soest e Wine, 1968). O método de
Figura 1 - Rótulo de embalagem Fonte: nestle.com.br
determinação da FB foi substituído pelos métodos FDA e FDN visto estes serem mais precisos e passarem a ter maior utilização na investigação em nutrição de ruminantes. A FDA dos alimentos inclui celulose e lenhina como componentes primários, além de quantidades variáveis de cinza e compostos azotados. A FDN inclui celulose, hemicelulose e lenhina. O método original de determinação da FDN, descrito por Van Soest e Wine (1968), utiliza sulfito de sódio de modo a remover proteínas contaminantes desta fracção, quebrando ligações dissulfídicas e dissolvendo bastantes ligações de proteína (Mertens, 2001) Os métodos analíticos de determinação da fibra têm vindo a sofrer alterações à medida que a definição de fibra alimentar evolui (IFST, 2007). Os actuais métodos preconizados para a determinação deste parâmetro vêm na sequência dos métodos desenvolvidos na década de 70 e que vieram a ser validados pela AOAC (Park e Antonio, 2006). No que respeita à fibra alimentar, o seu doseamento é efectuado na caracterização de alimentos in natura , de alimentos processados e, ainda, de alimentos menos conhecidos, como sejam frutos ou vegetais exóticos típicos de regiões menos exploradas. A informação nutricional de produtos industrializados, como flocos e cereais matinais, entre outros, é obrigatória no rótulo devendo incluir o teor de fibra alimentar presente. Este é um dos motivos que justifica o desenvolvimento de metodologias que facilitem a análise deste componente (Silva et al. , 2006). Uma outra razão deve-se ao facto de os materiais vegetais apresentarem diferente composição em fibra, sendo deste modo difícil recomendar um método universal. Não existe um só método analítico que permita determinar todos os componentes da fibra alimentar. Como tal, os métodos e técnicas existentes complementam-se e têm vindo a ser estudados e melhorados com o objectivo de aumentar a sua precisão, rapidez e a diminuição de custos.
As metodologias adoptadas actualmente para a determinação dos diferentes componentes da fibra pode dividir-se em dois grupos fundamentais: métodos gravimétricos e métodos químicos. A determinação pode envolver tratamentos enzimáticos, no sentido de permitir uma análise mais completa, sendo estes métodos denominados por enzimático-gravimétricos e enzimático-químicos. Estes últimos incluem os métodos enzimático-colorimétricos e enzimático-cromatográficos (CG/HPLC). Quando não é efectuada a digestão enzimática, caso dos métodos não enzimático-gravimétricos, não se recupera, para a maioria dos alimentos, uma porção significativa do que é considerado fibra alimentar total (Lee, s/d).
