BR0305871B1 - Produto à base de sulfato ferroso para fortificação de alimentos desidratados e método de preparação - Google Patents

Description

PRODUTO Λ BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE

AUMENTOS DESIDRATADOS E MÉTODO DE PREPARAÇÃO

Esta patente se refere a um produto, fonte de ferro para uso como enriquecedor alimentar, que mantém suas propriedades sensoriais estáveis durante o armazenamento, obtido a partir da formação de uma película de alginato sobre partículas de sais contendo ferro biodisponível, como de sulfato ferroso, e ao método de sua preparação. A deficiência de ferro é um dos mais importantes problemas nutricionais porque ela afeta cerca de 1/3 da população mundial. A anemia por deficiência de ferro representa um problema de Saúde Pública em todo o mundo, sendo que crianças até 2 anos de idade e mulheres em idade fértil são os grupos mais susceptíveis. No Brasil, a prevalência tem permanecido em torno de 40% da população e a fortificação alimentar tem sido a estratégia recomendada pela Organização Mundial de Saúde para combate aos transtornos metabólicos e fisiológicos causados por essa carência. A escolha do composto mais adequado à fortificação de um produto alimentício deve ser baseada em uma série de requisitos mínimos : ser inócuo e ter boa absorção no organismo humano, ter boa estabilidade em condições de estocagem do alimento enriquecido, e ser produzido por rota segura e reprodutiva, sendo que essa escolha também depende da presença de ativadores ou inibidores nos alimentos fortificados. Os compostos de Fe que podem ser usados na fortificação de alimentos são classificados em três grupos com base na solubilidade em água ou em meio ácido: Grupo 1 - compostos solúveis em água (sulfato ferroso, gluconato ferroso, lactato ferroso); Grupo 2 - compostos pouco solúveis em água ou solúveis em ácidos diluídos (fumarato ferroso, succinato ferroso); Grupo 3 - compostos insolúveis em água ou pouco solúveis em ácidos diluídos (ortofosfato férrico, pirofosfato férrico, ferro elementar).

Dentre os problemas encontrados na fortificação de alimentos com ferro, o principal deles é a oxidação de Fe+2 a Fe+3, que diminui a biodisponibilidade (proporção do ferro ingerido que é disponível para o processo metabólico) e provoca alterações nas propriedades sensoriais do alimento fortificado, tais como cor, sabor e aroma.

Apesar do sal inorgânico de sulfato ferroso ser considerado a forma de maior absorção e uma das mais baratas, é também quimicamente mais reativa que as outras, apresentando a desvantagem de causar variação de cor e sabor no alimento enriquecido. Compostos menos reativos, como pirofosfato férrico, ortofosfato férrico e ferro elementar, vêm sendo utilizados na fortificação de cereais infantis e farinhas por não provocarem mudanças na cor e sabor destes alimentos, no entanto, eles apresentam a desvantagem de serem pobremente absorvidos.

Produtos de alimentação básica, e relativamente baratos como farinha de trigo, constituem bons candidatos à fortificação com ferro, visando atingir o maior número de classes da população. Quanto aos compostos de ferro que podem ser usados nesse caso, além da biodisponibilidade, outros aspectos importantes que devem ser considerados são: (1) Estabilidade: como as farinhas possuem pequenas quantidades de gorduras, a adição de compostos de ferro pró- oxidantes pode acelerar o desenvolvimento de rancidez - sulfato ou fumarato ferroso são compostos de ferro com tais características e a incorporação deles em farinha pode reduzir sua vida de prateleira, problema este não encontrado com ferro elementar, que é pouco reativo, e (2) Granulometria e densidade: a fonte de ferro deve ter estas características compatíveis com a farinha a ser enriquecida para não provocar segregação na mistura e não alterar a aparência da farinha - das formas de sulfato ferroso, o heptahidratado deve ser evitado pois seus cristais são grandes e podem influenciar negativamente na homogeneização da mistura; já o ferro elementar, além da baixa biodisponibilidade, tem densidade bastante superior à da farinha, o que induz uma segregação natural do produto na mistura.

Para fortificar farinha de trigo ou produtos similares, a prática tem sido o uso de compostos como ferro reduzido, pirofosfato sódico de ferro ou ortofosfato férrico; no entanto, a biodisponibilidade desses compostos é questionável, requerendo níveis elevados no enriquecimento de alimentos para assegurar alguma absorção de ferro pelo organismo.

Na verdade, tem sido rara a oferta de compostos de ferro que reúnam as características desejáveis para a fortificação: não reagir nem afetar propriedades sensoriais do alimento enriquecido, ter boa absorção, garantir elevada biodisponibilidade de ferro ao organismo e apresentar baixo custo de mercado.

Dentre os compostos de ferro, o mais adequado é o sulfato ferroso, devido à sua comprovada biodisponibilidade em humanos. Um estudo comparativo de biodisponibilidade em humanos com diferentes sais de ferro comerciais (sulfato ferroso, ferro reduzido, fosfato férrico) descrito por Cook et al. (“Absorption of fortification iron in bread", American Journal of Clinicai Nutrition 26, pgs. 861-872, 1973) mostra que o sulfato ferroso é o composto de ferro de maior biodisponibilidade dentre aqueles testados. No entanto, resta o problema da reatividade desse composto quando incorporado em alimentos como farinha e similares, com grande risco para a estabilidade do alimento enriquecido e alteração de suas propriedades sensoriais como cor, aroma e sabor. A primeira alternativa de uso de sulfato ferroso para enriquecimento de farinha de trigo contornando esse problema foi apresentada pela Patente US 3.803.292, que descreve a fortificação de farinha usando um composto combinado de sulfato ferroso. Esse composto consiste de partículas de sulfato ferroso monohidratado revestidas por uma camada de sulfato ferroso heptahidratado que, segundo a referida patente, apresenta a vantagem de combinar a biodisponibilidade elevada do sulfato ferroso com a estabilidade da farinha de trigo enriquecida, assegurada pela camada de sulfato ferroso heptahidratado. Testes de estabilidade foram feitos comprovando esse efeito, mas nenhum resultado de biodisponibilidade foi apresentado.

Outros compostos à base de fosfato de ferro tem sido patenteados como compostos de biodisponibilidade comparável à do sulfato ferroso, com vantagens adicionais de melhor estabilidade quando adicionados em alimentos (Patentes US 3.876.813 e US 4.931.292), no entanto nenhuma comprovação da biodisponibilidade em humanos foi apresentada. O problema consiste, então, em encontrar uma fonte de ferro que assegure, ao mesmo tempo, elevada biodisponibilidade do Fe no organismo humano e estabilidade do produto enriquecido durante armazenamento, não alterando suas propriedades sensoriais. A presente invenção apresenta uma forma de modificar sais de ferro biodisponíveis, como o sulfato ferroso monohidratado (FeSC^.hhO) para contornar problemas com o seu uso em alimentos, e particularmente em farinhas de trigo e outros cereais e alimentos preparados como pães, macarrão e bolos, com a inovação de revestir as partículas de sulfato ferroso com alginato, um polissacarídeo natural extraído de algas que apresenta grande facilidade para formação de gel com íons metálicos divalentes como Ca+2 ou Fe+2, dentre outros.

Essa inovação leva ao efeito técnico novo de formação de um filme de alginato de ferro na superfície das partículas do sulfato ferroso que aumenta a estabilidade do alimento enriquecido, não alterando suas propriedades sensoriais.

Em resumo, a invenção compreende o produto sal de ferro. ALG, como o FeSO4.H2O.ALG, e seu método de preparação.

Verificou-se que, quando o produto, como 0 FeSO4.H2O.ALG, coberto com esse filme de alginato é colocado em contato com água, forma-se primeiramente um gel, que depois se dissolve lentamente, liberando o núcleo de sulfato ferroso ao meio, conforme a Figura 1, que são micrografias obtidas por microscopia óptica, com aumento de 40x, ilustrando a solubilização do produto FeSO4.H2O.ALG em comparação à do FeS04.H20 em água. A vantagem apresentada pelo produto FeSO4.H2O.ALG é a de permitir a incorporação de sulfato ferroso em alimentos desidratados, como farinha de trigo e outros cereais, eliminando os problemas de sua elevada reatividade e interação com outros componentes desses alimentos, como gorduras, os decorrentes das modificações de propriedades sensoriais, como sabor (rancidez) e os da estabilidade do alimento enriquecido.

De acordo com a invenção, o produto FeSO4.H2O.ALG consiste de FeS04 monohidratado, cujas partículas são revestidas com uma solução de alginato, gerando uma película de alginato de ferro. A proporção de alginato deve ser suficiente para revestir as partículas, mas não é necessariamente crítica. Uma composição compreendendo aproximadamente de 5 a 10% de alginato se mostra satisfatória, embora menores ou maiores proporções possam ser empregadas. O FeSO4.H2O.ALG desta invenção deve ter características físicas, como granulometria e densidade aparente, próximas às das farinhas de cereais ou dos alimentos a serem enriquecidos, requisito importante para promover boa mistura e não levar à sua segregação As farinhas, principalmente a de trigo, enriquecidas com o produto FeSO4.H2O.ALG tem vida de prateleira comparável às das farinhas puras durante 6 meses, não necessitando de aditivos que não tenham nenhum valor nutricional e que apenas melhorem sua estabilidade. A Figura 2, mostra a dialisabilidade do ferro proveniente de pães preparados com farinha de trigo enriquecida com o produto FeSO4.H2O.ALG (F2), estocadas ao longo de 180 dias em diferentes condições de temperatura (25°C e 35°C), onde FeS04.H20 é usado como produto de referencia (F1). O FeSO4.H2O.ALG tem biodisponibilidade similar à do FeSO4.H20, comprovada em testes in vivo. A diferença entre ambos é apenas com relação ao grau de cristalinidade: FeS04.H2O.ALG é menos cristalino devido ao recobrimento de alginato, como esperado. O núcleo do FeSO4.H2O.ALG é constituído de FeS04.H20, não alterado pelo processo de preparação de FeS04.H20.ALG, como mostrado na Figura 3, que são difratogramas de raios-X das amostras FeSO4.H2O.ALG e FeS04.H20. A preparação do produto desse invento envolve primeiramente a deposição de um filme de alginato na superfície de partículas de sal de ferro biodisponível, como de sulfato ferroso. O alginato é um produto normalmente comercializado na forma de um sal de um cátion monovalente como sódio ou potássio, podendo ambos ser utilizados. A distribuição da solução de alginato finamente pulverizada sobre a superfície dos sólidos sob agitação permite a deposição de uma fina camada dessa solução sobre as partículas de sulfato ferroso, o que favorece a formação do filme de alginato de ferro que as revestirá. O mecanismo de formação desse filme de alginato de ferro envolve a reticulação e a gelificação de grupos carboxílicos do alginato por cátions divalentes como o Fe+2 Toda e qualquer operação que permita a deposição de um filme de alginato sobre partículas de sulfato ferroso pode ser empregada, no entanto, ela deve ser feita preferencialmente por aspersão da solução através de um bico pulverizador sobre partículas de sulfato ferroso mantidas sob agitação em equipamentos convencionais de agitação de sólidos. Equipamentos como pratos inclinados ou tambores rotativos, equipados ou não de palhetas auxiliares de agitação, ou leito fluidizado, com controle de temperatura, onde as partículas são mantidas em movimento ascendente-descendente por uma corrente de ar que permeia o leito de partículas são indicados para essa operação. O alginato é um copolímero linear, não ramificado, de resíduos de ácido urônico, β-D-manurônico (M) e α-L-gulurônico (G), com ligações entre o carbono 1 e 4, arranjados em blocos homopoliméricos de cada resíduo (MM e GG) e blocos heteropoliméricos dos dois resíduos (MG), como mostrado na Figura 4, que é um desenho esquemático de sua fórmula estrutural. Sua composição e seqüência variam dependendo do organismo e do tecido do qual foram isolados. A flexibilidade desses blocos poliméricos nas moléculas de alginato em solução decresce na ordem MG > MM > GG, enquanto que a viscosidade depende, principalmente, do tamanho da molécula. Esta ligação seletiva de cátions divalentes no alginato tem influência direta na sua capacidade de formar géis ionotrópicos. O controle da espessura da camada de alginato depositada sobre a superfície das partículas de sulfato ferroso pode ser feito através de dois diferentes procedimentos: 1) variando-se a concentração da solução de alginato usada no processo; 2) fazendo a deposição em diversas etapas, em operações repetidas de aspersão da solução de alginato na superfície das partículas de sulfato ferroso, após uma secagem rápida entre uma deposição e outra. O primeiro procedimento - variar a concentração da solução de alginato - tem aplicação limitada a concentrações de alginato inferiores a 3 % em massa, pois soluções mais concentradas tem viscosidades muito elevadas (géis) causando, portanto, sérias dificuldades na dispersão por pulverização, o que pode comprometer a uniformidade da camada de alginato depositada na superfície das partículas de sulfato ferroso. A viscosidade elevada também prejudica a solubilização da camada superficial de sulfato ferroso necessária para a difusão iônica e formação do gel de alginato de ferro. O segundo procedimento - aspersão em várias etapas - permite um meinor controle da deposição da solução de alginato e formação da camada de alginato de ferro. A preparação do produto por aspersão em várias etapas requer a secagem da camada depositada, entre uma aspersão e outra. Essa secagem pode ser feita ao ar à temperatura ambiente ou em condições controladas de temperatura entre 30°C e 160°C, dependendo do secador utilizado. Um bom procedimento é a aspersão em leito fluidízado, seguida da secagem rápida, entre 40 e 360 segundos à temperaturas entre 60 e 130°C, antes da retomada da aspersão e deposição da próxima camada de solução de alginato.

Outro ponto importante nessa etapa de preparação do produto é o controle da granulometria do produto recoberto pela solução de alginato que, por exemplo, não deverá ultrapassar 300 microns no caso de uso para fortificação de farinha de trigo. Esse controle pode ser feito por redução da granulometria por moagem do produto, após a secagem entre uma etapa de aspersão e outra, ou preferencialmente, por uma simples classificação granulométrica do produto por peneiramento, para eliminação dos grossos-que serão posteriormente moídos ou descartados. Essa classificação pode ser feita entre cada etapa de aspersão ou apenas no final da preparação do produto.

Um método simples e rápido de verificar a deposição das camadas de alginato e formação de alginato de ferro é o acompanhamento visual, por microscopia óptica, do comportamento em água de algumas dessas partículas já secas após uma etapa de aspersão. Pode-se facilmente visualizar a mudança na dissolução através da absorção de água pela camada de alginato de ferro como mostra a Figura 1, que são micrografias obtidas por microscopia óptica, com aumento de 40x, ilustrando a solubilização do produto FeS04.H20.ALG em comparação à do FeS04.H20 em água.

Uma variação desse invento é o reforço da resistência do gel de alginato de ferro formado na superfície das partículas do sal de ferro biodisponível, como de sulfato terroso, dado pela deposição de uma camada adicional de um filme alginato-quitosana. O alginato forma complexos estáveis com policátions como a quitosana ou polímeros sintéticos como polietilemina e polisina. A polilisina é um produto muito mais caro do que a quitosana e sua ligação com o alginato é mais fraca do que a ligação entre alginato e quitosana. A quitosana é um poliaminossacarídeo natural, derivado da N-desacetilação da quitina. A quitina é, depois da celulose, o segundo polissacarídeo mais abundante na natureza. O procedimento é o mesmo descrito anteriormente, envolvendo a deposição da solução de alginato em camadas consecutivas intercaladas por uma etapa rápida de secagem de cada camada já depositada. A variação do procedimento é feita com a aspersão de uma camada de uma solução de quitosana sobre uma camada de alginato já depositada na superfície das partículas de sulfato ferroso, podendo-se empregar uma solução de quitosana de 0,1 a 3 % em massa, preparada dissolvendo-se a quitosana em água e acertando-se o pH da solução entre 2 e 6 com um ácido conveniente, preferencialmente 2 e 4 com uma solução de ácido acético. Após a deposição, procede-se à etapa de secagem como já descrito. A Figura 5, que são micrografias obtidas por microscopia óptica, com aumento de 40x, ilustra a solubilização do produto FeSO4.H2O.ALG.QUITOSANA em comparação à do FeS04.H20.ALG em água. A seguir, são apresentados alguns testes de procedimento de obtenção das micropartículas de FeSO4.H20.ALG e são apresentadas algumas de suas características de uso como suplemento para fortificação de alimentos desidratados. TESTE 1 Reagentes: FeS04.H20 e solução de alginato de sódio a 0',5% em massa.

Em um misturador de palhetas, o FeS04.H20 foi misturado a uma solução de alginato de sódio a 0,5% em massa, mantendo-se uma relação de alginato para sulfato ferroso de 1% em massa, em base seca. Essa operação de mistura teve uma duração de 45 segundos. Em seguida, o material foi seco em um secador de leito fluidizado a uma temperatura de 120°C.

O produto seco foi cominuido e passado 100% em peneira #100 Tyler. A operação de mistura foi repetida adicionando-se mais 1% de alginato ao produto da primeira mistura. O produto obtido nessa segunda etapa de mistura foi seco em secador de leito fluidizado e cominuido. Este ciclo de operações foi repetido por 5 vezes até ter sido incorporado 5% total de alginato ao sulfato ferroso, obtendo-se como produto final: FeSO4.H20.ALG com 95% FeSO4.H20 e 5 % de alginato. O produto obtido foi submetido a várias caracterizações físico-químicas : a) Características físicas Características do FeSO4.H2O.ALG, como granulometria, densidade aparente, teor de água, teor de Fe foram determinadas experimentalmente e são dadas nas Tabelas 1 e 2 em comparação às características de FeS04.H20 comercial e da farinha de trigo. A modificação do produto comercial FeSO4.H20 com um revestimento de alginato causou um pequeno aumento do tamanho médio do lote de partículas D(4,3) e da densidade aparente do produto, o que resultou em uma melhoria da sua fluidez, sendo que estas alterações não foram significativas a ponto de comprometer a adequação das características desse novo composto para sua incorporação em farinha de trigo.

Tabela 1 - Comparação de algumas características físicas do FeS04.H20 comercial e da farinha de trigo.

Tabela 2 - Comparação de algumas características físicas de FeS04.H20 comercial e da farinha de trigo. índice de Carr - característica de escoamento de partículas sólidas, relacionada com a compressibilidade do material, determinada através das medidas das densidades aparente aerada (pb) e densidade aparente de empacotamento (pt) do material, como um indicativo da diferença entre elas (Icarr ■ % = 100 * (pt - pb) / pt ). O índice de Carr fornece uma medida da fluidez instantânea: quanto maior a compressibilidade de um material, menor sua fluidez; índice de Hausner - medida indicativa da fluidez de um material particulado, definido como a razão entre as densidades pt e pb (HR = pt /pb); quanto maior o índice de Hausner, maior a coesão entre as partícuias e menor a fluidez do material sólido. b) Caracterização da estrutura cristalina do produto FeSO4.H20.ALG em comparação a FeS04.H20 Além da caracterização física, o produto FeSO4.H20.ALG também foi analisado por difração de raios-X, em comparação a FeS04.H20. Como mostram os resultados das análises de difração de raios-X apresentados na Figura 3, a única diferença identificada entre ambas as amostras foi quanto à cristalinidade. O FeSO4.H2O.ALG é mais amorfo do que FeS04.H20, o que é comprovado tanto pela intensidade dos picos quanto pela comparação das intensidades relativas, que mostra a região de baixo ângulo de incidência (2q) - característica da fase amorfa - ser mais intensa para a amostra com alginato. As duas amostras são pouco cristalinas e têm a mesma morfologia: monoclínica. A comparação com a base de dados dá como identificação o FeS04.H20 (Szomonokite). Parâmetros da célula unitária: a=7,081 ; b=7,549 ; c=7,775 e beta=118,61°. TESTE 2 A absorção de Fe ocorre no intestino delgado, e o pH na parte superior, onde ocorre a absorção do ferro, oscila entre maior e menor acidez (2,5 a 6,0).

Como testes de biodisponibilidade em humanos são complexos, a solubilidade em meio ácido simulado é usada como referência com uma solução de tampão acetato pH 4,5 (valor médio entre 2,5 e 6,0) como meio de dissolução. O perfil de dissolução do ferro de micropartículas de FeS04.H20.ALG foi determinado em equipamento comercial concebido especificamente para ensaios desta natureza, constituído de 6 vasos cilíndricos agitados e com controle de temperatura. Amostras foram inseridas em cápsulas comerciais gelatinosas, que eram então introduzidas em cada um dos seis vasos cilíndricos contendo os meios de dissolução. Estas cápsulas se dissolvem rapidamente em contato com o meio de dissolução e tem a função de evitar a dispersão inicial do produto no meio líquido e estabelecer com precisão o momento exato do contato das micropartículas com o meio de dissolução. Durante todo o ensaio, a velocidade de agitação do sistema foi mantida em 100 rpm e a temperatura do meio em 37± 0,1 °C. Amostras do meio de dissolução foram retiradas em intervalos regulares de tempo, filtradas e analisadas por espectrofotometria de absorção atômica. A concentração de ferro nessas amostras foi calculada a partir de curvas de calibração preparadas previamente. Toda a vidraria utilizada nestes experimentos foi submetida ao seguinte procedimento prévio de desmineralização: 1) lavagem com água e detergente; 2) imersão em banho de ácido nítrico 30% em volume durante um período mínimo de 12 h; 3) dez ciclos de lavagem com água deionizada; 4) secagem em estufa. A Figura 6 mostra o gráfico da cinética de dissolução desse composto, onde FeS04.H20 é usado como produto de referência. Como se pode comprovar pela comparação entre as curvas para ambos os produtos, as cinéticas de dissolução do FeS04.H20.ALG e do FeS04.H20 em meio ácido são muito similares, ou seja, o revestimento com alginato não altera a solubilidade do FeS04.H20, o que é desejável para não modificar a sua boa biodisponibilidade. TESTE 3 Esse teste apresenta dados de uma análise sensorial realizada com pães preparados com farinha de trigo enriquecida com o produto FeSO4.H20.ALG, imediatamente após enriquecimento da farinha, de acordo com a indicação da ANVISA de 4,3 mg Fe/100g de farinha, comprovando que sua incorporação na farinha de trigo não altera as propriedades sensoriais de pães preparados com a farinha enriquecida.

Os pães foram preparados com formulação descrita na Tabela 3.

Tabela 3 - Ingredientes para formulação de pães *UF: unidades farinográficas.

Amostras dos pães preparados com a farinha enriquecida com FeSO4.H2O.ALG foram avaliadas sensorialmente em relação ao “padrão” (pães preparados com farinha sem aditivos - FSA) quanto ao sabor, por uma equipe de 25 julgadores selecionados quanto à acuidade sensorial, utilizando-se a seguinte escala de Comparação Múltipla de 1 a 5 pontos : 5= Melhor que o Padrão (P) em sabor; 4 = Igual ao Padrão (P) em sabor; 3 = Inferior ao P em sabor, nenhum sabor estranho detectado ; 2 = Inferior ao P em sabor, com ligeiro sabore estranho detectado; 1= Inferior ao P em sabor, com sabor estranho definido, inaceitável.

Os valores médios obtidos na avaliação sensorial do sabor dos pães produzidos com farinha “padrão” e com farinha enriquecida com FeSO4.H2O.ALG são apresentados na Tabela 4.

Tabela 4 - Avaliação sensorial do sabor dos pães produzidos com farinha “padrão” e com farinha enriquecida com FeSO4.H20.ALG TESTE 4 O seguinte procedimento foi usado para testar a estabilidade de farinha de trigo enriquecida com o produto FeS04 .H20.ALG: Em 100g de farinha de trigo comercial, uma quantidade do produto FeS04 .H20.ALG foi adicionada para se incorporar 4,3 mg de Fe. A mistura foi preparada em um misturador tipo V, durante 30 min. Amostras foram acondicionadas em câmaras com temperaturas controladas a 25 e 35°C e umidade relativa de 75% mantida por meio de soluções saturadas de cloreto de sódio. Durante a estocagem, as amostras (selecionadas por amostragem aleatória nas câmaras de estocagem) foram submetidas a análises periódicas a cada 30 dias de estocagem até os 180 dias. A amostra de farinha de trigo sem adições - FSA foi também condicionada sob refrigeração e considerada amostra de “Referência” para fins de avaliação sensorial.

Inicialmente e a cada 30 dias de estocagem as farinhas foram avaliadas quanto à umidade e características sensoriais de aparência e odor, sendo também produzidos pães para avaliação sensorial mais completa, em termos de aparência, aroma, textura e sabor. As metodologias aplicadas são descritas a seguir. À farinha enriquecida com o produto FeSO4.H2O.ALG deu-se o nome de F2 e à farinha enriquecida com FeS04.H20 deu-se o nome F1.

Características sensoriais das farinhas: Exame das características sensoriais das amostras por equipe de julgadores, sendo o produto na forma recebida avaliado quanto à aparência e odor inicialmente e durante a estocagem.

Produção de pães: Os pães foram preparados em laboratório, usando a formulação segundo a Tabela 3. A massa foi inicialmente preparada e dividida em pedaços de 160 gramas que foram modelados e posteriormente colocados em formas de alumínio e levadas para a câmara de fermentação onde permaneceram por 135 minutos na temperatura de 30-C. A seguir, os pães foram assados na temperatura de 200-C por 25 minutos e embalados após o resfriamento.

Treinamento da equipe sensorial e desenvolvimento da terminologia para análise descritiva quantitativa dos pães produzidas com as amostras de farinha de trigo: Para definição dos atributos sensoriais relevantes à realização da análise descritiva quantitativa (ADQ) das amostras, foi aplicado o método de rede na avaliação de diferenças e similaridades entre amostras de pães produzidos com farinha de trigo recém produzida e com farinha de trigo envelhecida. As amostras foram comparadas aos pares quanto às diferenças e similaridades em aparência, aroma, textura e sabor. Após avaliação individual, foram conduzidas sessões de discussão em grupo para definição dos atributos de maior importância para evidenciar as características sensoriais do produto de forma consensual além da posição nas escalas relativa à amostra tomada como “Referência”, ou seja, amostra com característica do produto fresco. Posteriormente, outras sessões de avaliação e discussão em grupo foram conduzidas para validação dos termos sensoriais. Participaram destas etapas 18 julgadores selecionados quanto à acuidade sensorial e apreciadores de pães.

Avaliação sensorial dos pães: A ADQ, conforme terminologia específica desenvolvida segundo o método de rede descrito acima, foi realizada por equipe selecionada e treinada para avaliação de pães, composta por 15 julgadores, fazendo uso de escala não estruturada de 10 para avaliação das características de aparência (cor creme e tamanho das células), aroma (característico de pão fresco/suave, ácido, mofo/velho e oxidado/rançoso), textura não oral (maciez, elasticidade, umidade, presença de grumos), textura oral (maciez e adesividade) e sabor (característico de pão fresco/suave, amargo, mofo/velho, oxidado/rançoso, metálico e estranho), com avaliação global quanto ao grau de diferença e perda de qualidade em relação à Referência. Como “Referência” foi considerada a amostra de pão produzida com a farinha de trigo sem adições - FSA mantidas sob refrigeração. As análises foram realizadas individualmente em cabines com iluminação por meio de lâmpadas fluorescentes e equipadas com sistema computadorizado para coleta dos dados sendo as amostras apresentadas com código de três dígitos aleatórios e de forma monádica, segundo um delineamento de blocos completos casualizados. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey para comparação entre as médias e análise de regressão linear para estimativa da vida-de-prateleira.

Acompanhamento da umidade durante a estocagem: Como mostra a Tabela 5, a incorporação do produto FeSO4.H20.ALG à farinha (formulação F2) de trigo não alterou sua umidade durante a estocagem em comparação à farinha sem Fe (FSA), ou seja, nas condições do estudo, as amostras permaneceram de acordo com os padrões de umidade estabelecidos pela Portaria Número 354 de 18 de julho de 1996 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária, a qual estabelece como limite máximo aceitável 15,0% (m/m). A Tabela 5 apresenta os resultados médios obtidos em três determinações de umidade nas amostras de farinha de trigo inicialmente (“zero” dia) e durante a estocagem.

Tabela 5 - Determinações de umidade em amostras de farinha de trigo durante a estocagem (% m/m) * * FSA = farinha de trigo sem adições; F2 = Formulação 2 (farinha de trigo enriquecida com FeS04 .H20.ALG) Características sensoriais da farinha de trigo durante a estocagem: Para avaliar o efeito do novo composto FeSO4.H20.ALG na estabilidade da farinha de trigo durante estocagem, foi preparada a formulação F1 com farinha enriquecida com FeSO4.H20.

Inicialmente, isto é, antes da estocagem, as amostras de farinha de trigo sem adições, a Formulação F1 e a Formulação F2 apresentavam-se com aparência e odor similares: 1) Aparência: pó fino e solto de coloração branco-creme com presença de aglomerados que se rompem facilmente; 2) Odor: característico de farinha de trigo, livre de odores estranhos.

Com o tempo de estocagem, todas as amostras tenderam a escurecer (passando de branco-creme a creme acinzentado), aglomerar-se mais e a perder intensidade do aroma característico, sendo estas alterações mais perceptíveis nos produtos estocados a 35°C do que a 25°C. Além disso, as amostras mantidas a 35°C passaram a desenvolver um leve odor oxidado aos 150 dias de estocagem, característico de farinha de trigo envelhecida, que foi considerado mais intenso aos 180 dias de estocagem. Já as amostras mantidas à 25°C não desenvolveram esse odor oxidado até o final do estudo. A amostra Referência, isto é, a farinha de trigo sem adição mantida sob refrigeração (5°C), manteve-se praticamente inalterada, somente sendo detectada leve perda de intensidade do aroma característico ao final do período de estudo. A Tabela 6 apresenta os resultados das características sensoriais da farinha de trigo sem aditivos (FSA), enriquecida com FeSC^.FhO (F1) e com FeS04.H20ALG (F2), durante estocagem sob condições controladas de temperatura e umidade.

Alterações referentes à estabilidade da farinha enriquecida com FeSC>4.H20ALG (F2) e FeS04.H20 (F1) foram mais perceptíveis nas farinhas estocadas a 35°C do que a 25°C, sendo os dados à 35°C apresentados como referência na Tabela 6. Eles comprovam que a Formulação F2 é mais estável que a Formulação F1: enquanto que na farinha enriquecida com FeSCU.FhO (F1) as alterações descritas começaram a ser percebidas a partir dos 30 dias de estocagem a 35°C, principalmente em relação ao escurecimento do produto, na farinha enriquecida com FeS04.H20ALG (F2) isto somente ocorreu a partir de 90 dias de estocagem. Na farinha de trigo sem adição mantida a 35°C (FSA), as alterações foram identificadas a partir de 120 dias de estocagem.

Tabela 6 - Características sensoriais da farinha de trigo sem aditivos (FSA), enriquecida com FeS04.H20 (F1) e com FeS04.H20ALG (F2), durante estocagem sob condições controladas de temperatura e umidade aa = tendência a escurecer, passando de branco-creme a creme acinzentado, aglomerar-se mais e a perder intensidade do aroma característico. aaa = leve odor oxidado, característico de farinha de trigo envelhecida. aaaa = intensificação do odor oxidado.

Avaliação sensorial dos pães durante a estocagem: Nas Tabelas 7, 8 e 9 são apresentados os valores médios relativos à análise sensoriai descritiva quantitativa (ADQ) dos pães obtidos a partir das amostras de farinha de trigo inicialmente e após 30 e 60 dias de estocagem à 25°C e à 35°C, visando a comparação das amostras entre si e com a Referência, isto é, farinha de trigo sem adição mantida sob refrigeração. TABELA 7A. Valores médios obtidos na avaliação sensorial dos pães produzidos a partir das amostras de farinha de trigo FSA pela equipe composta por 12 julgadores treinados aos 30 dias de estocagem* * Valores expressos como Média ± Desvio-padrão. FSA = farinha de trigo sem adições;. D.M.S.: Diferença mínima significativa ao nível de erro de 5% (Teste de Tukey). Para cada atributo, valores seguidos de letras diferentes são estatisticamente diferentes entre si ao nível de erro de 5%. TABELA 7B. Valores médios obtidos na avaliação sensorial dos pães produzidos a partir das amostras de farinha de trigo FSA pela equipe composta por 12 julgadores treinados aos 60 dias de estocagem.* * Valores expressos como Média ± Desvio-padrão. FSA = farinha de trigo sem adições;. D.M.S.: Diferença mínima significativa ao nível de erro de 5% (Teste de Tukey). Para cada atributo, valores seguidos de letras diferentes são estatisticamente diferentes entre si ao nível de erro de 5%. TABELA 8A. Valores médios obtidos na avaliação sensorial dos pães produzidos a partir das amostras de farinha de trigo F1 pela equipe composta por 12 julgadores treinados aos 30 dias de estocagem.* *Valores expressos como Média ± Desvio-padrão. F1 = Formulação 1. D.M.S.: Diferença mínima significativa ao nível de erro de 5% (Teste de Tukey). Para cada atributo, valores seguidos de letras diferentes são estatisticamente diferentes entre si ao nível de erro de 5%. TABELA 8B. Valores médios obtidos na avaliação sensorial dos pães produzidos a partir das amostras de farinha de trigo F1 pela equipe composta por 12 julgadores treinados aos 60 dias de estocagem.* * Valores expressos como Média ± Desvio-padrão. F1 = Formulação 1. D.M.S.: Diferença mínima significativa ao nível de erro de 5% (Teste de Tukey). Para cada atributo, valores seguidos de letras diferentes são estatisticamente diferentes entre si ao nível de erro de 5%. TABELA 9A Valores médios obtidos na avaliação sensorial dos pães produzidos a partir das amostras de farinha de trigo F2 pela equipe composta por 12 julgadores treinados aos 30 dias de estocagem.* * Valores expressos como Média ± Desvio-padrão. F2 = Formulação 2. D.M.S.: Diferença mínima significativa ao nível de erro de 5% (Teste de Tukey). Para cada atributo, valores seguidos de letras diferentes são estatisticamente diferentes entre si ao nível de erro de 5%. TABELA 9B. Valores médios obtidos na avaliação sensorial dos pães produzidos a partir das amostras de farinha de trigo F2 pela equipe composta por 12 julgadores treinados aos 60 dias de estocagem.* * Valores expressos como Média ± Desvio-padrão. F2 = Formulação 2. D.M.S.: Diferença mínima significativa ao nível de erro de 5% (Teste de Tukey). Para cada atributo, valores seguidos de letras diferentes são estatisticamente diferentes entre si ao nível de erro de 5%.

Inicialmente todas as amostras apresentavam características sensoriais similares, sem ter sido detectada diferenças estatisticamente significativas entre elas, e em especial entre as Formulações 1 e 2 (Tabelas 8 e 9, respectivamentente) e a amostra de Referência (Tabela 7) em todos os atributos avaliados. No entanto, como pode ser visto nas Tabelas 7, 8 e 9, verifica-se que foram observadas diferenças estatisticamente significativas em relação à amostra de Referência a partir de 30 dias de estocagem a 25°C para a Formulação 1 e para as demais amostras estocadas a 35°C, tendo sido detectadas diferenças em relação à cor dos pães produzidos com a Formulação 1 em ambas as temperaturas estudadas, sendo considerada mais escura do que a Referência, e quanto a alguns atributos de textura para as Formulações 1 e 2 a 35°C.

Aos 60 dias de estocagem, foi detectada perda de qualidade estatisticamente significativa ao nível de 5% em relação à amostra Referência para a Formulação 1 nas duas temperaturas de estocagem e para a Formulação 2 a 35°C, com perda de intensidade do aroma e o sabor característico acentuado para estas amostras à 35°C. Entre outras alterações, destaca-se também o escurecimento dos pães produzidos com a Formulação 1, em especial na temperatura de estocagem de 35°C. Ainda que com certa oscilação entre os resultados, o que é inerente ao estudo devido à variabilidade natural das amostras, do processo de produção dos pães e da equipe sensorial, as observações efetuadas aos 60 dias de estocagem se confirmam aos 90 dias e se intensificam desde então, detectando-se também perda de qualidade na farinha sem adição estocada a 35° C a partir de 150 dias.

As Figuras 7 a 9, ilustram o perfil sensorial das amostras no início e ao final do período de estocagem estudado para as farinhas sem adição (FSA), Formulação 1 (F1) e Formulação 2 (F2), respectivamente, nas condições de estocagem consideradas.

Pelo exposto, pode-se concluir que a velocidade com que a deterioração da qualidade sensorial ocorre é tanto maior quanto for a temperatura de estocagem, verificando-se que a Formulação 1 é menos estável do que a Formulação 2 e a Farinha sem adição, as quais mantiveram-se aceitáveis até 180 dias de estocagem. TESTE 5 A média de ferro total nos pães com farinha padrão não enriquecida é de cerca de 9,7 a 11,0 pgFe/g pão em base seca, o que equivale a cerca de 0,001% Fe no pão. O pão preparado com farinha enriquecida (FeS04.H20 (F1) ou FeSO4.H2O.ALG (F2)) tem cerca de 0,005 a 0,0065% Fe.

Os ensaios de avaliação da dialisabilidade do FeS04.H20.ALG compreenderam a digestão in-vitro completa do alimento com pepsina após acidificação do meio com HCI (pH 2) e com pancreatina/bile após alcalinização do meio com NaHC03 (pH 7) e diálise por membrana de corte de peso molecular de 6000-8000.

Em linhas gerais, essa análise envolveu a determinação analítica do ferro total na amostra e da quantidade desse ferro que é dialisável após digestão in- vitro completa. Em cada análise, os pães foram pesados, triturados e guardados em freezer a -20°C. Cerca de uma hora antes da análise, as amostras de pães foram retiradas do freezer para atingir a temperatura ambiente. Para a determinação de Fe dialisado, foram utilizados cerca de 120g de pão, adicionados a 250mL de água desmineralizada. Após homogeneização, cerca de 200g eram pesados em béquer para posterior acidificação com HCI (pH 2)τ A determinação analítica de Fe dialisável foi feita por espectrometria de absorção atômica, segundo as normas da AOAC (1980), utilizando comprimento de onda 248,3nm, fenda 0,2nm. O cálculo realizado é: %Fe dialisado = (pgFe/g dialisado / pgFe/g total) * 100 Os resultados obtidos nesses testes estão representados na Figura 10, onde se pode comprovar que a dialisabilidade praticamente não foi afetada pela temperatura de estocagem (25°C ou 35°C), mas que a dialisabilidade do Fe proveniente do produto FeSO4.H2O.ALG é maior que a dialisabilidade do Fe proveniente do FeS04.H20, o que é um indicativo de que a película de alginato provavelmente exerceu algum papel de proteção contra a oxidação do Fe+2 a Fe+3 no processo de digestão in-vitro completa. TESTE 6 Através de testes de biodisponibilidade em suínos, comprovou-se que o produto FeSO4.H2O.ALG tem a mesma biodisponibilidade do FeSO4.H20. A biodisponibilidade in vivo do produto FeSO4.H20.ALG foi testada em animais de laboratório (suínos recém-desmamados), através da utilização do processo de depleção/repleção de ferro com rações à base de milho, formuladas segundo a NRC - National Research Council. Estudos comparando a biodisponibilidade de ferro in vitro em animais e em determinações clínicas mostraram que os resultados obtidos podem ser bem correlacionados com estudos feitos em humanos.

Para a obtenção dos animais anêmicos, ao nascer estes receberam uma injeção de 30 mg de ferro dextrana, em lugar dos 200mg de Fe que normalmente lhes são dados. A partir do desmame, passaram a receber uma dieta de transição (<27 mg/kg dieta) por 7 dias. Água e ração foram fornecidas ad libitum, sendo o peso dos animais e o consumo de ração monitorados durante o tratamento. O reagrupamento dos animais para os testes foi feito quando a concentração média de hemoglobina atingiu o valor médio de 75g/L . Esse procedimento foi feito com base no produto peso (kg) x HB(g/L) que está diretamente relacionado com o pool de ferro heme (mg). O cálculo foi feito de acordo com a seguinte relação: Fe (mg) = p (kg) x 0,06 (L/kg) x Hb (g/L) x 3,35 (mgFe/gHb) Onde p = peso do animal; 0,06= volume de sangue do animal que corresponde a 6% do seu peso e 3,35 = concentração de ferro na hemoglobina (mgFe/gHb).

Um grupo controle foi mantido com 8 suínos, sendo que estes animais receberam, ao nascer, a dose normal de 200mg de Fe na forma de Ferro- dextrana e ração com concentração de 100mgFe/kg ração.

Para recuperação de hemoglobina, após o reagrupamento, cada grupo foi submetido a uma diferente dieta de repleção de ferro por 13 dias, utilizando FeS04.7H20 (Padrão) ou FeSO4.H2O.ALG. Os grupos experimentais foram designados como GRUPO 1 : PFe 150 Fe TOTAL 150 mgFe/kg dieta como FeS04.7H20 e GRUPO 2 : CPS 2 FeSO4.H20.ALG -150mgFe/kg dieta.

As rações foram analisadas quanto à composição centesimal segundo normas elaboradas pelo Instituto Adolfo Lutz e AOACt A concentração de Fe foi determinada por EAA após abertura das amostras com HN03:H202. O acompanhamento da absorção do Fe pelos animais foi feito através da coleta de sangue e determinando-se a concentração da hemoglobina. A determinação da biodisponibilidade do ferro foi calculada a partir da relação entre a variação de pool de ferro e ferro ingerido pelos animais através da ração enriquecida. Os animais foram pesados e tiveram o sangue coletado nos dias 0, 3, 6, 9 e 13 do ensaio de repleção. Neste mesmo período o consumo alimentar foi medido uma vez ao dia, sempre no período da manhã. O valor da biodisponibilidade de ferro nas rações foi calculada com base no seu consumo pelos suínos. Os resultados obtidos são dados na Tabela 10, mostrando que o produto FeS04.H20.ALG proporcionou a mesma porcentagem de absorção de ferro que o FeSO4.7H20 usado como referência.

Claims (17)

1. “PRODUTO À BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS”, caracterizado por o produto ser constituído de um núcleo de sal de ferro biodisponível, em especial sulfato terroso monohidratado, recoberto de uma camada de alginato.

2. “PRODUTO A BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sal de ferro constituinte do núcleo ser um composto de ferro biodisponível solúvel em água, incluindo gluconato ferroso, lactato ferroso, fumarato ferroso e succinato ferroso.

3. “PRODUTO À BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sulfato ferroso constituinte do núcleo ser ou não hidratado.

4. “PRODUTO À BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de alginato recobridora do núcleo de sulfato ferroso ou outro sal de ferro estar na proporção entre 0,5 e 10% em massa.

5. “PRODUTO À BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada envolvente do núcleo de sulfato ferroso ou outro sal de ferro conter ou não uma ou mais camadas de policátions ou polímeros sintéticos envolvendo as camadas de alginato.

6. “PRODUTO À BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as camadas de policátions ou polímeros sintéticos serem quitosana, polietilemina e polilisina.

7. “PRODUTO À BASE DE SULFATO FERROSO PARA FORTIFICAÇÃO DE ALIMENTOS DESIDRATADOS”, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por camadas de policátions ou polímeros sintéticos aumentarem a resistência das camadas de alginato.

8. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, caracterizado por o método de preparação se constituir primeiramente na deposição de um filme de alginato de sódio ou potássio na superfície das partículas de sulfato ferroso ou outro sal de ferro biodisponível, seguida de etapas sucessivas de secagem, deposição ou não de um filme de policátions ou polímeros sintéticos e secagem e deposição de nova camada de alginato e secagem até que se atinja o revestimento e granulometria compatíveis com os produtos a serem enriquecidos.

9. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a deposição das camadas de alginato e policátions ou polímeros sintéticos serem realizadas por operação que permita a deposição de um filme de alginato sóbre partículas de sulfato ferroso, em especial aspersão da solução de alginato através de um bico pulverizador sobre partículas de sulfato ferroso sob agitação.

10. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a deposição das camadas de alginato e policátions ou polímeros sintéticos serem realizadas em pratos inclinados, ou tambores rotativos, equipados ou não com palhetas auxiliares de agitação.

11. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por 0 equipamento para agitação de sólidos ser um leito fluidizado.

12. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as concentrações das soluções de alginato e de policátions ou polímeros sintéticos serem de 0 até 3% em massa.

13. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as soluções de policátions ou polímeros sintéticos serem preparadas dissolvendo-os em água e acertando-se o pH da solução entre 2 e 6 com um ácido conveniente.

14. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por se utilizar uma solução de ácido acético para acerto do pH das soluções de policátions ou polímeros sintéticos.

15. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a secagem das soluções de alginato e policátions ou polímeros sintéticos serem feitas ao ar à temperatura ambiente ou em condições controladas de temperatura entre 30 °C e 160 °C, dependendo do secador utilizado.

16. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a secagem das soluções de alginato e policátions ou polímeros sintéticos serem feitas em leito fluidizado entre 40 e 360 segundos à temperatura de 60 °C e 130 °C.

17. “MÉTODO DE PREPARAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o controle da granulometria do produto ser feito por redução da granulometria por moagem do produto, após a secagem entre uma etapa de aspersão ou outra ou por uma simples classificação granulométrica do produto por peneiramento, para eliminação dos grossos que serão posteriormente moídos e retornados ao processo ou descartados.