BR102017007134B1 - COMPOSITION OF EXTRUSED AND EXPANDED BREAKFAST CEREAL - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO DE CEREAL MATINAL EXTRUSADO E EXPANDIDO E PROCESSO PARA OBTENÇÃO DO MESMO A presente invenção refere-se a uma composição de cereal matinal extrusado e expandido compreendendo farinha de trigo integral, casca de jabuticaba em pó e farinha de milho. Essa combinação faz com que a composição se apresente como uma boa alternativa para o aumento de fibra alimentar em cerais matinais extrusados. Percebe-se que os cereais extrusados à base de milho contendo farinha de trigo integral e casca de jabuticaba em pó tiveram maior aceitabilidade em relação a vários atributos, como o aspecto geral, cor, sabor, textura, crocãncia, etc., tanto secos quanto após imersão no leite.COMPOSITION OF EXTRUSED AND EXPANDED BREAKFAST CEREAL AND PROCESS FOR OBTAINING THE SAME The present invention relates to an extruded and expanded breakfast cereal composition comprising whole wheat flour, powdered jabuticaba peel and corn flour. This combination makes the composition a good alternative for increasing dietary fiber in extruded breakfast cereals. It can be seen that corn-based extruded cereals containing whole wheat flour and powdered jabuticaba peel had greater acceptability in relation to several attributes, such as general appearance, color, flavor, texture, crunch, etc., both dry and after immersion in milk.
Description
[1] A presente invenção se insere na área de alimentos e bebidas e descreve uma composição de cereal matinal extrusado expandido integral contendo casca de jabuticaba em pó e alternativamente substituto de açúcar de baixa caloria.[1] The present invention is part of the food and beverage area and describes an extruded expanded whole breakfast cereal composition containing powdered jabuticaba peel and alternatively a low-calorie sugar substitute.
[2] Os cereais matinais extrusados ready-to-eat (RTE) são produtos de grande popularidade entre os consumidores e que vêm se adequando aos atuais requerimentos de saudabilidade e conveniência da modernidade, o que reflete a própria definição como “core food”, alimentos adequados ao consumo diário (AUSTRALIAN GUIDE TO HEALTHY EATING, 2010). No caso de cereais matinais expandidos, a matéria-prima base ainda é o milho, em função da tradição e das propriedades de expansão do amido. Assim sendo, a exploração de novas matérias-primas com o objetivo de diferenciação do produto, e de forma a atender os requerimentos do mercado e melhorar a qualidade nutricional, vem crescendo no ramo científico e industrial.[2] Ready-to-eat (RTE) extruded breakfast cereals are products of great popularity among consumers that have been adapting to the current health and convenience requirements of modernity, which reflects the very definition of “core food”, foods suitable for daily consumption (AUSTRALIAN GUIDE TO HEALTHY EATING, 2010). In the case of expanded breakfast cereals, the basic raw material is still corn, due to tradition and the expansion properties of starch. Therefore, the exploration of new raw materials with the aim of product differentiation, and in order to meet market requirements and improve nutritional quality, has been growing in the scientific and industrial field.
[3] Os cereais integrais têm recebido grande atenção e aos poucos estão substituindo a farinha refinada nas formulações de produtos como pães, biscoitos e cereais matinais, como consequência da elucidação das propriedades funcionais a eles associadas e da preocupação dos órgãos regulatórios de saúde em aumentar o consumo de produtos integrais, fontes de fibra alimentar (Food and Agriculture Organization of the United Nations, Food and Drug Administration and Whole Grains Council in the United States of America). A farinha de trigo integral ainda é fonte de compostos fenólicos, que apresentam funções fisiológicas e propriedades antioxidantes e estão associados à redução do risco de doenças crônicas como doenças cardiovasculares, diabetes do tipo 2 e alguns tipos de câncer (Slavin, 2003; Liu et al., 1999).[3] Whole grains have received great attention and are gradually replacing refined flour in the formulations of products such as bread, cookies and breakfast cereals, as a result of the elucidation of the functional properties associated with them and the concern of health regulatory bodies to increase the consumption of whole products, sources of dietary fiber (Food and Agriculture Organization of the United Nations, Food and Drug Administration and Whole Grains Council in the United States of America). Whole wheat flour is also a source of phenolic compounds, which have physiological functions and antioxidant properties and are associated with a reduced risk of chronic diseases such as cardiovascular disease,
[4] Os cereais contêm uma diversidade de compostos fenólicos, com estruturas químicas diferenciadas, dos quais os ácidos fenólicos são os mais abundantes e de maior significância. Duas sequências de ácidos fenólicos têm sido estudadas: derivados do ácido cinâmico e do ácido benzoico. Em trigo, o ácido ferúlico aparece em maior quantidade, podendo ser encontrado nas formas solúvel livre, solúvel conjugada (ligações ésteres) ou em complexos ligados (Adom & Liu, 2002).[4] Cereals contain a variety of phenolic compounds, with different chemical structures, of which phenolic acids are the most abundant and most significant. Two sequences of phenolic acids have been studied: derivatives of cinnamic acid and benzoic acid. In wheat, ferulic acid appears in greater amounts, and can be found in free soluble, conjugated soluble forms (ester bonds) or in linked complexes (Adom & Liu, 2002).
[5] Do ponto de vista tecnológico, a incorporação de fibra alimentar em produtos extrusados expandidos ainda é limitada em função do aspecto negativo sobre as propriedades de expansão, densidade e textura, principalmente (Brennan et al., 2008; Robin 2 et al., 2011). Então, os ajustes das condições do processo de extrusão que incluem a umidade de alimentação da matéria-prima, a vazão de alimentação, a temperatura e velocidade da rosca, em associação com a composição da matéria-prima, podem ser cruciais para a obtenção de um produto de qualidade. Além das propriedades físicas citadas, o índice de absorção de água, o índice de solubilidade em água e a energia mecânica do sistema são avaliações normalmente realizadas quando se trata de produtos extrusados. Além disso, a textura (dureza e crocância) é uma das principais características de cereais matinais, os quais são tradicionalmente consumidos imersos em leite. A avaliação de como o leite pode alterar as propriedades de textura é uma informação importante, principalmente quando novas matérias-primas são utilizadas (Pamies et al., 2000; Sacchetti et al. 2003; Sacchetti et al., 2005).[5] From a technological point of view, the incorporation of dietary fiber in expanded extruded products is still limited due to the negative aspect on expansion properties, density and texture, mainly (Brennan et al., 2008; Robin 2 et al. , 2011). So, adjustments to the extrusion process conditions that include raw material feed moisture, feed flow rate, screw temperature and speed, in association with raw material composition, can be crucial to obtaining a quality product. In addition to the aforementioned physical properties, the water absorption index, the water solubility index and the mechanical energy of the system are evaluations normally carried out when dealing with extruded products. In addition, texture (hardness and crispness) is one of the main characteristics of breakfast cereals, which are traditionally consumed immersed in milk. The assessment of how milk can change texture properties is important information, especially when new raw materials are used (Pamies et al., 2000; Sacchetti et al. 2003; Sacchetti et al., 2005).
[6] Sendo o amido o principal componente em formulações de cereais, na medida em que outros componentes como fibra alimentar são incluídos, as transformações do amido são alteradas por fatores que vão desde a diluição do amido até a interação amido-fibra-água, quando este é exposto a condições de calor e umidade. Como consequência, as propriedades físicas do produto final são alteradas, sendo a expansão diretamente afetada (Robin et al., 2011). As propriedades de pasta, as propriedades térmicas e o padrão de cristalinidade são normalmente avaliados para verificar as transformações físicas e estruturais do amido ocorridas durante a extrusão quando comparado com a farinha não processada.[6] Since starch is the main component in cereal formulations, to the extent that other components such as dietary fiber are included, starch transformations are altered by factors ranging from starch dilution to starch-fiber-water interaction, when exposed to hot and humid conditions. As a consequence, the physical properties of the final product are altered, with expansion being directly affected (Robin et al., 2011). The paste properties, the thermal properties and the crystallinity pattern are normally evaluated to verify the physical and structural transformations of the starch that occur during the extrusion when compared with the unprocessed flour.
[7] Embora ainda pouco utilizadas, as frutas são também ingredientes que podem ser associados aos cereais na elaboração de cereal matinal extrusado, seja no aproveitamento de resíduos, do suco ou de alguma parte específica do fruto (polpa, casca ou semente). As frutas, assim como os cereais integrais, são fontes de fibra e contribuem com o aporte nutricional do produto final. Adicionalmente, algumas delas são fontes de pigmentos naturais, como as antocianinas, com propriedades antioxidantes e com a qualidade de melhorar o aspecto sensorial pela cor atribuída ao produto final (Camire et al., 2002). Camire et al., 2007; Khanal et al., 2009). Desta forma, um cereal matinal funcional contendo tanto cereal quanto fruta, tem um grande potencial de promover benefícios à saúde humana como consequência dos benefícios associados às matérias-primas. No entanto, o desafio está em minimizar os efeitos da extrusão, sobretudo da temperatura, sobre a integridade e propriedades dos compostos bioativos.[7] Although still little used, fruits are also ingredients that can be associated with cereals in the preparation of extruded breakfast cereal, whether in the use of residues, juice or some specific part of the fruit (pulp, peel or seed). Fruits, as well as whole grains, are sources of fiber and contribute to the nutritional contribution of the final product. Additionally, some of them are sources of natural pigments, such as anthocyanins, with antioxidant properties and with the quality of improving the sensorial aspect due to the color attributed to the final product (Camire et al., 2002). Camire et al., 2007; Khanal et al., 2009). In this way, a functional breakfast cereal containing both cereal and fruit, has a great potential to promote benefits to human health as a consequence of the benefits associated with the raw materials. However, the challenge is to minimize the effects of extrusion, especially temperature, on the integrity and properties of bioactive compounds.
[8] Algumas propostas do estado da técnica surgem com a possibilidade de integrar parte de frutos a formulações de cereais matinais extrusados, por exemplo:[8] Some state-of-the-art proposals arise with the possibility of integrating part of the fruit into extruded breakfast cereal formulations, for example:
[9] O documento intitulado “Obtenção e caracterização de farinha de bagaço de uva e sua utilização em cereais matinais expandidos” refere-se à obtenção da farinha de bagaço de uva e a elaboração de um cereal matinal expandido. Percebe-se que um técnico no assunto, de posse de tal documento e das propriedades da farinha de trigo integral, dificilmente chegaria a um “produto ótimo” com o máximo de farinha de trigo integral, sem que explorasse as condições de processo e avaliasse as diferenças de trabalho em uma extrusora monorosca utilizada em tal documento e uma extrusora dupla-rosca, como na presente invenção, pelos seguintes motivos: a farinha de milho, principal ingrediente do cereal de tal documento, é facilmente extrusado e o mais recomendado quando se deseja expansão, entretanto, é nutricionalmente pobre. Ao incluir a farinha de trigo integral (fonte de fibra alimentar), como na presente invenção, outras condições de processo e o conhecimento das características intrínsecas da mistura de ingredientes deverão ser avaliados. Adicionalmente, é clara a dificuldade de se trabalhar com farinha de trigo integral em proporções superiores a 30%, em função do teor de fibra alimentar.[9] The document entitled “Obtaining and characterizing grape pomace flour and its use in expanded breakfast cereals” refers to obtaining grape pomace flour and the preparation of an expanded breakfast cereal. It is clear that an expert in the field, in possession of such a document and the properties of whole wheat flour, would hardly arrive at an “optimal product” with the maximum amount of whole wheat flour, without exploring the process conditions and evaluating the working differences in a single-screw extruder used in said document and a twin-screw extruder, as in the present invention, for the following reasons: corn flour, the main ingredient of the cereal in said document, is easily extruded and the most recommended when you want expansion, however, is nutritionally poor. When including whole wheat flour (source of dietary fiber), as in the present invention, other process conditions and knowledge of the intrinsic characteristics of the mixture of ingredients must be evaluated. Additionally, the difficulty of working with whole wheat flour in proportions greater than 30% is clear, depending on the dietary fiber content.
[10]As formulações dos cereais matinais do referido documento incluiram o açúcar na mistura do material para ser extrusado. Sabe-se que que o açúcar altera a reologia e as propriedades térmicas do material extrusado (melt); em outras palavras, a viscosidade do “melt” e a pressão interna da extrusora são reduzidas e, consequentemente, a expansão do extrusado é afetada (reduzida). Assim sendo, a presença do açúcar é uma das variáveis do sistema em tal documento. Na presente invenção, de maneira distinta, o substituto de açúcar (Isomalte) não entrou no “blend” como um dos ingredientes do extrusado e, sim, como revestimento.[10] The breakfast cereal formulations of that document included sugar in the mixture of the material to be extruded. It is known that sugar alters the rheology and thermal properties of the extruded material (melt); in other words, the viscosity of the “melt” and the internal pressure of the extruder are reduced and, consequently, the expansion of the extrudate is affected (reduced). Therefore, the presence of sugar is one of the system variables in such a document. In the present invention, differently, the sugar substitute (Isomalt) did not enter the "blend" as one of the ingredients of the extrudate, but as a coating.
[11] O documento intitulado “Propriedades antioxidantes e sensoriais de barras de cereais convencionais e light adicionadas de casca de jabuticaba (Myrciaria jaboticaba)” refere-se a aplicação da casca de jabuticaba em barras de cereais, onde foram avaliadas suas características sensoriais e químicas. Percebe-se que o processo de elaboração de barra de cereais é claramente mais simples do que o processo de extrusão. Basicamente, a elaboração de barra de cereal consiste na compactação dos ingredientes secos (cereais) e fase ligante (calda). Tal processo exclui a necessidade de equipamentos específicos. Consequentemente, para a aplicação da casca de jabuticaba em cereal matinal contendo alto teor de farinha de trigo integral, como na presente invenção, os critérios que precisaram ser considerados são mais complexos e incluem o conhecimento prévio da formulação de farinha de trigo e farinha de milho para posterior adição da casca de jabuticaba em pó, ajuste da umidade da mistura, bem como a otimização dos parâmetros de extrusão, como vazão de alimentação, configuração da rosca, velocidade da rosca, temperatura das diferentes zonas do canhão, etc.[11] The document entitled “Antioxidant and sensorial properties of conventional and light cereal bars added with jabuticaba peel (Myrciaria jaboticaba)” refers to the application of jabuticaba peel in cereal bars, where its sensorial and chemical characteristics were evaluated. . It is noticed that the cereal bar elaboration process is clearly simpler than the extrusion process. Basically, the preparation of cereal bars consists of compacting the dry ingredients (cereals) and the binding phase (syrup). Such a process excludes the need for specific equipment. Consequently, for the application of jabuticaba peel in breakfast cereal containing a high content of whole wheat flour, as in the present invention, the criteria that needed to be considered are more complex and include prior knowledge of the formulation of wheat flour and corn flour for further addition of powdered jabuticaba peel, adjustment of the mixture humidity, as well as optimization of extrusion parameters, such as feed flow, screw configuration, screw speed, temperature of the different cannon zones, etc.
[12] O documento intitulado “Using dried fruits to add essential nutrientes to cereals, bar and breads” diz respeito aos benefícios da inclusão de frutas em produtos como o cereal matinal e também a vantagem de se utilizar a fruta liofilizada para a manutenção das propriedades da mesma. Lendo tal documento, percebe-se que o mesmo descreve as possibilidades e tendências de aplicação de frutas em produtos alimentícios, com ênfase nas “berries”, em consequência dos benefícios associados à saúde. Entretanto, a jabuticaba não foi citada em momento algum em tal referência. O caráter local (fruta brasileira) e os estudos recentes das propriedades antioxidantes de seus componentes e dos seus benefícios à saúde, comparados às frutas citadas em tal documento, é uma das diferenciações da presente invenção. Adicionalmente, o referido documento descreve os benefícios de adicionar frutas em cereais matinais (flakes), em pedaços ou na composição dos próprios flakes. Entretanto, não explora a tecnologia de elaboração desses cereais matinais (extrusão termoplástica ou qualquer outra pertinente), a proporção tecnologicamente adequada dos ingredientes na composição, nem os desafios tecnológicos inerentes ao emprego de frutas para a formulação de cereais matinais. Já para a consolidação da presente invenção, os benefícios da utilização da fruta em produtos extrusados foram considerados como ponto de partida e justificativa para a ideia. No entanto, para chegar a cereais matinais nos quais a farinha de milho foi substituída por farinha de trigo integral e casca de jabuticaba em pó com boa qualidade tecnológica (expansão, textura, cor, etc.), sensorial, enriquecido nutricionalmente e que preservasse pelo menos parcialmente as propriedades funcionais dos compostos bioativos das matérias-primas, foi exigido um estudo aprofundado da tecnologia de extrusão e formulação, por exemplo. O ajuste dos diversos parâmetros de extrusão, para o qual a metodologia de superfície de resposta e a experiência em extrusão foram fundamentais, bem como o fato de se conseguir a substituição máxima de farinha de milho por farinha de trigo integral, sabendo-se que a fibra alimentar (sobretudo fração insolúvel) é prejudicial à expansão e textura de extrusados expandidos, exigindo um detalhado estudo. Mais uma vez, o planejamento experimental e a metodologia de superfície de resposta foram essenciais para a presente invenção.[12] The document entitled “Using dried fruits to add essential nutrients to cereals, bars and breads” concerns the benefits of including fruits in products such as breakfast cereal and also the advantage of using freeze-dried fruit to maintain the properties of the same. Reading this document, it is clear that it describes the possibilities and trends for the application of fruits in food products, with emphasis on "berries", as a result of the benefits associated with health. However, jabuticaba was never mentioned in that reference. The local character (Brazilian fruit) and the recent studies of the antioxidant properties of its components and their health benefits, compared to the fruits cited in such document, is one of the differentiations of the present invention. Additionally, that document describes the benefits of adding fruit to breakfast cereals (flakes), in pieces or in the composition of the flakes themselves. However, it does not explore the technology used to make these breakfast cereals (thermoplastic extrusion or any other relevant technology), the technologically adequate proportion of the ingredients in the composition, nor the technological challenges inherent in using fruit to formulate breakfast cereals. As for the consolidation of the present invention, the benefits of using the fruit in extruded products were considered as a starting point and justification for the idea. However, to arrive at breakfast cereals in which corn flour was replaced by whole wheat flour and powdered jabuticaba peel with good technological quality (expansion, texture, color, etc.), sensorial, nutritionally enriched and that preserved at least least partially the functional properties of the bioactive compounds of the raw materials, an in-depth study of extrusion and formulation technology was required, for example. The adjustment of the different extrusion parameters, for which the response surface methodology and the experience in extrusion were fundamental, as well as the fact of achieving the maximum substitution of corn flour for whole wheat flour, knowing that the dietary fiber (mainly insoluble fraction) is detrimental to the expansion and texture of expanded extrudates, requiring a detailed study. Once again, experimental design and response surface methodology were essential for the present invention.
[13]Assim, a presente invenção, ao promover a associação entre farinha de trigo integral e casca de jabuticaba, proporciona o aproveitamento de um subproduto do processamento do fruto e, consequentemente, é uma atrativa estratégia de inovação dos cereais matinais disponíveis no mercado. Tais produtos, na forma tradicional, são elaborados exclusivamente com farinha de milho, possuindo variações no tipo de recobrimento (xarope de glicose ou chocolate). Por outro lado, a associação entre a farinha integral e a casca de jabuticaba em pó se justifica pela possibilidade de melhorar o valor nutricional e as características sensoriais do alimento.[13] Thus, the present invention, by promoting the association between whole wheat flour and jabuticaba peel, provides the use of a by-product of the processing of the fruit and, consequently, is an attractive innovation strategy for breakfast cereals available on the market. Such products, in the traditional way, are made exclusively with corn flour, with variations in the type of coating (glucose syrup or chocolate). On the other hand, the association between wholemeal flour and powdered jabuticaba peel is justified by the possibility of improving the nutritional value and sensory characteristics of the food.
[14] Para se obter um produto contendo um alto teor de farinha de trigo de grão inteiro (FTGI) FTGI e ainda conter casca de jabuticaba (CJP) CJP, como na presente invenção, é necessário considerar as transformações termoplásticas em um novo sistema com amido de natureza diferente, a presença de fibras de fontes distintas (FTGI e CJP), a interação entre todos os componentes (amido, fibra, dentre outros) e a interação da água (fundamental na plasticização) com esses componentes. O estudo simultâneo da formulação e condições de processo permitiu praticamente suprimir a farinha de milho em detrimento da FTGI na formulação.[14] To obtain a product containing a high content of whole grain wheat flour (FTGI) FTGI and still contain jabuticaba peel (CJP) CJP, as in the present invention, it is necessary to consider thermoplastic transformations in a new system with starch of a different nature, the presence of fibers from different sources (FTGI and CJP), the interaction between all components (starch, fiber, among others) and the interaction of water (fundamental in plasticization) with these components. The simultaneous study of the formulation and process conditions practically allowed the elimination of corn flour to the detriment of FTGI in the formulation.
[15]A presente invenção tem por objetivo propor uma composição de cereal matinal extrusado expandido integral contendo casca de jabuticaba em pó e, alternativamente, substituto de açúcar de baixa caloria. Através do controle das variáveis de extrusão e umidade inicial da matéria-prima e de um balanço entre os ingredientes, a presente invenção possibilitou a obtenção de uma composição de cereal extrusado expandido com boas características tecnológicas (expansão e textura), sensoriais e nutricionais.[15] The present invention aims to propose a composition of extruded expanded whole breakfast cereal containing powdered jabuticaba peel and, alternatively, a low-calorie sugar substitute. By controlling the variables of extrusion and initial moisture of the raw material and a balance between the ingredients, the present invention made it possible to obtain an expanded extruded cereal composition with good technological (expansion and texture), sensorial and nutritional characteristics.
[16]A FIG. 1 apresenta imagens de cereais matinais elaborados com casca de jabuticaba em pó (CJP), farinha de trigo integral (FTGI) e farinha de milho (FM), onde CF (100% FM), CJ (90% FM + 10% CJP), CW (20% FM + 80% FTGI) e CJW (10% FM + 80% FTGI + 10% CJP);[16] FIG. 1 presents images of breakfast cereals made with jabuticaba peel powder (CJP), whole wheat flour (FTGI) and corn flour (FM), where CF (100% FM), CJ (90% FM + 10% CJP) , CW (20% FM + 80% FTGI) and CJW (10% FM + 80% FTGI + 10% CJP);
[17]A FIG. 2 apresenta graficamente o perfil textural de cereais matinais à base de milho (A) secos e (B) embebido em leite. Em A: CWJI (turquesa), CWI (rosa), CW (verde), CWJ (preto), CF (azul), CJ (vermelho). Em B: CWI (verde), CW (turquesa), CWJ (vermelho), CF (preto), CJ (azul);[17] FIG. 2 graphically presents the textural profile of corn-based breakfast cereals (A) dried and (B) soaked in milk. In A: CWJI (turquoise), CWI (pink), CW (green), CWJ (black), CF (blue), CJ (red). In B: CWI (green), CW (turquoise), CWJ (red), CF (black), CJ (blue);
[18]A FIG. 3 apresenta o gráfico Bi-plot da Análise de Componente Principal (PCA mostrando parâmetros de qualidade física dos quatro cereais matinais RTE avaliados;[18] FIG. 3 presents the Principal Component Analysis Bi-plot graph (PCA showing physical quality parameters of the four evaluated RTE breakfast cereals;
[19]A FIG. 4 apresenta graficamente a distribuição da intenção de compra dos cereais matinais à base de milho contendo farinha de trigo integral (FTGI) e casca de jabuticaba em pó (CJP);[19] FIG. 4 graphically presents the distribution of purchase intention of corn-based breakfast cereals containing whole wheat flour (FTGI) and jabuticaba peel powder (CJP);
[20]A FIG. 5 apresenta o mapa de preferência interna (MPI) para as respostas de aceitabilidade;[20] FIG. 5 presents the internal preference map (IPM) for acceptability responses;
[21]A FIG. 6 apresenta as imagens de cereais matinais contendo substituto de açúcar apresentado apara avaliação sensorial, onde CWJI (10% FM + 80% FTGI + 10% CJP, revestido com substituto de açúcar e CWI (20% FM + 80% FTGI, revestido com adoçante).[21] FIG. 6 presents the images of breakfast cereals containing sugar substitute presented for sensory evaluation, where CWJI (10% FM + 80% FTGI + 10% CJP, coated with sugar substitute and CWI (20% FM + 80% FTGI, coated with sweetener ).
[22]A FIG. 7 apresenta um cromatograma dos principais ácidos fenólicos em farinhas de trigo integral (FTGI) e extrusados, por HPLC-MS.[22]FIG. 7 presents a chromatogram of the main phenolic acids in whole wheat flours (FTGI) and extruded, by HPLC-MS.
[23]A FIG. 8 apresenta cromatogramas das antocianinas principais da casca de jabuticaba em pó (CJP) e extrusados, por HPLC-MS.[23] FIG. 8 presents chromatograms of the main anthocyanins of powdered jabuticaba peel (CJP) and extruded, by HPLC-MS.
[24]A presente invenção refere-se a uma composição de cereal matinal extrusado e expandido contendo 80% de farinha de trigo integral (FTGI), 10% de farinha de casca de jabuticaba (CJP) e 10% de farinha de milho (FM) e que pode ser alternativamente revestida com ingredientes açucarados ou não, selecionados do grupo de açúcares, xarope de glicose, chocolate ou substituto de açúcar, por exemplo, isomalte. Através do controle das variáveis de extrusão e umidade inicial da matéria-prima e de um balanço entre os ingredientes, obteve-se um extrusado expandido com boas características tecnológicas (expansão e textura), sensoriais e nutricionais.[24] The present invention relates to an extruded and expanded breakfast cereal composition containing 80% whole wheat flour (FTGI), 10% jabuticaba peel flour (CJP) and 10% corn flour (FM ) and which may alternatively be coated with sugary or unsweetened ingredients selected from the group of sugars, glucose syrup, chocolate or sugar substitute, for example isomalt. By controlling the extrusion variables and the initial humidity of the raw material and a balance between the ingredients, an expanded extrudate with good technological (expansion and texture), sensorial and nutritional characteristics was obtained.
[25] O exemplo aqui mostrado tem o objetivo de exemplificar uma das maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar o escopo da mesma.[25] The example shown here aims to exemplify one of the ways of carrying out the invention, however without limiting its scope.
[26]As jabuticabas (Myrciaria cauliflora) selecionadas foram higienizadas, lavando em água corrente para remover folhas e terra remanescentes e, em seguida, sanitizadas pela imersão em solução de hipoclorito de sódio (100 ppm), por 15 minutos e enxaguadas com água potável. As frutas foram manualmente espremidas para a separação da casca e da polpa. As cascas foram congeladas a -40 °C e, então, liofilizadas por 48 h. O produto liofilizado foi moído em moinho refrigerado até granulometria de pó e armazenado em plásticos escuros, sob vácuo, a -20 °C, até uso.[26] The selected jabuticabas (Myrciaria cauliflora) were sanitized, washing in running water to remove remaining leaves and soil, and then sanitized by immersion in a sodium hypochlorite solution (100 ppm) for 15 minutes and rinsed with potable water . The fruits were manually squeezed to separate the skin and pulp. Peels were frozen at -40 °C and then lyophilized for 48 h. The lyophilized product was ground in a refrigerated mill until powder granulometry and stored in dark plastics, under vacuum, at -20 °C, until use.
[27]A distribuição de tamanho de partícula de casca de jabuticaba em pó foi determinada usando um vibrador Produtest e peneiras de 20, 35, 60, 80 e 100 mesh. Foram ajustadas quantidade de amostra de 100 g, tempo de vibração de 20 minutos e velocidade 3. A composição da casca de jabuticaba em pó (CJP) foi determinada seguindo os métodos a seguir: teor de água a 105 °C até peso constante; teor de cinzas em mufla a 540 °C/5 h; teor de gordura por extração de Soxhlet com éter de petróleo e teor de nitrogênio pelo método micro- Kjeldahl, com um fator de conversão de 6,25 para a proteína. O teor de fibras totais e insolúveis foi determinado e o teor de fibra solúvel foi calculado por diferença (fibra total insolúvel em fibra). Os carboidratos digestíveis também foram calculados pela diferença [100 - (cinzas + proteína + gordura + fibra total)]. Os carboidratos totais também foram calculados por diferença. As determinações foram feitas em triplicata.[27] Particle size distribution of jabuticaba peel powder was determined using a Produtest vibrator and 20, 35, 60, 80 and 100 mesh sieves. A sample quantity of 100 g, vibration time of 20 minutes and
[28] O alto conteúdo de fibra total foi o destaque entre os componentes da CJP (30,99%), ou seja, é cerca de 2,3 vezes o teor de fibra na FTGI (12,82%) e, como na FTGI, principalmente de natureza insolúvel (24,12%). A casca é pobre em lipídios (0,46%), proteínas (5,73%) e cinzas (0,46). O teor de carboidratos de CJP foi de 57,15%. Com relação à distribuição de tamanho de partícula, o CJP mostrou predominância de partículas com tamanhos menores que 149 μm, mais finas do que as observadas para FTGI e FM.[28] The high total fiber content was the highlight among the CJP components (30.99%), i.e., it is about 2.3 times the fiber content in the FTGI (12.82%) and, as in the FTGI, mainly of an insoluble nature (24.12%). The peel is poor in lipids (0.46%), proteins (5.73%) and ash (0.46). The carbohydrate content of CJP was 57.15%. Regarding the particle size distribution, the CJP showed a predominance of particles with sizes smaller than 149 μm, finer than those observed for FTGI and FM.
[29] Os cereais matinais RTE (read-to-eat) foram elaborados numa extrusora de dupla rosca ZSK 30 co-rotativa. A base para os ensaios do presente pedido (composição e condições de extrusão) foi o resultado do estudo de otimização partindo-se de um delineamento experimental e analisados por Metodologia de Superfície de Resposta (RSM), na qual foram utilizadas FTGI e FM. Foi fixado o teor de umidade de alimentação (16%), velocidade de alimentação (13 kg/h), velocidade do parafuso (325 rpm) e temperaturas das diferentes zonas de extrusão (75, 100, 100 e 100 ° C, respectivamente). Utilizou-se uma matriz circular com dois orifícios na extremidade da extrusora com um diâmetro de 3,0 mm e uma faca com velocidade média de 95 rpm cortou os produtos à medida que deixavam o equipamento. Os cereais extrusados foram secos imediatamente após processamento num secador rotativo a 125 °C, durante 55 segundos (duas vezes). A secagem dos produtos extrusados foi completada num forno de ar forçado a 70 °C até atingir um teor de umidade de 34%. Posteriormente, os produtos foram armazenados em sacos metalizados, com proteção de luz e umidade até análise posterior a 22 °C.[29] RTE (read-to-eat) breakfast cereals were prepared in a
[30]Antes da extrusão, cada conjunto de amostras composto por FM e/ou FTGI e/ou CJP (Tabela 1) foi pesado para dar um lote de 2,5 kg e misturado com água destilada utilizando um misturador planetário HB 12 para atingir 16% de umidade. As farinhas misturadas foram condicionadas durante a noite à temperatura ambiente para assegurar um nível de hidratação uniforme do material de alimentação. As amostras foram identificadas como CF (100% FM), CJ (90% FM + 10% CJP), CW (20% FM + 80% FTGI) e CWJ (10% FM + 80% FTGI + 10% CJP).[30] Prior to extrusion, each set of samples composed of FM and/or FTGI and/or CJP (Table 1) was weighed to give a 2.5 kg batch and mixed with distilled water using an HB 12 planetary mixer to achieve 16% humidity. The blended meals were conditioned overnight at room temperature to ensure a uniform hydration level of the feed material. The samples were identified as CF (100% FM), CJ (90% FM + 10% CJP), CW (20% FM + 80% FTGI) and CWJ (10% FM + 80% FTGI + 10% CJP).
[31] Os cereais utilizados na análise sensorial foram revestidos com a solução de substituto de açúcar Isomalt ST- PF® e secos em estufa (130 ° C) durante 50 minutos intermitentemente (a cada 10 minutos, as amostras foram removidas do forno, pulverizadas novamente e retornadas para o forno). A concentração da solução foi de 1:0,68 g/mL (isomalt:água) e foi pulverizada em uma proporção de aproximadamente 1 mL de solução/69 cm2 de área de superfície extrusada. As amostras recobertas com adoçante foram ambas CW e CWJ que foram designadas como CWI e CWJI, respectivamente. As misturas de farinhas e identificação das amostras estão apresentadas na Tabela 1 abaixo. Tabela 1: Formulação dos cereais matinais RTE (ready- to-eat) à base de milho RTE com farinha de trigo integral (FTGI) e/ou casca de jabuticaba em pó (CJP)
[32] O índice de solubilidade em água (ISA) frequentemente utilizado como indicador de degradação de componentes moleculares, mede a quantidade de polissacarídeos solúveis provenientes do amido após extrusão e compostos de baixo peso molecular.[32] The water solubility index (WAI), often used as an indicator of degradation of molecular components, measures the amount of soluble polysaccharides from starch after extrusion and low molecular weight compounds.
[33] Para a determinação do índice de solubilidade em água (ISA) e índice de absorção de água (IAA) de farinhas extrusadas e não processadas foram determinados 2,5 g da amostra foram suspensas em 30 mL de água destilada à temperatura ambiente durante 30 minutos com agitação intermitente e depois centrifugou-se a 3000 x g durante 10 minutos. O sobrenadante foi transferido para uma placa de Petri com peso conhecido e mantido em forno TE 394/2 com circulação forçada de ar a 105 °C por 4 h. O ISA foi o peso dos sólidos secos do sobrenadante, expresso como a percentagem do peso da amostra. Por outro lado, ISA foi o peso do gel obtido após a remoção do sobrenadante por unidade de peso. A análise foi realizada em triplicata e os resultados foram expressos em base seca.[33] For the determination of the water solubility index (ISA) and water absorption index (WAI) of extruded and unprocessed flours, 2.5 g of the sample were suspended in 30 mL of distilled water at room temperature for 30 minutes with intermittent agitation and then centrifuged at 3000 x g for 10 minutes. The supernatant was transferred to a Petri dish of known weight and kept in a TE 394/2 oven with forced air circulation at 105 °C for 4 h. The ISA was the dry solids weight of the supernatant, expressed as a percentage of the sample weight. On the other hand, ISA was the weight of the gel obtained after removing the supernatant per unit of weight. The analysis was performed in triplicate and the results were expressed on a dry basis.
[34]A ISA dos extrusados variou de 4,92-13,23% (Tabela 2) com diferenças significativas entre tratamentos (P <0,05). A amostra de CJ (milho + jabuticaba) apresentou o maior ISA (P <0,05), indicando, em parte, uma contribuição da CJP. A presença de compostos solúveis naturais de baixo peso molecular na CJP pode aumentar o WSI. Acredita-se também que o grau de degradação macromolecular do amido de milho (principal componente da formulação) levou a um aumento do ISA.[34]The ISA of the extrudates ranged from 4.92-13.23% (Table 2) with significant differences between treatments (P <0.05). The CJ sample (corn + jabuticaba) had the highest ISA (P <0.05), indicating, in part, a contribution from CJP. The presence of natural soluble low molecular weight compounds in CJP can increase the WSI. It is also believed that the degree of macromolecular degradation of corn starch (main component of the formulation) led to an increase in ISA.
[35] Sabe-se que o cozimento por extrusão modifica o amido em todos os níveis estruturais: a estrutura granular desaparece, os cristais fundem e as macromoléculas despolimerizam. Além disso, as transformações de aquecimento em fibra de casca de jabuticaba em pó podem contribuir para uma maior WSI.[35] It is known that extrusion cooking modifies starch at all structural levels: the granular structure disappears, the crystals melt and the macromolecules depolymerize. In addition, heating transformations in powdered jabuticaba bark fiber can contribute to a higher WSI.
[36]As amostras contendo principalmente farinha de milho em sua composição, CF e CJ, apresentaram maior IAA (P <0,05). Nestes casos, a fonte de amido de milho pode ter favorecido a absorção de água antes mesmo que a CJP e a fibra. As moléculas de amido sofrem diferentes graus de transformação dependendo da sua organização estrutural no grânulo. A IAA mede a quantidade de água absorvida pelo amido, à temperatura ambiente, após extrusão, e pode ser usada como um índice de gelatinização, uma vez que o amido gelatinizado absorve mais água nestas condições. Não houve diferença significativa entre CW (milho + FTGI) e CWJ (milho + FTGI + jabuticaba), os quais apresentaram os menores valores. A diminuição relativa do teor de amido devido à adição de FTGI e CJP na formulação dos extrusados levou à redução no IAA. A variação do IAA entre os tratamentos foi menor do que a do ISA.[36]Samples containing mainly corn flour in their composition, CF and CJ, had higher AAI (P <0.05). In these cases, the corn starch source may have favored water absorption even before CJP and fiber. Starch molecules undergo different degrees of transformation depending on their structural organization in the granule. The WAI measures the amount of water absorbed by starch, at room temperature, after extrusion, and can be used as a gelatinization index, since gelatinized starch absorbs more water under these conditions. There was no significant difference between CW (corn + FTGI) and CWJ (corn + FTGI + jabuticaba), which had the lowest values. The relative decrease in starch content due to the addition of FTGI and CJP in the extrudate formulation led to a reduction in the IAA. The variation of the IAA between treatments was smaller than that of the ISA.
[37]A matéria-prima é um fator que geralmente influencia o ISA e IAA em produtos extrusados. A fibra pode causar um tipo de proteção nos grupos hidrofílicos dos extrusados, levando a uma menor disponibilidade destes e difícil penetração pelas moléculas de água. Além disso, a fibra pode afetar a extensão da gelatinização do amido, diminuindo a IAA. No entanto, estudo prévio mostrou que as respostas de IAA e ISA foram independentes da presença de fibras na formulação.[37]The raw material is a factor that generally influences the ISA and AAI in extruded products. The fiber can cause a type of protection in the hydrophilic groups of the extrudates, leading to their lower availability and difficult penetration by water molecules. Furthermore, fiber can affect the extent of starch gelatinization, lowering the IAA. However, a previous study showed that the IAA and ISA responses were independent of the presence of fiber in the formulation.
[38] Foram tomadas quinze amostras (unidades) aleatórias de cada ensaio e o diâmetro foi medido em duas partes diferentes do extrusado. A expansão seccional (SE) foi calculada pela razão entre o diâmetro do produto extrusado e o diâmetro da matriz.[38] Fifteen random samples (units) were taken from each test and the diameter was measured in two different parts of the extrudate. The sectional expansion (SE) was calculated by the ratio between the diameter of the extruded product and the diameter of the matrix.
[39] A análise de densidade aparente (g/L) foi realizada pelo procedimento de deslocamento volumétrico com modificações. Os cereais para os quais o corte na extremidade da extrusora não era possível (farinha de milho + CJP) foram pré-cortados manualmente em segmentos curtos de cerca de 0,8 cm. A quantidade de cereais matinais de 0,5 L de cada ensaio foi pesada. Um béquer de 1000 mL foi previamente preenchido com sementes de painço e o procedimento foi repetido a cada 5 medições para manter o volume de tara. Camadas alternadas de sementes e cereais expandidos (nesta ordem) foram dispostas em um béquer com o mesmo volume até atingirem o topo, sendo a última camada de sementes. O excesso das sementes foi removido e o seu volume foi medido. Foram feitas cinco medições para cada ensaio. A densidade aparente foi a razão entre o peso da amostra (g) e o excesso de volume de sementes de painço (L), multiplicado por 100.[39] Bulk density (g/L) analysis was performed using the volumetric displacement procedure with modifications. Cereals for which cutting at the end of the extruder was not possible (corn flour + CJP) were manually pre-cut into short segments of about 0.8 cm. The amount of 0.5 L breakfast cereals from each trial was weighed. A 1000 mL beaker was previously filled with millet seeds and the procedure was repeated after every 5 measurements to maintain the tare volume. Alternating layers of seeds and expanded cereals (in this order) were placed in a beaker with the same volume until they reached the top, the last layer being seeds. Excess seeds were removed and their volume was measured. Five measurements were made for each assay. Apparent density was the ratio between sample weight (g) and excess millet seed volume (L), multiplied by 100.
[40]As diferenças de expansão seccional (SE) e densidade aparente (BD) entre os tratamentos estudados foram evidentes (P <0,05) (Tabela 2). A SE e a BD de produtos extrusados descrevem o grau de expansão dos extrusados à medida que saem do orifício da matriz. Os valores indicaram uma redução (P <0,05) na SE com a presença de FTGI (80%), como mostrado pelos valores para os extrusados CW e CWJ. Geralmente, a fibra prejudica as características físicas dos extrusados. A quantidade de amido diminui com a substituição da farinha de milho por FTGI e interações fibra-água e fibra- amido restringem as transformações do amido. Além disso, as frações de fibra favorecem a ruptura prematura das paredes celulares dos alvéolos dos extrusados, antes mesmo que as bolhas de ar tenham atingido sua expansão máxima, o que reduz a expansão global e resulta em estruturas menos porosas ecom menor densidade. Foram relatados efeitos semelhantes da fibra proveniente de FTGI sobre a SE. Tabela 2: Respostas físicas para os cereais matinais à base de milho enriquecidos com farinha de trigo integral (FTGI) e casca de jabuticaba em pó (CJP)
[41]A Expansão seccional (SE) máxima foi observada para CJ (Tabela 2), o que indica que o mecanismo de expansão parece ser mais afetado pelo amido de milho do que pela composição da casca de jabuticaba, quando esta é adicionada a baixas concentrações (10%). Ainda assim, o amido de milho apresenta características únicas para a obtenção de extrusados altamente expandidos e porosos. As respostas obtidas a partir de produtos contendo CJP em sua formulação, incluindo aqueles ricos em fibras, mostraram valores de SE aceitáveis em comparação com os cereais matinais tradicionais.[41] The maximum Sectional Expansion (SE) was observed for CJ (Table 2), which indicates that the expansion mechanism seems to be more affected by corn starch than by the jabuticaba peel composition, when it is added at low concentrations (10%). Even so, corn starch has unique characteristics for obtaining highly expanded and porous extrudates. The responses obtained from products containing CJP in their formulation, including those rich in fiber, showed acceptable SE values in comparison with traditional breakfast cereals.
[42] Da mesma forma, houve diferença significativa entre os extrusados em reação à densidade aparente (BD) (P <0,05). BD alto foi observada para as amostras CWJ e CF (P <0,05). CJ teve o menor BD como consequência da maior expansão. BD é uma medida do quanto se expande como resultado da extrusão. As amostras com elevado SE normalmente exibem baixa BD. O calor gerado durante a extrusão pode elevar a temperatura da água da “massa fundida” no interior da extrusora para um valor acima do ponto de ebulição e, então, quando o extrusado deixa a matriz, parte da água é rapidamente liberada na forma de vapor, resultando numa estrutura expandida composta por células (alvéolos) grandes e de baixa densidade.[42] Likewise, there was a significant difference between the extrudates in terms of apparent density (BD) (P < 0.05). High BD was observed for the CWJ and CF samples (P < 0.05). CJ had the smallest BD as a result of the largest expansion. BD is a measure of how much it expands as a result of extrusion. High SE samples typically exhibit low BD. The heat generated during extrusion can raise the temperature of the water in the “melt” inside the extruder to a value above the boiling point, and then, when the extrudate leaves the die, part of the water is rapidly released in the form of steam. , resulting in an expanded structure composed of large, low-density cells (alveoli).
[43]As matérias-primas e extrusados expandidos inteiros foram analisados em colorímetro. Os cereais expandidos inteiros foram colocados em células de vidro óptico com caminho óptico fixo de 50 mm e a medição da área de refletância ajustada para 25 mm de abertura. As medições foram a média de dez leituras. A cor medida nos produtos foi representada pelos valores CIELab: L * (luminosidade), a * (coordenada vermelho/verde), b * (coordenada amarelo/azul), C * (saturação) e h ° (tonalidade).[43] The raw materials and whole expanded extrudates were analyzed in a colorimeter. Whole expanded cereals were placed in optical glass cells with a fixed optical path of 50 mm and the reflectance area measurement set to 25 mm aperture. Measurements were the average of ten readings. The color measured in the products was represented by the CIELab values: L * (brightness), a * (red/green coordinate), b * (yellow/blue coordinate), C * (saturation) and h ° (hue).
[44] Os efeitos das matérias-primas e do processo de extrusão sobre os aspectos de cor dos cereais matinais, nos quais a FM, FTGI e CJP foram utilizados, são mostrados pelos valores L*, a*, b*, C* e h° (Tabela 2). A natureza das matérias-primas implicou em mudanças na cor dos cereais extrusados. Além disso, nos produtos extrusados, a cor é também um resultado de reações de escurecimento não enzimático e degradação de pigmentos, como consequência do processo de calor-umidade. A presença de açúcares redutores associada à temperatura do processo de extrusão pode promover alterações na cor devido às reações de escurecimento, Maillard e caramelização. A luminosidade (L*) diferiu (P <0,05) entre todos os extrusados. Extrusados mais escuros foram produzidos com a adição de CJP, devido à cor natural da casca de jabuticaba em pó (L* = 45,84) em comparação com as outras farinhas, FTGI (L* = 82) e FM (L* = 89,60). A luminosidade nos extrusados variou de 34 a 59. Apesar da diluição do pó colorido em FM e/ou FTGI em decorrência do seu reduzido teor na formulação, acredita-se que houve alguma degradação do pigmento. Os valores de a* para os extrusados foram na faixa de 2,47 - 4,11, os quais estiveram bem próximos daqueles para FTGI (2,35) e FM (4,36) não- processadas. A cor mais avermelhada foi observada para os extrusados CJ e CW (Tabela 2). Geralmente, as amostras mais escuras também foram mais avermelhadas e menos amarelas. O valor de a* para CJP (16,98) foi nitidamente superior ao determinado para FTGI e FM, sendo em grande parte atribuído ao pigmento antocianina. No entanto, durante o processo de extrusão, estes pigmentos podem sofrer degradação pelo efeito térmico que, associado ao baixo nível de CJP, explicam os baixos valores de a*, mesmo em amostras contendo CJP.[44] The effects of raw materials and extrusion process on the color aspects of breakfast cereals, in which FM, FTGI and CJP were used, are shown by L*, a*, b*, C* and h values ° (Table 2). The nature of the raw materials implied changes in the color of the extruded cereals. Furthermore, in extruded products, color is also a result of non-enzymatic browning reactions and pigment degradation as a consequence of the heat-moisture process. The presence of reducing sugars associated with the temperature of the extrusion process can promote changes in color due to browning, Maillard and caramelization reactions. Lightness (L*) differed (P <0.05) among all extrudates. Darker extrudates were produced with the addition of CJP, due to the natural color of powdered jabuticaba peel (L* = 45.84) compared to the other flours, FTGI (L* = 82) and FM (L* = 89 , 60). The luminosity in the extrudates ranged from 34 to 59. Despite the dilution of the colored powder in FM and/or FTGI due to its reduced content in the formulation, it is believed that there was some degradation of the pigment. The a* values for the extrudates were in the range of 2.47 - 4.11, which were very close to those for unprocessed FTGI (2.35) and FM (4.36). A more reddish color was observed for CJ and CW extrudates (Table 2). Generally, darker samples were also more reddish and less yellow. The a* value for CJP (16.98) was clearly higher than that determined for FTGI and FM, being largely attributed to the anthocyanin pigment. However, during the extrusion process, these pigments can undergo degradation by the thermal effect which, associated with the low level of CJP, explain the low a* values, even in samples containing CJP.
[45]Valores de b* positivos indicam o aspecto de cor amarelada amostra e valores negativos são indicativos de cor azul. Os valores de b* para os extrusados das formulações contendo farinha de milho e/ou farinha de trigo integral ficaram entre os valores para a FTGI (10,95) e FM (29,42) não processadas, enquanto que nos extrusados com CJP, este valor diminuiu. Foi atribuída coloração mais amarelada (b*) às amostras sem CJP em sua formulação; b* foi significativamente maior para CW (P <0,05). Esperava-se que a formulação contendo exclusivamente FM fosse apresentar aspecto mais amarelado em função da cor característica da farinha de milho não processada, mas isso não ocorreu. O valor de b* foi negativo para CJ, indicando a prevalência da coloração azul, relacionada aos pigmentos antocianina. A saturação (C*) foi maior quanto maior foram os valores de a* e b*. O CJP aumentou os valores da tonalidade (h°) em cereais extrusados, mas C* foi menor para o extrusado CJ. Em suma, a matéria-prima foi o fator predominante afetando os parâmetros de cor dos cereais extrusados. A adição da casca de jabuticaba em pó teve uma influência marcante na cor, a qual pode ter implicações importantes (positivas ou negativas) na aceitação dos produtos extrusados pelos consumidores. O aspecto de cor dos extrusados pode ser observado na FIG. 1.[45]Positive b* values indicate a yellowish color in the sample and negative values indicate a blue color. The b* values for the extruded formulations containing corn flour and/or whole wheat flour were between the values for the unprocessed FTGI (10.95) and FM (29.42), while for the extruded ones with CJP, this value has decreased. A more yellowish color (b*) was attributed to samples without CJP in their formulation; b* was significantly higher for CW (P < 0.05). It was expected that the formulation containing exclusively FM would have a more yellowish appearance due to the characteristic color of unprocessed corn flour, but this did not occur. The b* value was negative for CJ, indicating the prevalence of blue coloring, related to anthocyanin pigments. The saturation (C*) was greater the greater the values of a* and b*. CJP increased hue values (h°) in extruded cereals, but C* was lower for CJ extrudate. In short, the raw material was the predominant factor affecting the color parameters of the extruded cereals. The addition of powdered jabuticaba peel had a marked influence on color, which may have important implications (positive or negative) on consumer acceptance of extruded products. The color appearance of the extrudates can be seen in FIG. 1.
[46]As propriedades mecânicas dos cereais matinais normais secos (CF, CJ CW e CWJ) e recobertos com substituto de açúcar (CWI e CWJI) foram determinadas utilizando um analisador de textura TA-XT Plus, equipado com uma célula de corte Kramer de 5 facas. A análise foi realizada com uma célula de carga de 50 kg, ajustada no modo "Measure Force in Compression”. As amostras foram colocadas num leito e o ensaio foi conduzido com as seguintes condições fixas: distância do “probe” de 45 mm, velocidade do teste de 2 mm/s e velocidade de pós teste de 10 mm/s. A dureza foi dada pela maior resistência à ruptura, enquanto a crocância foi dada pelo número dos picos mais altos registrados ao longo da curva. Os resultados foram a média de dez medidas.[46]The mechanical properties of dried (CF, CJ CW, and CWJ) and sugar substitute coated (CWI and CWJI) regular breakfast cereals were determined using a TA-XT Plus texture analyzer equipped with a Kramer cutting cell of 5 knives. The analysis was carried out with a 50 kg load cell, set to the "Measure Force in Compression" mode. The samples were placed on a bed and the test was conducted with the following fixed conditions: probe distance of 45 mm, speed test speed of 2 mm/s and post-test speed of 10 mm/s. Hardness was given by the highest breaking strength, while crispness was given by the number of highest peaks recorded along the curve. The results were the mean of ten measures.
[47]A avaliação da textura dos extrusados secos e embebidos em leite é mostrada na Tabela 3, dada pelas propriedades de dureza e crocância. O FTGI aumentou acentuadamente a dureza, como se observa nos valores para CW e CWJ, os quais apresentaram menores SE. A crocância nestas amostras foi menor. Não foram observadas diferenças significativas na dureza e crocância entre as amostras CW e CWJ (P <0,05). A fibra da FTGI provoca alterações no mecanismo de expansão que é seguido por aumento na dureza e diminuição da crocância. A crocância foi maior nos extrusados contendo farinha de milho + CJP (CJ). Propõe-se que o amido de milho tenha sido o responsável pela crocância dos produtos. Esta amostra também apresentou maior expansão e menor dureza. A relação entre a dureza e outros parâmetros tais como a expansão, porosidade, tamanho das células, espessura da parede celular e a densidade do produto final já foram relatados na literatura (Robin et al., 2012, Tacer- Caba, Nilufer-Erdil, Boyacioglu, & Ng , 2014). Tabela 3: Parâmetros de textura de cereais matinais secos e embebidos em leite
[48]A redução da dureza pareceu ser menos pronunciada do que da crocância (Tabela 3). No entanto, manteve-se alguma crocância após a imersão no leite. Os extrusados com predominância de farinha de milho na composição mantiveram a estrutura física após a imersão no leite, como demonstrado pela alta dureza e crocância. Alterações na microestrutura do extrusado ocorrem como consequência da absorção de líquido (leite) na tigela. Estas alterações podem ser expressas como uma redução na força necessária para desintegrar o extrusado à medida que a imersão prossegue e a crocância diminui. Especialmente, a crocância é um fator crítico para o consumo e aceitação de produtos expandidos. O efeito do recobrimento com substituto de açúcar nas composições foi também avaliado (amostras CWI e CWJI) e os resultados de textura foram iguais às respectivas composições sem substitutos de açúcar (P <0,05). As curvas da análise de textura dos extrusados mostraram deformação irregular para os cereais secos (FIG. 2A), como consequência de quedas sucessivas e rápidas na força (definição de crocância). As curvas tornaram-se mais suaves nas respostas dos cereais após imersão em leite (FIG. 2B).[48] The reduction in hardness appeared to be less pronounced than that in crispness (Table 3). However, some crunch remained after soaking in milk. The extrudates with a predominance of corn flour in the composition maintained their physical structure after immersion in milk, as demonstrated by their high hardness and crispness. Changes in the microstructure of the extrudate occur as a consequence of liquid (milk) absorption in the bowl. These changes can be expressed as a reduction in the force required to disintegrate the extrudate as dipping continues and the crispness decreases. Especially, crunchiness is a critical factor for the consumption and acceptance of expanded products. The effect of sugar substitute coating on the compositions was also evaluated (samples CWI and CWJI) and the texture results were the same as the respective compositions without sugar substitutes (P < 0.05). The texture analysis curves of the extrudates showed irregular deformation for dry cereals (FIG. 2A), as a consequence of successive and rapid drops in strength (crimpiness definition). The curves became smoother in the cereal responses after immersion in milk (FIG. 2B).
[49] Os cereais matinais (normal e recobertos com substituto de açúcar) foram imersos em leite integral (3% de gordura), a 5 °C, durante 3 minutos, e depois foram drenados em uma peneira durante aproximadamente 10 segundos. A quantidade de amostra foi a mesma utilizada para a análise de textura de cereal seco, e o volume de leite foi 3 vezes o volume de cereal. As condições de análise foram as mesmas utilizadas para medir as propriedades mecânicas dos cereais secos. Foram feitas cinco medições para cada ensaio.[49] Breakfast cereals (regular and sugar substitute coated) were soaked in whole milk (3% fat) at 5°C for 3 minutes and then drained in a sieve for approximately 10 seconds. The amount of sample was the same used for dry cereal texture analysis, and the volume of milk was 3 times the volume of cereal. The analysis conditions were the same used to measure the mechanical properties of dry cereals. Five measurements were made for each assay.
[50]A Análise de Componentes Principais (PCA) exibe todos os resultados físicos em um gráfico bidimensional. A primeira componente principal (PC1) descreveu 61,78% da variação entre as amostras e a segunda (PC2), 22,37% (FIG. 3). A PC1 foi definida pelos parâmetros de dureza (vida de tigela), densidade, dureza (cereal seco) e cor (a*, C* e h°) ao longo do eixo negativo e crocância, ao longo do eixo positivo. Diferentemente, PC2 foi definida principalmente por IAA, expansão, parâmetros de cor L* e b*, crocância (vida de tigela) ao longo do eixo positivo e ISA ao longo do eixo negativo. As amostras se posicionaram de formas distintas ao redor dos eixos das componentes. CJ e CWJ foram localizados ao longo do eixo negativo de PC2. Por outro lado, CJ foi localizado positivamente ao longo PC1 e CWJ negativamente. CF e CW foram posicionados no mesmo quadrante, negativamente ao longo de PC1 e positivamente ao longo de PC2. Estas amostras estiveram mais próximas dos atributos de cor, densidade aparente e dureza da vida de tigela, indicando semelhanças entre as amostras. Além disso, observou-se alguma similaridade entre as amostras CW e CWJ, principalmente pela dureza, o que está de acordo com os resultados da Tabela 4. A CJP quando misturada com FM proporcionou maior variação nas características dos extrusados do que quando misturado com FTGI (CWJ). O CJ foi caracterizado principalmente por ISA e distanciou mais de todas as demais três amostras, sugerindo maior diferença das demais. Portanto, a análise de PCA permitiu discriminar entre os extrusados com e sem jabuticaba e mostrou que as características mais importantes para diferenciar as amostras foram os parâmetros de cor, densidade e dureza (da análise de vida de tigela seca).[50]Principal Component Analysis (PCA) displays all physical results in a two-dimensional graph. The first principal component (PC1) described 61.78% of the variation between samples and the second (PC2), 22.37% (FIG. 3). PC1 was defined by the parameters of hardness (bowl life), density, hardness (dry cereal) and color (a*, C* and h°) along the negative axis and crispness, along the positive axis. In contrast, PC2 was mainly defined by IAA, expansion, color parameters L* and b*, crispness (bowl life) along the positive axis and ISA along the negative axis. The samples were positioned in different ways around the axes of the components. CJ and CWJ were located along the negative axis of PC2. On the other hand, CJ was located positively along PC1 and CWJ negatively. CF and CW were positioned in the same quadrant, negatively along PC1 and positively along PC2. These samples were closer to the attributes of color, bulk density and bowl life hardness, indicating similarities between the samples. In addition, some similarity was observed between the CW and CWJ samples, mainly due to hardness, which is in agreement with the results in Table 4. CJP, when mixed with FM, provided greater variation in the characteristics of the extrudates than when mixed with FTGI (CWJ). The CJ was mainly characterized by ISA and was more distant from all the other three samples, suggesting a greater difference from the others. Therefore, the PCA analysis allowed discriminating between the extrudates with and without jabuticaba and showed that the most important characteristics to differentiate the samples were the parameters of color, density and hardness (from the dry bowl life analysis).
[51]As avaliações sensoriais foram realizadas com 114 provadores não treinados (77 mulheres e 37 homens, com idade entre 18 e 52 anos). A análise sensorial foi realizada em cabines individuais, sob uma temperatura de 22 ° C.[51]Sensory assessments were performed with 114 untrained tasters (77 women and 37 men, aged between 18 and 52 years). Sensory analysis was carried out in individual booths, under a temperature of 22°C.
[52] Duas amostras de cereal recoberto com Isomalt® foram submetidas ao teste de aceitação, sendo: CWI (formulação padrão com FTGI) e CWJI (formulação padrão com FTGI e CJP), as quais foram servidas com e sem leite. O teste de aceitação foi realizado usando uma escala hedônica linear não estruturada de 9 cm ancorada nos extremos por "desgostei muito" e "gostei muito". Todas as amostras foram apresentadas monadicamente utilizando um delineamento de bloco completo balanceado. Os extrusados foram apresentados sem e com leite, nessa ordem, em quantidades de cerca de 20 g (10 unidades) num copo de plástico codificado com números de três dígitos. Os atributos avaliados para os cereais secos foram: aparência, cor, aroma, textura e impressão global. Os cereais foram imersos em 20 ml de leite integral (3% de gordura) à temperatura do refrigerador (cerca de 5 °C) durante cerca de 3 minutos e a textura, sabor e gosto geral foram avaliados.A intenção de compra foi avaliada usando a seguinte escala: 5 = "Certamente não compraria", 4 = "Provavelmente não compraria", 3 = "não tenho certeza se compraria", 2 = "provavelmente compraria" e 1 = "certamente compraria". No final, os consumidores foram solicitados a descrever a amostra usando pelo menos três palavras. Os consumidores foram também convidados a responder a um questionário sobre hábitos de consumo de cereal matinal em que foram questionados sobre a frequência de consumo, a principal refeição de consumo, o tipo de cereal consumido (flocos, bolas, com ou sem chocolate, açúcar ou adoçante) e a forma de consumo (com leite, com iogurte, sozinho).[52] Two samples of cereal coated with Isomalt® were submitted to the acceptance test, namely: CWI (standard formulation with FTGI) and CWJI (standard formulation with FTGI and CJP), which were served with and without milk. Acceptance testing was performed using a 9-cm unstructured linear hedonic scale anchored at the extremes by "I disliked it a lot" and "I liked it a lot". All samples were presented monadically using a balanced full block design. The extrudates were presented without and with milk, in that order, in amounts of about 20 g (10 units) in a plastic cup coded with three-digit numbers. The attributes evaluated for dry cereals were: appearance, color, aroma, texture and overall impression. The cereals were immersed in 20 ml whole milk (3% fat) at refrigerator temperature (about 5 °C) for about 3 minutes and the texture, flavor and general taste were evaluated. the following scale: 5 = "Certainly would not buy", 4 = "Probably would not buy", 3 = "I am not sure if I would buy", 2 = "Probably would buy" and 1 = "Certainly would buy". At the end, consumers were asked to describe the sample using at least three words. Consumers were also invited to respond to a questionnaire on breakfast cereal consumption habits in which they were asked about the frequency of consumption, the main meal of consumption, the type of cereal consumed (flakes, balls, with or without chocolate, sugar or sweetener) and the form of consumption (with milk, with yogurt, alone).
[53] Os resultados do teste de aceitação realizado pelos provadores estão resumidos na Tabela 4. Além disso, um diagrama da frequência de compra de cereais matinais e mapeamento de preferência interna foram usados para descrever a aceitabilidade de cereais matinais (FIGs. 4 e 5). A maioria dos consumidores ingere cereais uma vez por semana (39,47%), no café da manhã (73,68%), com o lanche da tarde (33,33%) como o segundo momento preferido do dia para consumo. Das respostas, 21,93% dos consumidores nunca comem cereais. Os cereais em flocos foram a preferência dos consumidores, que também responderam que preferem cereais matinais isentos de chocolate (48,25%) e com açúcar (63,16%) ao invés de adoçantes. O meio de consumo preferencial (forma) citada pelos consumidores ainda é o leite (71,05%), seguida do iogurte (35,09%).[53] The results of the acceptance test performed by the tasters are summarized in Table 4. In addition, a breakfast cereal purchase frequency diagram and internal preference mapping were used to describe the acceptability of breakfast cereals (FIGs. 4 and 5 ). Most consumers eat cereal once a week (39.47%), for breakfast (73.68%), with an afternoon snack (33.33%) as the second preferred time of day for consumption. Of the responses, 21.93% of consumers never eat cereal. Flaked cereals were the preference of consumers, who also responded that they preferred breakfast cereals free of chocolate (48.25%) and with sugar (63.16%) instead of sweeteners. The preferred means of consumption (form) cited by consumers is still milk (71.05%), followed by yogurt (35.09%).
[54]Na FIG. 6 são apresentados os cereais recobertos com o substituto de açúcar. Houve diferença significativa (P <0,05) entre as amostras extrusadas em relação à impressão global, aparência, cor e sabor. As amostras contendo tanto FTGI quanto casca de jabuticaba em pó (CWJI) receberam as maiores pontuações para a impressão global (Tabela 4). Deve- se ressaltar que a escala hedônica mede o grau de gostar/desgostar, que por sua vez é usado para prever a aceitabilidade. As pontuações para o índice de aceitabilidade (AI) devem ser iguais ou superiores a 70%, onde AI (%) é a razão entre a pontuação média do produto e a pontuação máxima dada ao produto. Os extrusados receberam classificações médias de 5,03 a 5,74 (Tabela 4), tendo todos os produtos “9” como pontuação máxima dada.[54]In FIG. 6 the cereals coated with the sugar substitute are shown. There was a significant difference (P <0.05) between the extruded samples in terms of overall impression, appearance, color and taste. Samples containing both FTGI and powdered jabuticaba peel (CWJI) received the highest scores for global impression (Table 4). It should be noted that the hedonic scale measures the degree of like/dislike, which in turn is used to predict acceptability. Acceptability Index (AI) scores must be equal to or greater than 70%, where AI (%) is the ratio of the average product score to the maximum score given to the product. Extruded products received average ratings from 5.03 to 5.74 (Table 4), with all products having “9” as the maximum score given.
[55]A AI calculada (resultados não apresentados) foi inferior a 70%, o que indica que os extrusados podem não ser considerados bem aceitos. A aceitabilidade da textura para os cereais secos e os embebidos em leite foi semelhante, não mostrando grandes alterações na aceitabilidade por imersão no leite. Os resultados sensoriais para os cereais imersos no leite mostraram maior textura e preferência geral para CWJI. A adição de casca de jabuticaba não proporcionou qualquer diferença na aceitabilidade do sabor do extrusado quando testado no leite. Tabela 4: Qual idade sensorial de cereais matinais secos e embebidos em leite elaborado com farinha de trigo integral (FTGI) e jabuticaba (CJP)
[56] Os resultados para o mapa de preferência interno (IPM) são mostrados na FIG. 5. Os dados obtidos foram explicados pelas duas componentes principais em 55,14%. O CWI seco mostrou ser a amostra mais preferida pelos provadores, uma vez que está localizado mais próximo da região com maior densidade de provadores no mapa. De fato, as classificações mais altas foram dadas a esta amostra (Tabela 4). Além disso, o mapa de preferência interno mostra que as amostras naturais secas estão posicionadas em regiões próximas no mapa, indicando que elas apresentam aceitabilidade semelhante, enquanto que os produtos imersos no leite foram marcadamente mais diferentes entre si, especialmente quanto à impressão global e à textura (Tabela 5).[56] The results for the internal preference map (IPM) are shown in FIG. 5. The obtained data were explained by the two main components in 55.14%. The dry CWI proved to be the most preferred sample by tasters, since it is located closer to the region with the highest density of tasters on the map. In fact, the highest ratings were given to this sample (Table 4). In addition, the internal preference map shows that the dry natural samples are positioned in close regions on the map, indicating that they have similar acceptability, while the products immersed in milk were markedly more different from each other, especially in terms of overall impression and texture (Table 5).
[57]As principais características que definem a amostra CWI de acordo com os comentários dos consumidores foram: sabor, aroma e ausência de cor, produto integral e saudável, forma irregular e boa textura. Por outro lado, a amostra contendo casca de jabuticaba em pó (CWJI) foi associada com acidez desejável, sabor adstringente e de jabuticaba, boa crocância, alta firmeza quando seco, sabor e cor atraentes, manchas brancas na superfície (FIG. 6) e não muito doce.[57] The main characteristics that define the CWI sample according to consumer comments were: taste, aroma and absence of color, wholesome and healthy product, irregular shape and good texture. On the other hand, the sample containing powdered jaboticaba peel (CWJI) was associated with desirable acidity, astringent and jaboticaba flavor, good crispness, high dry firmness, attractive flavor and color, white spots on the surface (FIG. 6) and Not so sweet.
[58] Os resultados da intenção de compra são apresentados na FIG. 4. A frequência concentrou-se nas categorias de intenção positiva de compra. A maioria dos provadores (39,47%) não estavam certos se comprariam CWI contra 28,95% para CWJI. A dúvida de compra foi maior em relação ao CWI. Dos provadores, 35,09% provavelmente comprariam CWJI contra 24,56% que provavelmente comprariam CWI. Apenas 7,02% certamente comprariam tanto o CWI quanto o CWJI. Os resultados foram positivos, considerando que os produtos inovadores apresentam, naturalmente, uma resistência inicial à compra como consequência das características naturalmente associadas ao respectivo produto na forma tradicional.[58] The purchase intention results are shown in FIG. 4. Frequency focused on positive purchase intent categories. Most tasters (39.47%) were unsure whether they would buy CWI versus 28.95% for CWJI. The purchase doubt was greater in relation to the CWI. Of the tasters, 35.09% were likely to buy CWJI versus 24.56% who were likely to buy CWI. Only 7.02% would definitely buy both the CWI and the CWJI. The results were positive, considering that innovative products naturally present an initial resistance to purchase as a result of the characteristics naturally associated with the respective product in the traditional way.
[59] A melhor avaliação sensorial para cor e aparência atribuída à amostra CWJI pode estar relacionada aos parâmetros de cor instrumental (a*, b*, C* e h°), a qual apresentou marcadamente maior tonalidade, aspecto avermelhado e azulado, como consequência da presença de casca de jabuticaba em pó (CJP). O CJP contribuiu para uma aparência mais atraente dos cereais matinais. Determinação da fibra alimentar Para a estimativa da fibra alimentar, as amostras de extrusados foram finamente pulverizadas para passar através de um crivo de 250 μm. A fibra alimentar total (TDF) dos extrusados e CJP foram determinados seguindo o método AACC n° 32-07.01 (AACCI 2010). Os resultados foram expressos em porcentagem, em base seca. O TDF nos cereais matinais variou de 2,02 a 12,93% (Tabela 5). A incorporação de FTGI (80% de substituição de FM) aumentou significativamente o teor total de fibras nos cereais matinais. A farinha de trigo integral foi avaliada como fonte rica de fibra alimentar com conteúdo de 12,80%, sendo 10,46% insolúvel. O farelo de trigo é composto por celulose, arabinoxilanos, lignina, glucomananos e β-glucanos que contribuem para o teor de fibra em FTGI. O CJP também proporcionou um incremento de TDF nos extrusados das formulações contendo ou não FTGI (CJ e CWJ, respectivamente), o que foi atribuído a um elevado teor de fibras da matéria- prima (30,99%). O incremento no teor de fibras também foi relatado em biscoitos enriquecidos com CJP. A legislação brasileira (ANVISA 2012) estabelece que uma amostra de alimento deve ter 2,5 g de fibra alimentar por porção para ser considerada "fonte" de fibra ou 5 g por porção para ser considerada com alto teor de fibra, e a porção para cereais matinais sendo de 30 g (ANVISA 2003, FDA 2012). Para isso, a amostra extrusada CWJ com 3,58 g de fibra dietética por porção é considerada fonte de fibra. Tabela 5: Atividade antioxidante e teor de fibras de farinhas não processadas, CJP e cereais extrusados
[60]A extração de ácidos fenólicos livres solúveis foi conduzida a partir de meio grama de extrusados ou farinhas moídas (FM e FTGI), com 2 mL de etanol 80% (EtOH) em um mini- homogeneizador, por 30 Segundos. Os tubos foram centrifugados a 2500 x g durante 5 min. A extração foi repetida por três vezes.[60] The extraction of soluble free phenolic acids was conducted from half a gram of extruded or ground flours (FM and FTGI), with 2 mL of 80% ethanol (EtOH) in a mini-homogenizer, for 30 seconds. Tubes were centrifuged at 2500 x g for 5 min. The extraction was repeated three times.
[61] Os compostos fenólicos ligados insolúveis foram extraídos do resíduo resultante da extração dos fenólicos livres, de acordo com Okarter et al.(2010),com pequenas modificações. O resíduo foi primeiro digerido com hidróxido de sódio 2M à temperatura ambiente, de um dia para o outro, com agitação vigorosa. A suspensão foi neutralizada com ácido hipoclórico 2M até pH 4-5. Utilizou-se hexanos para extrair os lipídeos da mistura. A mistura restante foi então extraída três vezes com acetato de etila.[61] The insoluble bound phenolic compounds were extracted from the residue resulting from the extraction of free phenolics, according to Okarter et al. (2010), with minor modifications. The residue was first digested with 2M sodium hydroxide at room temperature overnight with vigorous stirring. The suspension was neutralized with 2M hypochloric acid to pH 4-5. Hexanes was used to extract the lipids from the mixture. The remaining mixture was then extracted three times with ethyl acetate.
[62] Os sobrenadantes recolhidos a partir da extração dos fenólicos livres e insolúveis, respectivamente, foram misturados, centrifugados a 2500 x g durante 5 min e parcialmente desidratados com nitrogênio. Os sobrenadantes foram filtrados através de um filtro de seringa de nylon de 0,45 μm e mantidos num congelador para análise cromatográfica e atividade antioxidante. As extrações foram feitas em triplicata.[62] The supernatants collected from the extraction of free and insoluble phenolics, respectively, were pooled, centrifuged at 2500 x g for 5 min, and partially dehydrated with nitrogen. Supernatants were filtered through a 0.45 µm nylon syringe filter and kept in a freezer for chromatographic analysis and antioxidant activity. The extractions were done in triplicate.
[63] Os resultados de HPLC mostraram que os ácidos fenólicos ligados encontrados nas amostras (matérias-primas e extrusados) foram: ferúlico, cumárico e vanílico. No entanto, não foram identificados compostos fenólicos nos extratos livres solúveis. Os ácidos fenólicos simples são os compostos fenólicos mais comuns e geralmente ocorrem nas formas solúveis conjugadas (glicosídeos) e insolúveis. A maioria dos compostos fenólicos associados a grãos de cereais integrais estão na forma ligada insolúvel (Tabela 6), o que está de acordo com os resultados da presente tecnologia. Cerca de 85 e 75% do total de fenólicos presentes no milho e trigo, respectivamente, estão na forma ligada insolúvel.[63] HPLC results showed that the bound phenolic acids found in the samples (raw materials and extrudates) were: ferulic, coumaric and vanillic. However, phenolic compounds were not identified in the free soluble extracts. Simple phenolic acids are the most common phenolic compounds and generally occur in both soluble conjugated (glycosides) and insoluble forms. Most of the phenolic compounds associated with whole grains are in the insoluble bound form (Table 6), which is in agreement with the results of the present technology. About 85 and 75% of the total phenolics present in corn and wheat, respectively, are in insoluble bound form.
[64]No farelo de trigo duro e trigo mole, o ácido ferúlico pode aparecer ligado a polissacarídeos e proteínas. Pode estar ligado às cadeias de hemicelulose e, principalmente aos resíduos de arabinose, por ligações ésteres. Além disso, pode polimerizar com lignina formando ligações resistentes à atividade de compostos alcalinos. As ligações éster de ácido ferúlico com arabinoxilanos e o seu papel na formação de estruturas de arabinoxilanossão amplamente descritas. O ácido ferúlico foi o fenólico predominante, tanto nos extrusados quanto na matéria-prima (FIG. 7). A maior quantidade de ácido ferúlico em FTGI e extrusado com CF + WGWF (CW) pode estar relacionada com o alto teor de fibra na FTGI. No entanto, não foi identificado ácido ferúlico em extrusado com FM + CJP (CJ). Tabela 6: Quantificação de fenólicos ligados e nas matérias-primas e extrusados
[65] Pesou-se Uma quantidade de 0,5 g de CJP e cereais matinais moídos contendo CJP, pesada em tubo de centrifugação, foi extraída com 2,5 mL de metanol:água:ácido fórmico (1:2:0,1), em ambiente escuro, utilizando-se um mini-homogeneizador. A extração foi repetida duas vezes com 2,5 mL de metanol:água:ácido fórmico. Os sobrenadantes recolhidos foram misturados e centrifugados a 2500 x g durante 5 min a 5 °C. Os sobrenadantes foram filtrados através de um filtro de seringa de nylon de 0,45 um e mantidos no congelador para análise posterior.[65] An amount of 0.5 g of CJP and ground breakfast cereals containing CJP, weighed in a centrifuge tube, was extracted with 2.5 mL of methanol:water:formic acid (1:2:0.1 ), in a dark environment, using a mini-homogenizer. The extraction was repeated twice with 2.5 mL methanol:water:formic acid. The collected supernatants were pooled and centrifuged at 2500 x g for 5 min at 5°C. Supernatants were filtered through a 0.45 µm nylon syringe filter and kept in the freezer for further analysis.
[66]As antocianinas e os fenólicos não-antociânicos presentes na matéria-prima (CJP, FTGI e FM), bem como nos extrusados matinais, foram analisados utilizando HPLC-MS 8040 constituído por um sistema de cromatografia líquida acoplada a esectrometria de massa, utilizando equipamento do tipo triplo quadripolo, equipado com uma fonte de ionização por electro-pulverização (ESI).[66] The anthocyanins and non-anthocyanin phenolics present in the raw material (CJP, FTGI and FM), as well as in the morning extrudates, were analyzed using HPLC-MS 8040 consisting of a liquid chromatography system coupled with mass spectrometry, using triple quadrupole equipment equipped with an electrospray ionization (ESI) source.
[67] Os resultados de HPLC-MS identificaram as antocianinas cianidina-3-O-glicosídeo (cyd-gluc) e delfinidina 3-O-glicosídeo (dpd-gluc) tanto na CJP quanto nos extrusados CJ e CWJ (FIG. 8). O teor de antocianina total em CJP foi predominantemente cyd-gluc (Tabela 6). As cyd- gluc são as antocianinas mais comumente encontradas nos frutos. Nos extrusados CJ e CWJ, em cujas formulações foi incluída a CJP, também foram identificadas as mesmas antocianinas glicosiladas identificadas nas matérias-primas. O baixo teor de antocianina nos extrusados foi devido à diluição da CJP na formulação (apenas 10%) e, provavelmente, devido à degradação que a antocianina tenha vindo a sofrer sob as condições de extrusão.[67] HPLC-MS results identified anthocyanin cyanidin-3-O-glucoside (cyd-gluc) and delphinidin 3-O-glucoside (dpd-gluc) in both CJP and CJ and CWJ extrudates (FIG. 8) . The total anthocyanin content in CJP was predominantly cyd-gluc (Table 6). Cyd-gluc are the anthocyanins most commonly found in fruits. In CJ and CWJ extrudates, in whose formulations CJP was included, the same glycosylated anthocyanins identified in the raw materials were also identified. The low anthocyanin content in the extrudates was due to the dilution of the CJP in the formulation (only 10%) and, probably, due to the degradation that the anthocyanin has been suffering under the extrusion conditions.
[68]A capacidade antioxidante in vitro da matéria- prima (CJP, FTGI e FM) bem como dos extrusados foi determinada utilizando a metodologia do ORAC e os resultados estão apresentados na Tabela 5. O CJP exibiu a atividade antioxidante mais elevada, seguida por FTGI. A Myrciaria cauliflora foi o extrato mais ativo no ensaio ORAC com 827,15 μmol TE/g de amostra. A principal contribuição para o conteúdo fenólico total e a atividade antioxidante da jabuticaba provêm da casca, sendo especialmente atribuída às antocianinas. A farinha de milho não apresentou atividade antioxidante expressiva. Geralmente, os compostos fenólicos encontrados nas frações livres dos extratos de farinha de milho estão presentes em baixa concentração e incluem ácido vanílico, protocatéico, siríngico, quínico, cumárico e ferúlico.[68] The in vitro antioxidant capacity of the raw material (CJP, FTGI and FM) as well as the extrudates was determined using the ORAC methodology and the results are shown in Table 5. CJP exhibited the highest antioxidant activity, followed by FTGI. Myrciaria cauliflora was the most active extract in the ORAC assay with 827.15 μmol TE/g of sample. The main contribution to the total phenolic content and antioxidant activity of jabuticaba comes from the peel, being especially attributed to anthocyanins. Corn flour did not show significant antioxidant activity. Generally, the phenolic compounds found in the free fractions of corn flour extracts are present in low concentration and include vanillic, protocateic, syringic, quinic, coumaric and ferulic acid.
[69] Os extrusados tiveram atividade antioxidante na faixa de 11,935-133,838 μmol TE/g de amostra (Tabela 5). Os extratos de CWJ (EtOH) exibiram a atividade antioxidante mais elevada em comparação com os outros extrusados. Os valores foram semelhantes à FTGI não-processada. Apesar do solvente etanol favorecer a extração de outros compostos fenólicos antes que a antocianina, parte da atividade antioxidante foi devido às antocianinas extraídas, mesmo que em menor extensão. Foi observada uma perda de cerca de 50% da atividade antioxidante da FM não-processada-após extrusão, indicando degradação dos compostos fenólicos pelo processamento. A temperatura é um fator importante na estabilidade da antocianina. Não houve diferença na atividade antioxidante dos extratos etanólicos de CJ e CW, o que leva a concluir que a substituição da farinha de milho por CJP (10%) ou FTGI (80%) proporcionou o mesmo efeito na atividade antioxidante de cereais matinais extrusados.[69] The extrudates had antioxidant activity in the range of 11.935-133.838 μmol TE/g of sample (Table 5). CWJ (EtOH) extracts exhibited the highest antioxidant activity compared to the other extrudates. Values were similar to unprocessed FTGI. Although the ethanol solvent favored the extraction of other phenolic compounds before anthocyanin, part of the antioxidant activity was due to the extracted anthocyanins, even if to a lesser extent. A loss of about 50% of the antioxidant activity of unprocessed FM after extrusion was observed, indicating degradation of phenolic compounds by processing. Temperature is an important factor in anthocyanin stability. There was no difference in the antioxidant activity of the ethanolic extracts of CJ and CW, which leads to the conclusion that replacing corn flour with CJP (10%) or FTGI (80%) provided the same effect on the antioxidant activity of extruded breakfast cereals.
[70] Os resultados da atividade antioxidante avaliados em extratos metanólicos (extratos de antocianina) de cereais matinais apresentaram menor atividade antioxidante do que os extratos etanólicos. Com efeito, já que a CJP representou apenas 10% da formulação. Adicionalmente, o processo de extrusão pode causar degradação da antocianina, levando a uma redução da atividade antioxidante.[70] Antioxidant activity results evaluated on methanolic extracts (anthocyanin extracts) from breakfast cereals showed lower antioxidant activity than ethanolic extracts. Indeed, since the CJP represented only 10% of the formulation. Additionally, the extrusion process can cause anthocyanin degradation, leading to a reduction in antioxidant activity.
[71]Assim, confirmou-se que as antocianinas dos frutos de jabuticaba estão mais concentradas na casca, sendo cianidinas 3-glicosídeo (cyd-gluc) e delfinidina 3- glicosídeo (dpd-gluc) as principais estruturas identificadas, as quais mostraram atividade antioxidante in vitro tanto na matéria-prima (CJP) quanto nos extrusados enriquecidos com CJP (CJ e CWJ). A substituição concomitante da farinha de milho por FTGI e CJP melhorou a atividade antioxidante em cereais matinais. O ácido ferúlico foi o fenólico predominante na fração ligada de farinha de trigo integral e nos extrusados.[71] Thus, it was confirmed that the anthocyanins of jabuticaba fruits are more concentrated in the peel, with cyanidin 3-glucoside (cyd-gluc) and delphinidin 3-glucoside (dpd-gluc) being the main structures identified, which showed activity antioxidant in vitro both in the raw material (CJP) and in the extrudates enriched with CJP (CJ and CWJ). Concomitant replacement of corn flour by FTGI and CJP improved antioxidant activity in breakfast cereals. Ferulic acid was the predominant phenolic acid in the bound fraction of whole wheat flour and in the extrudates.
[72]As principais características observadas pela formulação de cereal matinal definida na presente invenção foram: - Alimento funcional e energético; - Produto com atividade antioxidante como consequência da presença de antocianinas (jabuticaba) e ácidos fenólicos (farinha de trigo integral); - Produto fonte de fibra alimentar; - Produto com diversidade sensorial (cor e sabor); - Redução do valor calórico ao substituir o xarope/açúcar por Isomalt.[72] The main characteristics observed by the morning cereal formulation defined in the present invention were: - Functional and energetic food; - Product with antioxidant activity as a result of the presence of anthocyanins (jabuticaba) and phenolic acids (whole wheat flour); - Product source of dietary fiber; - Product with sensory diversity (color and flavor); - Reduction in caloric value when replacing syrup/sugar with Isomalt.
[73]Assim, a presente invenção confirmou que uma formulação de cereal matinal extrusado à base de milho elaborados com farinha de trigo integral (FTGI) e casca de jabuticaba em pó (CJP) proporcionou uma boa alternativa para o aumento de fibra alimentar em cereal matinal extrusado. A incorporação de da casca de jabuticaba em pó (CJP) causou mudanças no índice de solubilidade em água (WSI), mas seu efeito não foi evidente no índice de absorção de água (WAI). O efeito do FTGI foi predominante nas características dos cereais matinais quando CJP estava presente numa proporção baixa (10%). Na ausência de FTGI, as propriedades físicas (SE, WAI, dureza e crocância) foram favorecidas pela farinha de milho (matéria-prima). Foram detectadas variações em todos os parâmetros de cor nos extrusados, dependendo das matérias-primas, CJP e/ou FTGI. Extrusados com CJP tendem a ser mais escuros devido à cor natural da casca. Os principais parâmetros físicos que levaram a diferenças entre as amostras foram parâmetros de cor, densidade e dureza. Os extrusados à base de milho contendo FTGI e CJP tiveram a maior aceitabilidade em relação a todos os atributos avaliados quando secos (aparência, cor, sabor, textura) e impressão global, também observados após a imersão em leite. As mudanças na estrutura dos extrusados quando imersos no leite foram confirmadas por medidas da textura da vida de tigela, mas não afetaram a impressão global. Portanto, é possível produzir cereais matinais nutricionalmente enriquecido de farinha de trigo integral e casca de jabuticaba em pó, com baixo teor de açúcar.[73] Thus, the present invention confirmed that an extruded corn-based breakfast cereal formulation made with whole wheat flour (FTGI) and jabuticaba peel powder (CJP) provided a good alternative for increasing dietary fiber in cereal extruded morning. The incorporation of jabuticaba peel powder (CJP) caused changes in the water solubility index (WSI), but its effect was not evident in the water absorption index (WAI). The effect of FTGI was predominant on the characteristics of breakfast cereals when CJP was present in a low proportion (10%). In the absence of FTGI, the physical properties (SE, WAI, hardness and crispness) were favored by corn flour (raw material). Variations were detected in all color parameters in the extrudates, depending on the raw materials, CJP and/or FTGI. CJP extrudates tend to be darker due to the natural color of the shell. The main physical parameters that led to differences between the samples were parameters of color, density and hardness. Corn-based extrudates containing FTGI and CJP had the highest acceptability in relation to all attributes evaluated when dry (appearance, color, flavor, texture) and overall impression, also observed after immersion in milk. Changes in the structure of the extrudates when immersed in milk were confirmed by bowl life texture measurements, but did not affect the overall impression. Therefore, it is possible to produce nutritionally enriched breakfast cereals from whole wheat flour and jabuticaba peel powder, with low sugar content.
[74] Embora a invenção tenha sido amplamente descrita, é óbvio para aqueles versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas visando aprimoramento do projeto sem que as referidas alterações não estejam cobertas pelo escopo da invenção.[74] Although the invention has been widely described, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made in order to improve the design without said changes falling outside the scope of the invention.
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