BRPI0823008B1

BRPI0823008B1 - método para preparação de um alimento que apresenta taxas reduzidas de digestão enzimática dos grânulos de amido por seu encapsulamento com alginato, e alimento preparado por este método.

Info

Publication number: BRPI0823008B1
Application number: BRPI0823008A
Authority: BR
Inventors: Jiang Bin; Woo Foo Check; Wah Koh Lee; Kasapis Stefan
Original assignee: Nestec Sa
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2018-11-21
Also published as: WO2010022764A1; AU2008361201B2; UA106049C2; CN102131395A; BRPI0823008A2; AU2008361201A1; CN102131395B; RU2011111494A; CA2733901A1; EP2328418A1; IL210286A0; US20110151094A1; EP2328418B1; MY188648A; ES2654304T3; RU2474122C2; BRPI0823008A8

Description

(54) Título: MÉTODO PARA PREPARAÇÃO DE UM ALIMENTO QUE APRESENTA TAXAS REDUZIDAS DE DIGESTÃO ENZIMÁTICA DOS GRÂNULOS DE AMIDO POR SEU ENCAPSULAMENTO COM ALGINATO, E ALIMENTO PREPARADO POR ESTE MÉTODO.

(73) Titular: NESTEC S.A.. Endereço: Avenue Nestle 55, CH-1800 Vevey, SUIÇA(CH) (72) Inventor: CHECK WOO FOO; STEFAN KASAPIS; LEE WAH KOH; BIN JIANG.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 21/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 21/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA PREPARAÇÃO DE UM ALIMENTO QUE APRESENTA

TAXAS REDUZIDAS DE DIGESTÃO ENZIMÁTICA DOS GRÂNULOS

DE AMIDO POR SEU ENCAPSULAMENTO COM ALGINATO, E

ALIMENTO PREPARADO POR ESTE MÉTODO..

Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere a um método para redução das taxas de digestão enzimática de grânulos de amido nos alimentos, especificamente alimento à base de amido, por encapsulamento dos grânulos de amido com um composto de reação obtido da reação química de pelo menos um polissacarídeo reticulável que foi prémisturado com ingredientes alimentícios, e pelo menos um agente de reticulação. A invenção também se refere a um processo de preparação de alimentos que incorpora o método da presente invenção.

Antecedentes da Invenção [002] O trigo foi reportado como o segundo alimento mais produzido entre as colheitas de cereais após o milho. O trigo é empregado para fabricar farinha para pães, biscoitos, bolos, pastas, macarrão e pode ser fermentado para fabricar cerveja ou vinho. Contudo, o trigo ou os produtos derivados do trigo não são apropriados para pacientes celíacos que são intolerantes ao glúten encontrado no trigo.

[003] Outra colheita de cereal que é frequentemente usado para obtenção de produtos alimentícios e pode ser empregado para substituir o trigo é o arroz. A composição do arroz varia com o clima e a variedade, porém em qualquer caso o amido é, de modo geral, o componente principal do arroz. O amido é um polissacarídeo que consiste em um grande número de unidades de monossacarídeos de glicose ligadas em conjunto. Em geral, o arroz triturado consiste em 78% de amido, 7% de proteína, 14% de umidade e aproximadamente 1% de lipídeo, cinzas e fibra. Fora o fato de ser ingerido propriamente, o arroz

Segue-se folha 1a/20

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1a/20 pode também ser consumido em uma grande variedade de produtos

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2/20 muito populares entre os consumidores especialmente os pacientes celíacos.

[004] Embora o produto de arroz seja apropriado para pacientes celíacos, o mesmo apresenta uma desvantagem, uma vez que o glúten que é encontrado no trigo não está presente no arroz. A ausência do glúten significa que o arroz não possui uma estrutura de massa coesiva e desta forma priva o mesmo de algumas versatilidades encontradas no trigo.

[005] Adicionalmente, a falta do glúten também faz com que os produtos de arroz tenham pouca firmeza após-cozimento, falta de elasticidade, mastigabilidade e alta perda em cozimento. A adição de hidrocolóide é frequentemente necessária, de modo a superar as dificuldades de processamento e aperfeiçoar a textura dos produtos de arroz. Foram feitas outras tentativas, por exemplo, introduzindo alginato de propileno glicol (PGA) na formulação dos produtos de arroz, especificamente atuando como um estabilizador na produção de macarrão. Contudo, PGA é visto como um aditivo químico pelo meio e o consumidor de modo geral.

[006] Além disto, o arroz possui um índice glicêmico relativamente alto (GI). O GI é uma medida do efeito do carboidrato na concentração de glicose no sangue. Quando o alimento contendo carboidrato está sendo digerido no intestino delgado, ele faz com que o nível da glicose no sangue aumente. O alimento com GI alto é rapidamente digerido e absorvido na corrente sanguínea. Por outro lado, o alimento que se rompe lentamente e libera glicose gradualmente na corrente sanguínea possui um GI baixo. Alimentos contendo carboidrato são classificados de uma escala de GI de 1 a 100. O valor de GI mais alto é de 100 e este é parecido ao da ingestão de glicose em sua forma pura. Os alimentos com GI alto se referem aqueles com GI acima de 70, aqueles com GI entre 40 e 70 são geralmente considerados como

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3/20 sendo alimentos com GI moderado e aqueles com GI abaixo de 40 são categorizados como alimentos com GI baixo.

[007] Quando o alimento contendo carboidrato é consumido, o carboidrato é rompido em unidades menores, assim permitindo que o mesmo seja absorvido na corrente sanguínea. Uma vez absorvido na corrente sanguínea, o corpo humano distribuirá o mesmo para as áreas onde ele é necessário a geração de energia ou ele será armazenado como glicogênio. O glicogênio, outro polímero da glicose, é o polissacarídeo usado pelo ser humano para armazenar energia.

[008] Acredita-se que o alimento com GI alto desencadeará uma liberação aumentada de insulina na corrente sanguínea. A insulina é um dos hormônios que desempenha um papel regulador dos níveis de açúcar no sangue por tentar manter o açúcar do sangue em um nível constante. Consequentemente, quando muita glicose entra na corrente sanguínea de uma vez, o corpo reage liberando mais insulina a fim de converter a glicose excessiva em uma forma que pode ser armazenada pelo corpo humano. Contudo, o efeito desse processo é que, quando a glicose que foi consumida, na forma de carboidratos for removida da corrente sanguínea, nós nos sentiremos cansados e com fome, pelo que, criando desejo de mais carboidratos. Assim um ciclo é criado, onde nós comeremos mais que o necessário.

[009] O consumo de alimentos com GI alto é frequentemente associado aos vários problemas de saúde incluindo resistência a insulina, diabetes do tipo II, obesidade e doença coronáriana do coração.

[0010] Por outro lado, os alimentos com GI baixo liberam glicose mais rápida e constantemente. Portanto, os alimentos com GI baixo liberam glicose lentamente para a corrente sanguínea, mantendo o nível de energia equilibrado e consistente. Isto também significa que podemos nos sentir saciados por mais tempo entre as refeições.

[0011] Existem mais e mais pessoas na nossa sociedade que

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4/20 prestam atenção as questões de saúde e dos alimentos que consomem a cada dia. Contudo, como resultado de um estilo de vida ocupado e agitado onde mais tempo é gasto no trabalho, as pessoas atualmente dispõem de menos tempo para preparar refeições saudáveis. Portanto, é necessário e esperado que indústria alimentícia forneça escolhas de alimentos não só convenientes, porém especificamente saudáveis. A tendência atual é a dos alimentos com pouca gordura, pouco sal e baixo teor de carboidratos. Consequentemente, uma taxa de digestão lenta de carboidratos que forneça respostas glicêmicas e de insulina baixas é considerada desejável para a população em geral neste momento.

[0012] Os Pedidos de Patente Internacionais números PCT/EP2007/059324, PCT/EP2007/059326 e PCT/EP2007/059329 descrevem processos para produção de compostos, que são partículas contendo amido revestidas, embutidas ou encapsuladas por um polissacarídeo reticulável e os processos são realizados em uma solução de Ca²⁺. A única diferença entre o PCT/EP2007/059324 e o PCT/EP2007/059326 é que o último compreende adicionalmente uma etapa de pós enrijecimento para prevenir que o revestimento desintegre no trato gastrointestinal. Considera-se que a única diferença do PCT/EP2007/059329 em comparação aos dois outros pedidos é que uma mistura de biopolímeros em disposição de múltiplas camadas é descrita no PCT/EP2007/059329. Contudo, os compostos de acordo com estes documentos são produzidos tanto por extrusão quanto por emulsão, considerando-se que as microesferas dos compostos são produzidas por extrusão de uma solução de amido e alginato em um banho de cloreto de cálcio para enrijecimento. As microesferas enrijecidas obtidas desse processo são então adicionadas às composições alimentícias. Os produtos alimentícios que são obtidos deste sistema são, em sua maior parte, alimentos prontos para consumo, tais como,

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5/20 lanches, doces, pudins, iogurtes, cereais, sorvetes, bebidas e produtos em pasta. Adicionalmente, nenhum sistema alimentício específico foi estudado em detalhes em qualquer um destes documentos.

[0013] A Patente Européia EP n° 0749697 revela o uso de um revestimento de polissacarídeo reticulado de cátion para reduzir a resposta glicêmica do alimento contendo carboidrato. O método desta patente compreende o revestimento de um polissacarídeo reticulável sobre o núcleo do alimento hidratável por ebulição do mesmo e então hidratação do núcleo do alimento por cozedura do núcleo do alimento revestido em uma solução de cátions. Esta patente é apropriada para ser usada para revestimento de alimentos cozidos, tais como, grãos de arroz, massas e alimentos prontos para serem consumidos. Parece que este método é um processo de revestimento onde um revestimento é aplicado a um produto final. De modo que o sistema desta patente funcione eficazmente, o alimento a ser revestido deverá ser relativamente grande.

[0014] Em vista da presente tendência, existe a necessidade no mercado de prover produtos de arroz mais saudáveis que apresentem propriedades de processamento e de ingestão aperfeiçoadas. É necessário um substituto para PGA. Também existe a necessidade de um método que possa produzir uma faixa mais ampla de produtos alimentícios de valor de GI reduzido onde tal método não está limitado ao alimento pronto para comer ou pelo tamanho do alimento a ser revestido.

Sumário da Invenção [0015] É um objetivo da presente invenção prover um produto alimentício que possui uma digestibilidade lenta dos grânulos de amido e assim possui uma liberação lenta de glicose na corrente sanguínea.

[0016] Outro objetivo da presente invenção é prover um produto alimentício que tenha uma digestibilidade lenta dos grânulos de amido

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6/20 por ajuste externo de uma rede com cátions a rede sendo capaz de suportar temperatura e pressão altas sem ser destruída durante a produção ou processamento dos produtos alimentícios.

[0017] Um objetivo adicional da presente invenção é prover um alimento à base de produto de amido possuindo um valor de GI reduzindo sendo assim mais saudável para o consumo.

[0018] Ainda, outro objetivo da presente invenção é prover um método para encapsular os grânulos de amido no alimento com um composto de reação formado pela reação química de pelo menos um polissacarídeo reticulável e pelo menos um agente de reticulação, de modo que o valor GI do produto alimentício seja reduzido.

[0019] De acordo com a presente invenção, é revelado um método de redução da digestão enzimática dos grânulos de amido no alimento compreendendo encapsulamento dos grânulos de amido com um composto de reação, caracterizado pelo fato de que o composto de reação é formado pela reação química de pelo menos um polissacarídeo reticulável pré-misturado com os ingredientes alimentícios e pelo menos um agente de reticulação.

[0020] Este composto de reação retarda a liberação do carboidrato ou grânulos de amido no sistema digestivo e, portanto, reduz a resposta glicêmica no alimento.

[0021] O polissacarídeo reticulável conforme usado na presente invenção pode ser qualquer polissacarídeo que seja capaz de reticular com um cátion. Tais polissacarídeos compreendem qualquer um ou uma combinação de alginato, pectina, pectato, carragenana, goma xantana e goma gelana desacilada. Mais preferivelmente, o polissacarídeo reticulável usado é alginato.

[0022] O agente de reticulação que pode ser usado na presente invenção inclui qualquer cátion, preferivelmente cátion divalente, mais preferivelmente cátion de metal divalente que compreende cálcio,

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7/20 magnésio, sódio e potássio. As fontes de cátion estão preferivelmente na forma líquida e estas fontes incluem cloreto de cálcio, cloreto de cálcio anidro, di-hidrato cloreto de cálcio, fosfato de cálcio monobásico, lactato de cálcio ou outros íons metálicos. A solução mais preferida para a presente invenção é cloreto de cálcio.

[0023] Um método para preparação de um alimento que apresenta taxas reduzidas de digestão enzimática compreende as etapas de: (i) preparação de uma massa por mistura de pelo menos farinha e água em suas quantidades suficientes para formar uma massa; e (ii) conformação da massa na forma desejada; caracterizado pelo fato de que o método compreende, adicionalmente, acréscimo de pelo menos um polissacarídeo reticulável na massa e permitindo que a mesma contate uma solução de agente de reticulação por um período de tempo predeterminado, de modo que o polissacarídeo reticulável seja reticulado com o dito agente de reticulação antes da etapa de conformação.

[0024] Breve Descrição dos Desenhos [0025] A figura 1 mostra um fluxograma do protocolo experimental usado na preparação e análise de um modelo de macarrão fabricado de arroz.

[0026] A figura 2 é uma microscopia eletrônica de varredura e reproduz micrográficos para Manucol-HV.

[0027] A figura 3 ilustra os espectros de FTIR obtidos para a formulação de massa básica e presença de duas concentrações de Manucol-HV e Manugel-DPB [0028] A figura 4 ilustra a quantidade de açúcar na maltose equivalente liberada das amostras de massa fervida durante um período de digestão de 3 horas.

[0029] A figura 5 é resultado do processamento industrial seguido por tratamento do macarrão instantâneo em água fervente por 2 minutos.

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Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas [0030] Um aspecto da presente invenção se refere a um método de redução da digestão enzimática de grânulos de amido nos alimentos, especificamente alimento à base de amido e, mais especificamente, macarrão de arroz. O consumo de macarrão de arroz incluindo macarrão de arroz instantâneo na Ásia ainda está crescendo, especialmente nos mercados não tradicionais como a Índia. Contudo, o macarrão instantâneo com seu teor mais alto de sal, gordura e carboidratos é geralmente tido pelos meios e grupos de consumidores como alimento não saudável que não segue a tendência do mercado que promove estilo de vida saudável com ênfase para a prevenção de doenças.

[0031] Uma dieta não saudável é uma questão importante e o diabetes é um transtorno metabólico importante na Ásia. Em Singapura, por exemplo, de acordo com o 1988 National Health Survey, entre as pessoas com idades entre 18-64 anos, a prevalência do diabetes e tolerância à glicose comprometida foi de aproximadamente 9% e 15% respectivamente. Desde então, o número vem crescendo e se tornou um importante risco a saúde que resulta em doenças cardiovasculares na região.

[0032] É revelado um método para redução das taxas de digestão enzimática de grânulos de amido nos alimentos compreendendo encapsulamento dos grânulos de amido com um composto de reação, caracterizado pelo fato de que o composto de reação é formado pela reação química de pelo menos um polissacarídeo reticulável prémisturado com o ingrediente alimentício e pelo menos um agente de reticulação.

[0033] De acordo com esta invenção, os polissacarídeos reticuláveis são solúveis em água e reticuláveis com um cátion. Exemplos de tais polissacarídeos são qualquer um ou uma combinação de alginato,

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9/20 pectina, pectato, carragenana, goma xantana e goma gelana desacilada. Preferivelmente, o polissacarídeo reticulável usado é alginato. Os polissacarídeos reticuláveis usados na presente invenção estariam em uma quantidade suficiente para reagir com o cátion, de modo a produzir uma rede para encapsular os grânulos de amido. De modo geral, o polissacarídeo reticulável usado está entre 0,01% a 2,0% (peso/peso). [0034] O alginato é uma fibra dietética funcional que pode ser considerada como uma adição valiosa às formulações à base de arroz. Ela é extraída das algas marinhas e consiste em resíduos de ácido αL-gulurônico (G) e ácido β-D-manurônico (M) ligados em 1^4 que são intercalados como blocos MM múltiplos, GG homopoliméricos e MG heteropoliméricos.

[0035] A capacidade do alginato de realizar a presente invenção depende da razão e sequencia de componentes de ácido manurônico (bloco M) e ácido gulurônico (bloco G) da molécula de alginato. Os alginatos que apresentam teor alto nas regiões de bloco M são melhoradores de viscosidade, enquanto os alginatos que apresentam teor alto nas regiões de bloco G são agentes de formação de rede.

[0036] Portanto, é preferível que o alginato empregado na presente invenção tenha um teor predeterminado e proporção de bloco M e bloco G. Mais preferivelmente, o alginato conforme usado na presente invenção possui um teor de bloco M entre 37% a 63% e viscosidade de cerca de 750 mPa.s (para solução de alginato na concentração de 1 %) e teor de bloco G entre 37% a 63% e viscosidade de cerca de 440 mPa.s (para solução de alginato na concentração de 1%).

[0037] Indivíduos clínicos que receberam suplementos de dietas contendo alginato experimentaram uma redução na concentração e colesterol no plasma, glicose máxima no sangue e elevação de insulina no plasma (Brownlee e outros, 2005; Jimenez-Escrig & SanchezMuniz, 2000). Estas verificações sugeriram que o alginato é capaz de

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10/20 prevenir ou minimizar o risco de doenças cardiovasculares, do coração e outras doenças degenerativas. Consequentemente, a adição de alginato nas formulações de produtos alimentícios à base de arroz não apenas aperfeiçoa a coesividade da massa de arroz, pelo que, melhora a textura, bem como as propriedades de ingestão do produto, também aperfeiçoando as propriedades dos produtos alimentícios da perspectiva da saúde.

[0038] O agente de reticulação da presente invenção compreende cátions que são apropriados para formação de sais com os polissacarídeos reticuláveis. Estes cátions são introduzidos externamente. Exemplos de tais fontes de cálcio que podem ser usadas para induzir a reticulação são cátions de metal compreendendo cálcio, magnésio, sódio e potássio. As fontes de cálcio estão na forma líquida de qualquer sal solúvel e estas fontes incluem cloreto de cálcio, cloreto de cálcio anidro, di-hidrato de cloreto de cálcio, fosfato de cálcio monobásico, lactato de cálcio ou outros íons metálicos. A solução mais preferida para a presente invenção é cloreto de cálcio.

[0039] A quantidade de cátions necessária depende do tipo de cátion utilizado. A quantidade seria suficiente para formar uma matriz rígida ou semi-rígida. Na concretização específica que utiliza um cátion de reticulação preferido, a concentração do cálcio elementar que está sendo usada para reticular eficazmente os polissacarídeos e formar uma matriz está entre 0,01% a 2,0% (peso/peso).

[0040] De acordo com a presente invenção, um método para preparação de um alimento que possui uma taxa reduzida de digestão enzimática de grânulos de amido compreende mistura dos ingredientes principais de farinha de arroz e amido de tapioca para formar uma mistura seca. A mistura pode compreender adicionalmente outros ingredientes apropriados. Neste meio tempo, o alginato é dissolvido em água, preferivelmente ele é dissolvido em água deionizada a uma

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11/20 temperatura entre 75°C - 95°C. A solução é preferiv elmente deixada esfriar para temperatura ambiente (25°C) antes do u so. A solução de alginato é então adicionada à mistura seca e misturada bem para formar uma massa. Óleo é então adicionado à massa seguido por sova da massa. Após isto, a massa é imersa em uma solução contendo cálcio, preferivelmente solução de cloreto de cálcio por cerca de 5 a 30 minutos, preferivelmente 5, 10, 20 ou 30 minutos antes da fervura da mesma por cerca de 5 minutos em água deionizada. A preparação esquemática detalhada da massa em uma concretização da presente invenção é ilustrada na figura 1.

[0041] A formação da rede de alginato dentro da matriz da massa é facilitada por introdução externa de íons cálcio por imersão da massa na solução de cloreto de cálcio. A massa preparada de acordo com o método da presente invenção possui propriedades estruturais melhoradas, uma vez que o alginato é capaz de formar uma rede contínua que suspende os grânulos de amido em um gel compósito coerente. Além da vantagem óbvia da manipulação textural, parece que tal morfologia é capaz de retardar a digestão da α-amilase da massa in-vitro. [0042] O óleo empregado na presente invenção pode ser um óleo vegetal ou óleo animal ou gorduras. O óleo preferido a ser usado é um óleo vegetal compreendendo óleo de palma, óleo de milho, óleo de canola, óleo de oliva, óleo de açafrão, óleo de gergelim, óleo girassol e outros óleos vegetais.

[0043] As formulações de massa com teor diferente de ácido manurônico e gulurônico no alginato são mostradas nas Tabelas 1 e 2.

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Tabela 1: várias formulações para preparação da massa da presente invenção por uso da solução de alginato com ácido manurônico a 61% e ácido gulurônico a 39%.

Ingredientes	Concentração (% peso/peso)
Controle	0,2%	0,4%	0,6%	0,8%	1,0%
Farinha de arroz	47,76	47,76	47,76	47,76	47,76	47,76
Amido de tapioca	9,31	9,31	9,31	9,31	9,31	9,31
Água	40,93	40,83	40,53	40,33	40,13	39,93
*Alginato de sódio (Manucol-HV)	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Óleo de palma	2	2	2	2	2	2

*Manucol-HV: ácido manurônico a 61% e ácido gulurônico a 39%.

Tabela 2: várias formulações para preparação da massa da presente invenção por uso da solução de alginato com ácido manurônico a 37% e ácido gulurônico a 63%.

Ingredientes	Concentração (% peso/peso)
Controle	0,2%	0,4%	0,6%	0,8%	1,0%
Farinha de arroz	47,76	47,76	47,76	47,76	47,76	47,76
Amido de tapioca	9,31	9,31	9,31	9,31	9,31	9,31
Água	40,93	40,83	40,53	40,33	40,13	39,93
*Alginato de sódio (Manugel-DPB)	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Óleo de palma	2	2	2	2	2	2

*Manugel-DBP: ácido manurônico a 37% e ácido gulurônico a 63%.

[0044] Um aspecto adicional da presente invenção fornece uma composição alimentícia compreendendo uma taxa de digestão enzimática reduzida preparada do método descrito acima. Neste aspecto, a composição alimentícia pode ser qualquer tipo de produto alimentício, preferivelmente produtos alimentícios à base de arroz, tais como macarrão de arroz. O macarrão de arroz pode ser macarrão instantâneo

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13/20 como base seca ou de sopa.

[0045] A presente invenção fornece uma composição de macarrão alternativa para aquela encontrada no mercado. A composição de macarrão da presente invenção é fabricada sem PGA assim evitando o rótulo aditivo químico que é frequentemente associado aos produtos existentes no mercado. Adicionalmente, os estudos mostram que os macarrões produzidos da massa conforme preparada de acordo com a presente invenção possuem qualidade superior em termos de aparência total e perfil textural. Os estudos também mostram que o macarrão se correlaciona diretamente ao retardo da digestão enzimática de αamilase in vitro .

[0046] Tendo descrito a invenção em termos gerais, será feita referência agora aos exemplos específicos. Deve ser entendido que estes exemplos não se destinam a limitar a invenção, porém meramente ilustrar especificamente a invenção. Todas as partes e porcentagens são com base no peso total da composição, a menos que de outra forma especificado.

Exemplo 1 [0047] Uma mistura seca é preparada primeiro por mistura de 48,0% de farinha de arroz e 9,0% de amido de tapioca. O alginato é dissolvido em água deionizada com agitação a 95°C por 10 minutos. A solução é então resfriada a 25°C e é adicionada à m istura seca em concentrações de 0,2%. Isto é seguido por adição e sova da massa com óleo de palma. A massa se transforma em folha ao ser passada através de um par de roletes com distância de 2,5 mm e cortada com um cortador de cortiça em discos cilíndricos de 38,0 mm de diâmetro. Os discos são imersos por 30 minutos em 50 mL de solução de CaCl2 a 0,2M a temperatura ambiente (25°C), sendo então seguido por ebulição por 5 minutos em 100 mL de água deionizada.

[0048] Os protocolos supracitados são repetidos para alginatos as

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14/20 soluções de 0,4%, 0,8% e 1,0%

Massa básica sem alginato para teste de comparação [0049] A formulação de massa básica consiste em 48,0% de farinha de arroz, 9,0% de amido de tapioca, 2,0% de óleo de palma e 41% de água deionizada sendo preparada para ser servida como um sistema modelo para macarrão de arroz instantâneo com base em sopa disponível no mercado.

[0050] A massa cozida com alginato e sem alginato é testada quanto ao que se segue:

i) Vazamento de amido solúvel e perda em cozimento, ii) Análise mecânica dinâmica, iii) Microscopia eletrônica de varredura (SEM), iv) Espectroscopia infravermelha em Transformação Fourier (FTIR)

v) . Digestão de amido in-vitro.

i) Efeito do alginato no vazamento de amido e perda em cozimento [0051] A presente investigação examina as propriedades estruturais das formulações modelo de macarrão de arroz na presença de alginato com composição ácida urônica distinta. O objetivo foi o de utilizar a rede de alginato estabelecida externamente com cálcio como um encapsulante dos grânulos de amido na massa. A capacidade do alginato de cimentar os grânulos de amido em uma massa coesiva foi avaliada por monitoramento da perda em cozimento e o vazamento de amido solúvel.

[0052] Dessa forma, foram observados os resultados na quantidade de partículas sólidas (perda em cozimento) e amido solúvel (sequencias semelhantes a amilose) que vazaram da massa de arroz na água fervente por 5 minutos. Em geral, pequenas adições de polissacarídeo à formulação resultam em uma redução significativa em ambos fenômenos. Adicionalmente, Manugel-DPB supera o Manucol-HV

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15/20 em termos de perda em cozimento, com os dados sendo comparáveis com relação ao vazamento de amido. Na presença de íons cálcio, o teor de guluronato maior do primeiro criaria uma rede de alta densidade assim retardando a transferência da massa para o dialisado. De modo interessante, o teor de alginato de 0,1 a 0,2% é suficiente para conter as perdas de material a um grau bom, que permanece constante na faixa superior da concentração de polissacarídeo. Os resultados argumentam fortemente que um produto comercial financeiramente viável com probabilidade aumentada de aceitação pelo consumidor pode ser produzido seguindo-se esta abordagem.

ii) Propriedades mecânicas da massa de arroz reforçada com alginato [0053] A confirmação adicional do efeito da rede de alginato nas propriedades estruturais da massa de arroz foi obtida usando baixa deformação e oscilação dinâmica no cisalhamento. A abordagem macromolecular avalia em algum detalhe o reforço estrutural do gel compósito contendo dois tipos diferentes de polissacarídeo. Observou-se que existe um aumento significativo nos valores de módulos de armazenamento (Gj na presença de alginato, em comparação à formulação de massa básica. Por exemplo, a adição de Manugel-DPB a 1,0% aumenta a resistência da rede em quase uma ordem de grandeza de 34 a 296 kPa na frequência experimental de 100 rad/s. Parece que a conformação de duas dobras altamente engatadas das sequencias de poliguluronato formam ligações transversais eficientes com os cátions de cálcio divalente (Atkins e outros, 1973; Mackie e outros, 1983), que servem como os nós de uma estrutura tridimensional capaz de manter as partículas de farinha juntas durante o processamento.

[0054] Manucol-HV, que é rico em sequencias de polimanuronato, funciona principalmente como melhorador de viscosidade, consequentemente, sua contribuição para a resistência da rede é limitada. Na concentração precoce de vazamento de amido e perda em cozimento

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16/20 mínimos, os valores correspondentes do módulo de armazenamento são de 55 kPa para Manucol-HV e 75 kPa para Manugel-DPB. É interessante que a matriz da massa de arroz suportada pelo alginato sobrevive ao tratamento térmico a 100°C por 5 minutos, uma vez que isto se compara ao vapor empregado nas linhas de produção comercial.

iii) Microscopia Eletrônica de Varredura [0055] Evidência tangível da transformação dramática na estrutura da massa de arroz pela adição de alginato é observada das imagens de microscopia de varredura de elétron. A figura 2 reproduz tais micrográficos para Manucol-HV, porém argumentos semelhantes podem ser feitos para as imagens SEM de Manugel-DPB (não mostradas por questões de brevidade). Na ausência do polissacarídeo, a formação estrutural da massa se deve primariamente à gelatinização do amido e os poros maiores são visualizados na figura 2a (esquerda). A morfologia de amido granular resulta em estruturas extremamente quebradiças que racham prontamente na superfície (figura 2a direita). A introdução do alginato ao sistema transforma o gel compósito por formação de uma fase contínua e elástica capaz de minimizar os efeitos de tensão localizada (figura 2b esquerda).

[0056] A capacidade de estiramento reduz consideravelmente a densidade das rachaduras da superfície (figura 2b, direita) e este tipo de comportamento é mais pronunciado na presença de alginato a 1,0% na formulação (figura 2c, esquerda e direita). A espessura das folhas de massa (2,4 mm) era comparável aquela das concretizações comerciais e parece que a difusão de cálcio eficiente com vistas a utilização completa de alginato é possível através das condições de ajuste externo da presente investigação (vide Seção Ingredientes e Preparação de Amostra). A formulação resulta em folhas de massa laminada projetando características estruturais de um equilíbrio fino de gelatinização de amido e reticulação de alginato.

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17/20 iv) Espectroscopia Infravermelha em Transformação Fourier [0057] Considerações macromoleculares da seção precedente foram complementadas por um acionamento para identificar as interações moleculares responsáveis pelas propriedades físico-químicas da massa de arroz fortificada com alginato. Isto foi obtido pela Espectroscopia Infravermelha em Transformação Fourier, uma técnica que é capaz de seguir a troca de íon no alginato a partir dos sais de sódio em cálcio. Tal substituição nas vizinhanças da cadeia polimérica resulta na alteração da densidade de carga e, naturalmente, do raio e peso atômico do cátion. O novo ambiente contra-íon ao redor do grupo carboxila é visto como um deslocamento máximo no espectro da FTIR. Duas variações maiores no espectro são o deslocamento da máxima de estiramento assimétrico de COO^- (1608-1611 cm^-1) e máxima de estiramento simétrico de COO^- (1413-1414 cm^-1) na direção de números de onda maiores (Pongjanyakul & Puttipipatkhachorn, 2007). Além disto, a máxima de estiramento de OH^- (3360-3380 cm^-1) se torna estreita e diminui na intensidade com teor de Ca²⁺ maior, devido ao aumento na ligação intramolecular (Sartori, Finch & Ralph, 1997).

[0058] A figura 3 ilustra os espectros de FTIR obtidos para a formulação de massa básica e na presença de duas concentrações de Manucol-HV e Manugel-DPB. Ambas a máxima de estiramento assimétrico de COO^- e máxima de estiramento simétrico de COO^- reportadas presentemente repousam em números de onda maiores que os da literatura. Os últimos foram tomados de películas de alginato puras ou cápsulas de medicamento com o teor de polissacarídeo excipiente sendo superior a 60% peso/peso. Na ausência do alginato, os números de onda de 1648 e 1456 cm^-1 destacados na figura 3a são atribuídos às oscilações do grupo carboxila dos ingredientes proteináceos da formulação de massa básica. Conforme a formulação foi suplementada com alginato e Ca²⁺, a máxima de estiramento assimétrico de COO^-

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18/20 e a máxima de estiramento simétrico de COO^- na realidade se deslocaram reprodutivamente para números de onda maiores, isto é, de 1648 para 1651-1655 cm^-1 e de 1456 para 1458-1460 cm^-1, respectivamente nas figuras 3b a 3e. Além disto, a máxima de estiramento de OH^- tornou-se mais estreita para as amostras contendo alginato. Os resultados indicam uma interação iônica entre Ca²⁺ difundido e alginato adicionado, o que é encontrado em concentrações relativamente baixas (< 1,0%) na formulação de macarrão modelo. A presença de níveis altos de amido pode fornecer uma interação com as proteínas e alginato contribuindo para o deslocamento máximo nos espectros registrados.

v) Digestão de Amido In vitro da Massa de Arroz na Presença de Alginato [0059] Além da melhora da estrutura da massa de arroz, o alginato foi avaliado como um retardante da digestão de amido. O alginato é uma fibra de dieta não digestiva e, de acordo com nosso trabalho, sua reticulação induzida por cálcio é capaz de suportar altas temperaturas de preparação e processamento da amostra. Adicionalmente, a capacidade de microencapsular grânulos de amido pode servir como uma barreira física entre as enzimas digestivas e seu substrato. Tal resultado permitiria a produção de formulações à base de massa de arroz com um índice glicêmico (GI) reduzido. Análise in vitro da digestão de amido pode ser implementada usando α-amilase e presentemente a enzima era de uma fonte de fungos. No trato gastrointestinal humano, a α-amilase é excretada na saliva e suco pancreático e catalisa a divisão aleatória de ligações α-1,4 glicosídicas de glicano exceto maltose. A mesma é inibida na área de ramificação α-1,6 com produtos finais de digestão amilolítica sendo oligossacarídeos lineares com 2 a 3 unidades de glicose, bem como α-dextrinas com cadeia mais longa (Gray, 1992).

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19/20 [0060] O gráfico de linhas na figura 4 ilustra a quantidade de açúcar na maltose equivalente liberada das amostras de massa fervida durante um período de digestão de 3 horas. Devido ao seu baixo peso molecular, os enzimolizados foram capazes de migrar para o dialisado por quantificação subsequente usando o ensaio 2,5-DNSA descrito na parte experimental deste manuscrito. As amostras sem alginato exibiram uma taxa de digestão rápida, por exemplo, 43,3 mg por g de massa ao final do experimento (180 minutos) na figura 4a. Resultados comparáveis foram obtidos na presença de 0,6% de Manucol-HV ou Manugel-DPB, com os açúcares liberados alcançando 33 a 30 mg por g de massa de arroz nas figuras 4b e 4c, respectivamente. Contudo, na adição de 1,0% de polímero, o Manugel-DPB apresenta um desempenho melhor (~ 17.8 mg/g na figura 4e) que o Manucol-HV (~ 23,0 mg/g na figura 4d) em razão do alto teor de guluronato, consequentemente melhorando a propriedade de coesividade/barreira do primeiro. As observações numéricas são confirmadas pelo pictográfico na figura 4, que foi realizado ao final do experimento. Assim, os materiais sem alginato desintegraram dando surgimento a uma solução opaca no tubo Visking (vide figura 4α). Em contraste, contrapartes suplementadas com alginato reticulado com cálcio foram capazes de manter a coesão na forma de gel que pode intumescer dentro do curso de tempo experimental da amostragem e observação (vide figura 4β). v) Graduação de um Produto Final [0061] O entendimento fundamental obtido no laboratório foi aplicado ao teste por preparação de macarrão de arroz com base em sopa na fábrica piloto da empresa patrocinadora. Diferente da massa de trigo, a falta de glúten no arroz causa uma rápida evaporação da água e formação de estruturas brilhantes que desintegram rapidamente. Foi tentado aperfeiçoar a processabilidade por suplementação da formulação básica com alginato reticulado com cálcio. As etapas de procesPetição 870180025422, de 29/03/2018, pág. 22/35

20/20 samento na planta piloto envolveram mistura dos ingredientes, transformação da massa em folhas e divisão, aspersão de uma solução de cloreto de cálcio apropriada sobre a superfície do macarrão, formação de ondas e corte dos fios de macarrão, vaporização e fritura das porções em tamanho comercial desejado. O resultado do processamento industrial seguido por tratamento do macarrão instantâneo em água fervente por 2 minutos é mostrado na figura 5. Várias combinações de tipo de alginato e concentração com cloreto de cálcio adicionado foram avaliadas em termos de aparência final e textura do macarrão cozido. O exemplo na figura 5 (superior) que contém 0,6% de Manugel-DBP é fabricado de fios longos e distintos com apelo visual bem aceitável. Na ausência do alginato adicionado, contudo, uma massa com mais grumos e pegajosa foi obtida na figura 5 (inferior). Este material também era muito macio e desintegrou na sopa, consequentemente não sendo apropriado para consumo. O trabalho de desenvolvimento do produto está em andamento, porém até o momento, a capacidade do macarrão de arroz contendo alginato de liberar uma propriedade organoléptica aceitável após vaporização, fritura e ebulição é extremamente encorajadora.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de preparação de um alimento que apresenta uma taxa reduzida de digestão enzimática de grânulos de amido, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

(i) misturar pelo menos farinha de arroz e amido de tapioca para formar uma mistura seca;

(ii) adicionar alginato dissolvido em água na mistura seca para formar uma massa;

(iii) adicionar óleo à massa;

(iv) amassar, folhar e cortar a massa; e (v) imergir a massa amassada, folhada e cortada em uma solução contendo cálcio antes de ferver a massa; e sendo que o alginato apresenta um teor de ácido manurônico entre 37% a 63% e um teor de ácido gulurônico entre 37% e 63%.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo é selecionado de óleo de palma, óleo de milho, óleo de canola, azeite, óleo de cártamo, óleo de gergelim ou óleo de girassol.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a solução contendo cálcio é uma solução de cloreto de cálcio.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a imersão da massa na solução de cloreto de cálcio é de 5 a 30 minutos.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa de ferver a massa após a etapa (v) durante 5 min em água deionizada.
6. Alimento, caracterizado pelo fato de que:

é obtido pelo método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5;

apresenta uma taxa reduzida de digestão enzimática de grânulos de amido; e

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2/2 os ditos grânulos de amido são encapsulados por alginato reticulado.
7. Alimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que é um macarrão de arroz.
8. Alimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o macarrão de arroz é um macarrão de arroz instantâneo.

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Mistura seca de farinha de Dissolução de alginato de sódio arroz com amido de tapioca ^a 80°C por 10 minutos em agitação l

Evaporaçao de água para o peso necessário l

Resfriamento para temperatura ambiente (25°C) ! i

Adição de solução de alginato de sódio para mistura seca l

Amassamento por 30 segundos | <— Adição de óleo de palma

Amassamento por mais 30 segundos l

Transformaçao da massa em folhas (passagem através de um par de roletes com uma espessura de 2,4 mm) e corte com um cortador de cortiça em discos cilíndricos de 38 mm

Imersão em um banho de 0,2 M de CaC|2 por 30 minutos

Fervura em 100 mL de água deionizada por 5 minutos

Massa cozida

Ί I Γ

Perda em vazamento análise SEM FTIR cozimento de amido mecânica solúvel dinâmica

análise de digestão in vitro