Estudo das propriedades reológicas e sensoriais após reconstituição dos mingaus desidratados de arroz e soja
https://doi.org/10.1590/S0101-20612000000100014
Estudo das propriedades reológicas e sensoriais após reconstituição dos mingaus desidratados de arroz e soja1
Sin H. WANG2,*, Luciana H. MAIA2, Luiz Fernando M. da SILVA3, Lair C. CABRAL3
Com o objetivo de obter-se um mingau desidratado de arroz e soja que apresentasse boas propriedades reológicas e sensoriais ao serem reconstituídos, foram misturados grãos de arroz e soja nas proporções de 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50%, respectivamente. O processo utilizado para sua obtenção envolveu as seguintes etapas: decorticagem dos grãos de soja, branqueamento, desintegração e homogeneização do arroz e soja, bem como secagem por atomização. Os mingaus desidratados obtidos foram reconstituídos em água, na proporção de 1:9 de mistura:água, e posteriormente verificadas suas composições, atividade do inibidor de tripsina e propriedades reológicas. Com exceção do controle (0% de soja), os demais mingaus reconstituídos foram submetidos às avaliações sensoriais de aparência, consistência e sabor. Os resultados obtidos indicaram que todos os mingaus desidratados reconstituídos contendo de 0 a 50% de soja, apresentaram comportamento pseudoplástico. Os mingaus contendo 20, 30, 40 e 50% de soja mostraram a melhor consistência, sendo que somente aqueles com 30, 40 e 50% de soja apresentaram melhores aparência e sabor. Estes mingaus reconstituídos foram formulados com 6% de açúcar, 0,2% de sal e 0,6% de aromatizante (baunilha ou coco), e submetidos ao teste massal de preferência. O teste de preferência indicou que os mingaus reconstituídos e formulados contendo 40 e 50% de soja, aromatizados com baunilha foram os mais preferidos, e quando aromatizados com coco, apenas o de 40% de soja foi o mais preferido. Não foi verificada atividade do inibidor de tripsina nos mingaus desidratados estudados.
Palavras-chave: propriedades reológicas; propriedades sensoriais; mistura de arroz e soja; mingau reconstituído de arroz e soja.
Study of rheological and sensory properties after reconstitution of dehydrated rice-soybean porridges. With the purpose of obtaining dehydrated rice-soybean porridges with good rheological and sensory properties when reconstituted, rice and soybean were mixed using the following proportions (w/w): 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 and 50:50%, respectively. The process steps included: soybean seeds dehulling, blanching, disintegration of blanched rice and soybean, homogenization and spray drying. The obtained dehydrated porridges were reconstituted in water in a 1:9 (mixture:water) proportion, and then evaluated for their compositions, trypsin inhibitor activity and rheological properties. With the exception of the control (0% soybean), all reconstituted porridges were submitted to sensory evaluation regarding to their appearance, consistency and flavor. The results indicated that all reconstituted porridges (0 to 50% soybean) presented pseudoplastic behavior. Porridges containing 20, 30, 40 and 50% soybean showed better consistency. Those containing 30, 40 and 50% soybean showed better appearance and flavor. These reconstituted porridges were then formulated with 6% sugar, 0.2% salt and 0.6% flavor (vanilla and coconut) and evaluated for consumer preference. Results indicated that formulated porridges containing 40 and 50% soybean, flavored with vanilla, were preferred. From those with coconut, only the one containing 40% soybean was acceptable. No activity of trypsin inhibitor was detected.
Keywords: rheological properties; sensory properties; mixture of rice and soybean; reconstituted rice-soybean porridge.
A atual demanda por novos produtos com boas características nutricionais, tecnológicas e sensoriais tem aumentado o interesse da indústria alimentícia pela utilização de diferentes processos e matérias-primas para suas obtenções. A combinação de arroz e soja em proporções adequadas confere ao produto final um aumento no teor de proteínas e bom balanceamento de aminoácidos [5, 13, 23, 26]. A utilização desta mistura na elaboração de um mingau desidratado, pode representar uma alternativa interessante no atendimento destas necessidades. Contudo, não se conhecem as propriedades reológicas e sensoriais deste mingau, quando reconstituído.
Reologia consiste no estudo físico da deformação dos materiais sob a ação de forças mecânicas [9, 24]. O parâmetro fundamental obtido no estudo do comportamento reológico de alimentos líquidos e semi-líquidos, é a viscosidade [2], a qual é considerada o meio de fundamento para se caracterizar a textura do fluído.
O comportamento reológico do arroz reflete o comportamento de seu amido, visto que a sua composição corresponde a aproximadamente 90% deste componente [18]. Por outro lado, o comportamento reológico da soja reflete principalmente, o comportamento de suas proteínas e paredes celulares, que segundo URBANSKI et al. [27], são dois componentes que mostram valores mais altos de coeficiente de consistência.
As propriedades reológicas podem influenciar no caráter sensorial de um alimento, especialmente a textura [7]. Sendo as boas características sensoriais consideradas como fator crucial na aceitabilidade de novos produtos alimentícios pelos consumidores, realizou-se o presente trabalho com o objetivo de estudar as características reológicas e sensoriais dos mingaus reconstituídos elaborados com arroz e soja, verificando-se as correlações entre si, uma vez que tais informações são importantes para desenhar melhor a planta de suas produções, assim como mostrar suas aceitações pelos consumidores.
A obtenção do mingau desidratado e todas as análises químicas, físicas e da atividade do inibidor de tripsina, que se seguem, foram feitas em triplicata.
2.2 – Composição centesimal aproximada
As análises realizadas foram as seguintes: umidade, extrato etéreo, proteína bruta e cinzas, segundo AACC [3], e fibra bruta, conforme VAN DE KAMER & VAN GINKEL [29].
2.3 – Obtenção do mingau desidratado
Os grãos de soja foram decorticados, usando-se um descascador mecânico para grãos. Os grãos de soja decorticados e de arroz foram, separadamente, branqueados com água em ebulição na proporção de matéria-prima:água de 1:5 e 1:4, durante 20 e 10 min, respectivamente. Em seguida, a água de branqueamento da soja foi drenada, porém utilizada a do arroz. Os grãos de arroz e de soja decorticados, ambos branqueados, foram misturados nas respectivas proporções de 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50% (base seca), correspondendo respectivamente, ao controle e às fórmulas I, II, III, IV e V, sendo desintegrados com água em ebulição, num moinho de facas e martelos, marca Treu S.A. (nº 63.202), com peneira de 0,5mm, obtendo-se, uma mistura com aproximadamente 6-8% de sólidos. Esta mistura foi homogeneizada em homogeneizador APV Gaulin, modelo 1515 MR-8TBA, a 70°C e 5.000psi, obtendo-se então, o mingau líquido. O controle e as cinco fórmulas de mingau líquido assim obtidos, foram secos por atomização em atomizador centrífugo Spray Dryer Niro Atomizer 8.114, com temperatura de entrada e saída de 200 e 90°C, respectivamente, tendo como produtos finais mingaus desidratados controle, I, II, III, IV e V.
2.4 – Preparo do mingau reconstituído
Os seis respectivos mingaus desidratados foram reconstituídos em água, na proporção de 1:9 de mistura:água.
2.5 – Composição química do mingau reconstituído
As seguintes análises químicas foram realizadas: sólidos totais, segundo AOAC [4], procedimento 15.014; proteína bruta e cinzas, conforme AACC [3]; matéria-graxa, de acordo com BLIGH & DYER [6], e fibra bruta, segundo VAN DE KAMER & VAN GINKEL [29].
2.6 – Atividade do inibidor de tripsina do mingau reconstituído
Foi determinada segundo o método original de Kunitz, conforme descrito por KAKADE, SIMONS & LIENER [17], consistindo na digestão da caseína pela enzima tripsina, onde determinou-se sua atividade pela introdução do inibidor dos mingaus reconstituídos com ou sem tratamento térmico prévio.
2.7 – Propriedades reológicas do mingau reconstituído
As medidas reológicas foram efetuadas em reômetro de cilindros concêntricos, Contraves Rheomat-30, acoplado ao programador Rheoscan-100 e registrador gráfico Rikadenki, tendo banho termostático Rheotherm-115 com temperatura controlada. O sistema de medida selecionado foi o DIN45 para as seis amostras (controle, fórmulas I, II, III, IV e V). As amostras foram submetidas a uma rampa de taxa de deformação, que variava linearmente de 6 a 452 s-1 com taxas de deformação crescentes durante 4 min (tempo de rampa), e taxas de deformação decrescentes em mais 4 min, com objetivo de verificar se havia existência de tixotropismo, onde a maior concentração de pontos no reograma situa-se na faixa de baixa taxa de deformação.
Os parâmetros reológicos foram determinados à temperatura de 15°C. Com os dados experimentais da tensão de cisalhamento (t) e a taxa de deformação (g), foi testado o modelo de "Lei de Potência" t = K . g n, onde K é o coeficiente de consistência do fluido e n é o índice de comportamento do fluxo. Determinou-se a melhor representação matemática para o comportamento de fluxo dos mingaus reconstituídos, segundo SKRIVER, ROEMER & QVIST [25].
2.8 – Avaliação sensorial do mingau reconstituído e formulado
Com exceção do controle, os cinco mingaus desidratados (I, II, III, IV e V) foram reconstituídos, segundo o método do item 2.4, sendo estes submetidos ao teste sensorial de qualidade (aparência, consistência e sabor), utilizando-se a Escala Estruturada de 9 pontos (1 = extremamente ruim; 9 = excelente). Os critérios observados para a aparência foram: cor e separação de fases; para a consistência: viscosidade, adesividade, recobrimento e sensação na boca, e para o sabor: sabor de feijão cru, adstringência e amargor. Nesta avaliação, foi usada uma equipe de 10 provadores treinados de ambos os sexos.
Das amostras avaliadas, selecionaram-se três mingaus reconstituídos que apresentaram melhor aparência, consistência e sabor, sendo os mesmos formulados com 6% de açúcar, 0,2% de sal e 0,6% de aromatizante (baunilha ou coco) e, posteriormente, submetidos ao teste massal de preferência, usando-se a Escala Hedônica de 9 pontos (1 = desgostei muitíssimo; 9 = gostei muitíssimo) e uma equipe de 120 provadores não treinados.
2.9 – Análise estatística
Para os resultados da composição química e propriedades reológicas dos mingaus reconstituídos, usou-se o Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC), onde foram feitas análises de variância, com posterior comparação das diferenças entre as médias pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Para a viscosidade aparente e a tensão de cisalhamento em função da taxa de deformação, bem como a viscosidade aparente em função da proporção de soja, foram feitas análises estatísticas quantitativas, determinando-se as equações de regressão a 95% de confiabilidade com base nos coeficientes de determinação (R2) apresentados.
Utilizou-se o Delineamento em Blocos Incompletos (DBI), com seis repetições (plan 11.1a), para os testes sensoriais de qualidade (aparência, consistência e sabor) em cinco amostras, e o Delineamento em Blocos Casualizados (DBC) para os testes sensoriais de preferência com três amostras. As diferenças estatísticas entre as amostras foram verificadas através de análises de variância com posterior comparação entre as médias pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
As análises estatísticas foram realizadas, conforme os métodos descritos por PIMENTEL GOMES [20] e COCHRAN & COX [12].
Através desta tabela, verifica-se que os resultados obtidos para a composição centesimal aproximada de arroz são semelhantes àqueles encontrados por AL-BAYATI & AL-RAYESS [1]. A soja apresentou maiores teores de proteína, extrato etéreo, cinzas e fibra bruta que o arroz, tendo seus respectivos valores inferiores aos de WANG et al. [31]. Os grãos de soja decorticados mostraram teor de extrato etéreo maior que os da soja integral. O alto teor de fibra bruta encontrado para a soja integral indica que a casca contém maior quantidade deste componente. Por outro lado, o arroz mostrou o maior teor de carboidratos.
Usando-se arroz e soja em diferentes proporções, foram obtidos diferentes mingaus desidratados e logo reconstituídos, cujas composições químicas estão ilustradas na Tabela 2. Os teores de sólidos totais, proteína, matéria graxa, cinzas e fibra bruta aumentaram, enquanto que o conteúdo de carboidratos diminuiu com o aumento das proporções de soja (de 0 a 50%) nos mingaus reconstituídos.
A atividade residual do inibidor de tripsina não foi observada nos mingaus desidratados estudados, mostrando que o branqueamento da soja em água fervente durante 20 min antes de sua desintegração, foi o suficiente para inativá-lo. Resultado semelhante foi verificado por BORGES et al. [8] em mingaus desidratados de canjiquinha e soja.
SAVAGE et al. [22] observaram que uma inativação de 80% de atividade do inibidor de tripsina foi obtida nos grão de soja decorticados submetidos ao branqueamento a 100°C por 12 min. E de acordo com RACKIS, McGHEE & BOOTH [21], apenas 50-60% de redução do inibidor de tripsina é exigida para evitar a hipertrofia pancreática em ratos, sendo que uma inativação de 70-80% resultou num máximo valor de PER (quociente de eficiência protéica) da dieta contendo farinha de soja.
3.1 – Comportamento reológico
As propriedades reológicas dos mingaus reconstituídos elaborados com arroz e soja estão apresentadas na Tabela 3. Verifica-se que o coeficiente de consistência (K) diminuiu com o aumento das proporções de soja (de 0 a 50%) nos mingaus reconstituídos. O controle, não contendo a soja, apresentou K superior aos demais mingaus reconstituídos contendo a soja. Por outro lado, o resultado inverso foi verificado no índice de comportamento do fluxo (n).
De acordo com URBANSKI et al. [28], o coeficiente de consistência da suspensão se correlaciona linearmente com os polímeros intumescidos. Numa suspensão que é totalmente formada de polímeros, as partículas de polímeros intumescidas causam grandes fricções internas, de modo que aumente o coeficiente de consistência. Por outro lado, KAHN et al. [16] reportaram que o comportamento pseudoplástico é mostrado, quando o índice de comportamento do fluxo for menor que 1,00. O menor valor indica maior pseudoplasticidade.
Segundo FORSTER & FERRIER [14], o comportamento pseudoplástico poderia facilitar o bombeamento da bebida por ter exigido menos força para bombear a bebida numa maior velocidade, que é devido à redução da viscosidade da bebida em maiores taxas de deformação.
O comportamento reológico dos mingaus reconstituídos elaborados com arroz e soja está também ilustrado nas Figuras 1 e 2. A tensão de cisalhamento aumentou com o aumento da taxa de deformação (Figura 1). A viscosidade aparente, numa dada faixa de taxa de deformação, mostrou o comportamento inverso (Figura 2). Pode-se observar que em baixas taxas de deformação, o aumento das proporções de soja (de 0 a 50%) nos mingaus reconstituídos resultou numa redução em suas viscosidades aparentes. À medida que aumentava a taxa de deformação, as viscosidades aparentes dos mingaus reconstituídos (de 0 a 50% de soja) decresceram e se aproximaram entre si, mostrando comportamento fortemente pseudoplástico (0,69 £ n £ 0,89, Tabela 3).
CHINNASWAMY, UNNIKRISHNAN & BHATTACHARYA [11] obtiveram resultados semelhantes sobre a viscosidade da pasta de arroz expandido e de arroz floculado em função da taxa de deformação num sistema aparentemente pseudoplástico. Conforme GURAYA, KADAN & CHAMPAGNE [15], este fato sugere que o aumento progressivo da taxa de deformação resulte num desarranjo das moléculas de longa cadeia, superando desta forma, a resistência intermolecular ao fluxo. Este aumento pode também causar uma redução na solvatação das moléculas, diminuindo o tamanho efetivo de partículas e, conseqüentemente, ocorre uma redução na viscosidade aparente.
De acordo com OGUNTUNDE & AKINTOYE [19], a viscosidade é dependente do teor de sólidos totais e da composição de proteína, lipídio, carboidrato, fibra bruta e cinzas. KAHN et al. [16] e FORSTER & FERRIER [14] afirmaram que o comportamento do fluxo de alimentos é alterado pelas mudanças na temperatura. Contudo, no presente trabalho, considerando-se a mesma temperatura (15°C) usada nas análises reológicas, sugere-se que a diminuição de carboidrato, especialmente o amido, com as proporções crescentes de soja nos mingaus reconstituídos tenham explicado os resultados encontrados.
3.2 – Características sensoriais
No desenvolvimento de novos produtos alimentícios, a aceitabilidade por parte dos consumidores, constitui um fator crítico para o seu desempenho. Assim, boas características sensoriais dos mingaus reconstituídos e formulados são consideradas requisitos importantes na sua elaboração e/ou aceitação.
A Tabela 4 apresenta os escores obtidos na avaliação sensorial de aparência, consistência e sabor dos mingaus reconstituídos elaborados com arroz e soja em diferentes proporções. Verifica-se que os mingaus reconstituídos II, III, IV e V, contendo respectivamente 20, 30, 40 e 50% de soja, não mostraram diferenças significativas entre si e alcançaram os melhores escores de consistência, sendo que as fórmulas III, IV e V apresentaram também os melhores escores de aparência e sabor, não havendo diferenças significativas entre si. O mingau reconstituído I com 10% de soja, foi o que mostrou os menores escores em todos os atributos estudados. Com exceção da consistência, resultados semelhantes foram encontrados por WANG, CLERICI & SGARBIERI [30] em mingaus de preparo rápido à base de farinhas de arroz e soja desengordurada e leite em pó.
BAKAR & HIN [5] não constataram diferenças na textura, sabor e preferência global por flocos formulados, contendo diferentes proporções de arroz e soja integral (de 10 a 30% de soja). Por outro lado, CHERYAN et al. [10] e SEGURA et al. [23] verificaram que a substituição de até 20% de arroz pela soja nos alimentos infantis não causou diferença na qualidade sensorial.
WANG, CLERICI & SGARBIERI [30] reportaram que o tratamento térmico por microondas da farinha de soja desengordurada, antes da sua formulação em mingaus melhorou as características sensoriais dos mingaus de preparo rápido. Conforme SAVAGE et al. [22], a eliminação da maioria dos sabores desagradáveis da soja requer uma completa inativação da lipoxigenase, que embora seja muito ativa, é facilmente inativada pelo adequado processamento da soja.
Estes fatos estão confirmados pelos resultados observados no presente trabalho, no qual foram verificados escores igual ou superiores a 7,0 (7 = bom) em sabor para os mingaus reconstituídos estudados, exceto para aqueles com 10% de soja. Acredita-se que o branqueamento da soja usado no preparo de mingau desidratado tenha contribuído para esta melhoria de sabor. O mingau reconstituído I com 10% de soja mostrou escore inferior aos demais, indicando que a proporção maior de arroz prejudique o sabor dos mingaus, segundo WANG et al. [31].
Na Tabela 5 são apresentados os escores obtidos no teste de preferência pelos mingaus reconstituídos e formulados à base de arroz e soja em diferentes proporções. Nota-se que os mingaus reconstituídos e formulados IV e V, contendo 40 e 50% de soja, apresentaram os maiores escores (acima de 8 = gostei muito) quando aromatizados com baunilha, sendo os preferidos pela equipe massal de provadores. O mingau reconstituído e formulado III, contendo 30% de soja, foi o menos preferido, apesar de ter alcançado escore igual a 7,51 (7 = gostei regularmente). Por outro lado, quando mudou-se o aromatizante para coco, apenas o mingau reconstituído e formulado IV com 40% de soja foi o mais preferido pela equipe massal de provadores. Resultados semelhantes foram verificados por WANG et al. [31] em um mingau de arroz e soja pronto para consumo, os quais constataram que o aromatizante (baunilha ou coco) afeta na preferência destes produtos.
Com base nos resultados apresentados em relação às características sensoriais, pode-se verificar que a soja, quando submetida previamente ao branqueamento e à homogeneização, poderá ser adicionada num mingau desidratado de arroz para serem melhorados o sabor e a consistência deste na sua reconstituição.
A partir do resultados obtidos, chegou-se às seguintes conclusões:
Os mingaus reconstituídos elaborados com arroz e soja nas respectivas proporções de 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50%, mostraram comportamento pseudoplástico.
Os mingaus reconstituídos elaborados com arroz e soja nas respectivas proporções de 80:20, 70:30 e 60:40 e 50:50%, apresentaram a melhor consistência, sendo que somente aqueles com 30, 40 e 50% de soja mostraram melhores aparência e sabor. Os mingaus reconstituídos e formulados com 40 e 50% de soja, aromatizados com baunilha foram os mais preferidos, e quando com coco, apenas o de 40% de soja foi o mais apreciado pela equipe massal de provadores.
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