Camila Vespúcio Bis Efeito das fibras alimentares como substitutos de gordura em hambúrguer de carne bovina e paio São José do Rio Preto 2016 Camila Vespúcio Bis Efeito das fibras alimentares como substitutos de gordura em hambúrguer de carne bovina e paio Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia de Alimentos, junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto. Orientador: Profª. Drª. Andrea Carla da Silva Barretto. São José do Rio Preto 2016 Camila Vespúcio Bis Efeito das fibras alimentares como substitutos de gordura em hambúrguer de carne bovina e paio Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia de Alimentos, junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto. COMISSÃO EXAMINADORA Profª. Drª. Andrea Carla da Silva Barretto. UNESP- São José do Rio Preto, SP Orientadora Profª. Drª Natália Soares Janzantti UNESP- São José do Rio Preto, SP Prof. Drº Marco Antonio Trindade USP- Pirassununga, SP São José do Rio Preto, 15 de fevereiro de 2016. javascript:xajax_exibeMenu(255,%20323);%20defineHash('255,323'); Dedico este trabalho a minha família: meus pais, Edivaldo e Viviane, minha irmã Carolina e meu noivo Jhones por todo o apoio e carinho. AGRADECIMENTOS A Deus por ter me dado força diante das dificuldades e por ter me guiado ao longo do projeto para trilhar o caminho mais correto possível. A Prof. Dra. Andrea Carla de Silva Barretto pela oportunidade, pela confiança pelos ensinamentos, pelo convívio nesta jornada e pela excelente orientação neste trabalho. A todos os membros da banca pelas correções e sugestões que ajudaram a valorizar ainda mais este trabalho. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq) pela bolsa de mestrado concedida (processo nº 131182/2014). Ao meus pais e minha irmã pelo incentivo e por sempre acreditarem na minha capacidade. Ao meu noivo pela paciência, incentivo e ajuda durante todo o projeto. Ás estagiarias Yara Trevisan e Gabriela Zampieri pela inestimável ajuda na execução de etapas do projeto. Ao Frigorifico Olhos d’agua, em especial ao Guilherme pela doação das matérias primas cárneas utilizadas no projeto. Aos técnicos dos laboratórios do Departamento de Engenharia e Tecnologia de Alimentos, Alana, Ginaldo, Luiz e Tânia. Aos companheiros do programa de pós graduação, Jenifer Henck, Tiago Barretto, Julaisa Guazi, e Denise da Costa pela ajuda. RESUMO As fibras alimentares têm mostrado bom desempenho tecnológico e sensorial quando utilizadas como substituto de gordura em produtos cárneos. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito de quatro fibras alimentares como substituto de gordura em produtos cárneos (hambúrguer e paio- linguiça cozida mista). Duas fibras alimentares solúveis (inulina e frutooligossacarídeo) e duas insolúveis (fibra de aveia e fibra de trigo) foram adicionadas nas proporções de 3 e 6%, em hambúrguer de carne bovina com redução de gordura. C2 teve adição de 10% de toucinho e C1 teve adição de 20% de toucinho. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para avaliar a adição de fibra de aveia e inulina em paio com redução de gordura. Os produtos cárneos obtidos foram submetidos as análises de caracterização centesimal, perda de peso no cozimento, cor instrumental, perfil de textura, estabilidade a oxidação lipídica, pH, avaliação microbiológica e análise sensorial. No hambúrguer a adição de 6% das fibras insolúveis aumentou o rendimento e a dureza dos tratamentos, e a adição da inulina proporcionou as melhores médias de aceitação sensorial em todos os atributos avaliados. A fibra de aveia e fibra de trigo adicionada a 6% diminuíram a aceitação sensorial dos hambúrgueres com redução de gordura. Em relação ao paio, a fibra de aveia adicionada a 6% junto com 3% de inulina aumentou significativamente o rendimento em relação aos controles. A redução no teor de gordura diminuiu o rendimento do produto. Para a dureza e mastigabilidade observou-se um efeito linear da fibra de aveia, ou seja quanto maior a adição de fibra de aveia no paio, maior o valor encontrado para estes parâmetros. Os resultados de cor e pH não foram afetados pela adição de fibras alimentares utilizadas no paio. Não houve comprometimento da aceitação sensorial com a adição de inulina até 6% e fibra de aveia até 2% em paio com redução de gordura. Palavras-Chave: Substituto de gordura, Fibras solúveis e insolúveis, Análise físico-química; Análise sensorial; Produtos cárneos reestruturados. ABSTRACT Dietary fiber have presented good technological and sensory results performance when used as animal fat substitute in meat products. The aim of the study was to evaluate the effect of four dietary fiber as a fat substitute in meat products (beef burger and pork and beef cooked sausage). Two soluble dietary fiber (inulin and fructooligosaccharides) and two insoluble fiber (oat and wheat) were added in the proportions of 3 and 6% in low fat beef. C2 was added 10% of pork back fat and C1 20% of pork back fat. The statistical design was used to evaluation the effect of oat fiber and inulin in low fat pork and beef cokked sausage. The meat products were submitted to chemical analyzes, cooking losses, objective color, texture profile, TBARS value, pH, microbiological and sensory evaluation. In beef burger the addition of 6% of insoluble fibers increases the yield and the hardness of the treatments. The oat fiber and wheat fiber added to 6% affected negatively the sensory acceptance of the burgers with fat reduction, and the inulin added to 6% shows improvement in the sensory acceptability. Relative to the prok and beef cooked sausage, oat fiber added to 6% along with 3% inulin significantly increased the yield compared to controls. The reduction in fat content influenced negatively on product yield. Hardness and chewiness were affected by the amount of oat fiber added. The color results and pH were not affected by the addition of dietary fiber in pork and beef sausage. There wasn‘t significantly affected in sensory acceptance by the addition of inulin (6%) and oat fiber ( 2%) in low fat beef and pork cooked sausage. Keywords: Fat substitutes, Soluble and Insoluble fiber, Physico-chemical analysis; Sensory analysis; Restructured meat products. LISTA DE TABELAS Pág. Tabela 1- Formulação dos hambúrgueres de carne bovina controle e com 50% de redução de gordura. ...................................................................................................................... 32 Tabela 2- Níveis de variação das variáveis do planejamento experimental. .................. 35 Tabela 3- Variáveis reais e codificadas do planejamento experimental. ........................ 36 Tabela 4- Formulação dos tratamentos dos paios controle e com redução de gordura. . 37 Tabela 5- Avaliação das fibras alimentares quanto ao teor de umidade, capacidade de retenção de água (CRA) e pH. ........................................................................................ 44 Tabela 6- Determinação de umidade, gordura, proteína e cinzas das matérias-primas cárneas. ........................................................................................................................... 45 Tabela 7- Teores de umidade, cinzas, proteína, gordura e carboidrato dos tratamentos de hambúrguer de carne bovina........................................................................................... 47 Tabela 8- Medições de pH dos tratamentos crus em diferentes tempos de estocagem .. 50 Tabela 9- Estabilidade à oxidação lipídica dos hambúrgueres de carne bovina crus durante estocagem sob congelamento (valores de TBARS em mg de malonaleído / kg de amostra). ........................................................................................................................................ 51 Tabela 10- Perfil de textura para hambúrgueres de carne bovina cozidos. .................... 53 Tabela 11- Valor L* da determinação da cor instrumental dos hambúrgueres crus de carne bovina. ............................................................................................................................ 56 Tabela 12- Valor a* da determinação da cor instrumental dos hambúrgueres crus de carne bovina. ............................................................................................................................ 58 Tabela 13- Valor b* para determinação da cor instrumental dos hambúrgueres crus de carne bovina. ................................................................................................................... 60 Tabela 14- Resultados microbiológicos dos hambúrgueres de carne bovina com 5 dias de estocagem sob congelamento ......................................................................................... 62 Tabela 15- Resultado da análise sensorial de aceitação: cor, sabor, textura e aceitação global para os hambúrgueres de carne bovina. ............................................................... 63 Tabela 16- Determinação de umidade, gordura, proteína e cinzas das matérias-primas cárneas. ........................................................................................................................... 66 Tabela 17- Composição centesimal dos paios controles e com redução de gordura. ..... 67 Tabela 18- Rendimento linguiça mista cozida- paio. ..................................................... 69 Tabela 19- Determinação do pH dos tratamentos paio controles e com redução de gordura. ........................................................................................................................................ 72 Tabela 20- Determinação do valor de oxidação lipídica nos tempos zero e 30 dias. ..... 73 Tabela 21- Perfil de textura para os paios controles e com redução de gordura. ........... 75 Tabela 22- Determinação da cor instrumental, com os valores L*, a* e b*, dos paios controles e com redução de gordura ............................................................................... 82 Tabela 23- Resultados microbiológicos dos paios controles e com redução de gordura. ........................................................................................................................................ 84 Tabela 24- Resultado da análise sensorial de aceitação: Cor, Sabor, Textura e aceitação global para os tratamentos dos paios controles e com redução de gordura. ................... 85 Tabela 25- Análise dos efeitos para o rendimento do delineamento fatorial 2² ........... 107 Tabela 26- Análise dos efeitos para o valor de oxidação lipídica (0 Dia) do delineamento fatorial 2². ..................................................................................................................... 107 Tabela 27- Análise dos efeitos para o valor de oxidação lipídica (30 Dias) do delineamento fatorial 2². ............................................................................................... 107 Tabela 28- Análise dos efeitos para a dureza do delineamento fatorial 2². .................. 108 Tabela 29- Análise dos efeitos para a coesividade do delineamento fatorial 2². .......... 108 Tabela 30- Análise dos efeitos para a elasticidade do delineamento fatorial 2² ........... 108 Tabela 31- Análise dos efeitos para a mastigabilidade do delineamento fatorial 2². ... 109 Tabela 32- Análise dos efeitos para o valor L* do delineamento fatorial 2². ............... 109 Tabela 33- Análise dos efeitos para o valor a* do delineamento fatorial 2². ............... 109 Tabela 34- Análise dos efeitos para o valor b* do delineamento fatorial 2². ............... 110 Tabela 35- Análise dos efeitos para o atributo sensorial de cor do delineamento fatorial 2². .................................................................................................................................. 110 Tabela 36- Análise dos efeitos para o atributo sensorial de sabor do delineamento fatorial 2². .................................................................................................................................. 110 Tabela 37- Análise dos efeitos para o atributo sensorial de textura do delineamento fatorial 2². ..................................................................................................................... 111 Tabela 38- Análise dos efeitos para o atributo sensorial de aceitação global do delineamento fatorial 2². ............................................................................................... 111 Tabela 39- Análise de variância para o rendimento do delineamento fatorial 2². ........ 112 Tabela 40- Análise de variância para o valor de oxidação lipídica (Zero Dia). ........... 112 Tabela 41- Análise de variância para o valor de oxidação lipídica (30 Dia)................ 112 Tabela 42- Análise de variância para a dureza do delineamento fatorial 2². ................ 113 Tabela 43- Análise de variância para a coesividade do delineamento fatorial 2². ....... 113 Tabela 44- Análise de variância para a elasticidade do delineamento fatorial 2². ....... 113 Tabela 45- Análise de variância para a mastigabilidade do delineamento fatorial 2². . 114 Tabela 46- Análise de variância para o valor L* do delineamento fatorial 2². ............ 114 Tabela 47- Análise de variância para o valor a* do delineamento fatorial 2². ............. 114 Tabela 48- Análise de variância para o valor b* do delineamento fatorial 2². ............. 115 Tabela 49- Análise de variância para o atributo sensorial de cor do delineamento fatorial 2². .................................................................................................................................. 115 Tabela 50- Análise de variância para o atributo sensorial de sabor do delineamento fatorial 2². .................................................................................................................................. 115 Tabela 51- Análise de variância para o atributo sensorial de textura do delineamento fatorial 2². ..................................................................................................................... 116 Tabela 52- A Análise de variância para o atributo sensorial de aceitação global do delineamento fatorial 2². ............................................................................................... 116 LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Estrutura química da Inulina. .......................................................................... 23 Figura 2. Estruturas dos principais frutooligossacarídeos (A)1-Kestose; (B)Nistose; (C)Frutofuranosil nistose. ............................................................................................... 23 Figura 3. Rendimento e encolhimento no cozimento dos hambúrgueres ....................... 48 Figura 4. Amostras de hambúrguer de carne bovina, da formulação C1 até T8. ........... 56 Figura 5. Intenção de compra para os hambúrgueres de carne bovina controle e com redução de gordura. ........................................................................................................ 65 Figura 6. Superfícies de resposta (a) e curvas de contorno (b) para o rendimento do delineamento 2² em função das variáveis fibra de aveia e inulina. ................................ 71 Figura 7. Superfícies de resposta (a) e curvas de contorno (b) para a dureza do delineamento 2² em função das variáveis fibra de aveia e inulina. ................................ 76 Figura 8. Superfícies de resposta (a) e curvas de contorno (b) para a coesividade do delineamento 2² em função das variáveis fibra de aveia e inulina. ................................ 78 Figura 9. Superfícies de resposta (a) e curvas de contorno (b) para a elasticidade do delineamento 2² em função das variáveis fibra de aveia e inulina. ................................ 79 Figura 10. Superfícies de resposta (a) e curvas de contorno (b) para a mastigabilidade do delineamento 2² em função das variáveis fibra de aveia e inulina. ................................ 80 Figura 11. Superfícies de resposta (a) e curvas de contorno (b) para o atributo sensorial textura do delineamento 2² em função das variáveis fibra de aveia e inulina. ............... 86 Figura 12. Intenção de compra para os paios controles e com redução de gordura ....... 88 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 13 2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 15 2.1. Objetivo geral ............................................................................................. .........15 2.2. Objetivos específicos .............................................................................................. 15 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................. 16 3.1. Hambúrguer ........................................................................................................... 16 3.2. Linguiça mista cozida- Paio .................................................................................. 17 3.3. Reformulação de produtos cárneos ..................................................................... 17 3.3.1. Redução de gordura ............................................................................................ 18 3.4. Fibras alimentares ................................................................................................. 19 3.4.1. Fibra alimentar solúvel e fibra alimentar insolúvel ............................................ 21 3.4.1.1. Inulina e Frutooligossacarídeo (FOS) .............................................................. 22 3.5. Fibras alimentares como substitutos de gordura ............................................... 25 4. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................. 30 4.1. Avaliação das fibras alimentares solúveis e insolúveis ....................................... 30 4.1.1. Capacidade de retenção de água (CRA) ............................................................. 30 4.1.2. pH ........................................................................................................................ 30 4.1.3. Umidade ............................................................................................................... 31 4.2. Aplicação de quatro fibras alimentares em hambúrguer de carne bovina ...... 31 4.2.1. Composição centesimal da matéria-prima cárnea .............................................. 31 4.2.2. Elaboração de hambúrguer controle e com redução de gordura ....................... 31 4.2.2.1. Matéria-prima cárnea dos hambúrgueres de carne bovina ............................... 31 4.2.2.2. Formulações dos hambúrgueres bovinos ......................................................... 32 4.2.2.3. Métodos analíticos e frequência das determinações......................................... 33 4.2.2.4. Procedimento de cozimento ............................................................................. 34 4.3. Otimização da adição de duas fibras alimentares em paio. ............................... 34 4.3.1. Elaboração dos paios controles e com redução de gordura ............................... 34 4.3.1.1. Matéria-prima cárnea dos paios controles e com redução de gordura ............. 34 4.3.1.2. Delineamento experimental .............................................................................. 35 4.3.1.3. Formulações dos paios controles e com redução de gordura ........................... 36 4.3.1.4. Métodos analíticos e frequência das determinações......................................... 38 4.4. Metodologia das análises ....................................................................................... 38 4.4.1. Determinação de umidade ................................................................................... 38 4.4.2. Determinação de proteína ................................................................................... 38 4.4.3. Determinação de lipídios ..................................................................................... 39 4.4.4. Determinação de Cinzas ...................................................................................... 39 4.4.5. Determinação de carboidrato .............................................................................. 39 4.4.6. Determinação de pH ............................................................................................ 39 4.4.7. Determinação da cor instrumental ...................................................................... 40 4.4.8. Avaliação microbiológica .................................................................................... 40 4.4.9. Avaliação da estabilidade à oxidação lipídica .................................................... 40 4.4.10. Perda no cozimento- Rendimento e encolhimento ............................................... 41 4.4.11. Determinação do teste de perfil de textura (TPA) ............................................... 41 4.4.12. Análise sensorial - teste de aceitação e intenção de compra .............................. 42 4.5. Análise estatística .................................................................................................. 43 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................................... 44 5.1. Avaliação das fibras alimentares ......................................................................... 44 5.1.1. Avaliação das fibras alimentares CRA, umidade e pH ....................................... 44 5.2. Aplicação de quatro fibras alimentares em hambúrguer de carne bovina ...... 45 5.2.1. Composição centesimal da matéria-prima cárnea utilizada no hambúrguer ..... 45 5.2.2. Composição centesimal dos hambúrgueres crus................................................. 46 5.2.3. Perdas no cozimento dos hambúrgueres cozidos de carne bovina ..................... 47 5.2.4. Determinação de pH dos hambúrgueres crus de carne bovina .......................... 49 5.2.5. Oxidação Lipídica dos hambúrgueres crus de carne bovina .............................. 51 5.2.6. Análise do Perfil de Textura (TPA) dos hambúrgueres cozidos .......................... 53 5.2.7. Determinação da cor experimental dos hambúrgueres crus de carne bovina .... 55 5.2.8. Análise microbiológica dos hambúrgueres crus de carne bovina ....................... 61 5.2.9. Análise sensorial dos hambúrgueres cozidos de carne bovina ........................... 62 5.3. Otimização da adição de duas fibras alimentares em paio ................................ 66 5.3.1. Composição centesimal das matérias-primas cárneas utilizadas no paio .......... 66 5.3.2. Composição centesimal dos Paios ....................................................................... 67 5.3.3. Rendimento dos paios controles e com redução de gordura ............................... 69 5.3.4. Determinação de pH dos paios controles e com redução de gordura ................ 71 5.3.5. Oxidação Lipídica dos paios controles e com redução de gordura .................... 73 5.3.6. Análise do Perfil de Textura (TPA) dos paios controles e redução de gordura..75 5.3.7. Determinação da cor experimental dos paios controles e redução de gordura..80 5.3.8. Avaliação microbiológica dos paios controles e com redução de gordura ........ 83 5.3.9. Análise sensorial dos paios controles e com redução de gordura ...................... 84 6. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 89 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 90 ANEXO I- Ficha sensorial hambúrguer bovino e paio ................................................ 104 ANEXO II- Termo de Consentimento Livre e Esclarecido - TCLE ........................... 105 ANEXO III .................................................................................................................. 106 ANEXO IV .................................................................................................................. 107 ANEXO V .................................................................................................................... 112 13 1. INTRODUÇÃO A mudança na demanda do consumo, a aceleração do ritmo urbano e o aumento da concorrência global estão incentivando o setor de produtos cárneos a desenvolver novas tecnologias e utilizar novos ingredientes (WEISS et al., 2010; OLIVEIRA et al., 2013). O número de pessoas que buscam um estilo de vida mais saudável, com alimentação balanceada, optando por alimentos com teores reduzidos de gordura e enriquecidos com ingredientes com propriedades funcionais tem aumentado nos últimos anos (ARIHARA, 2006; TALUKDER, 2015). De acordo com Fernández-Ginés et al. (2005) a carne e os produtos cárneos são essenciais na dieta de diversos países. Carne e produtos cárneos são importantes fontes de proteína, gordura, aminoácidos essenciais, minerais, vitaminas e outros nutrientes. Com o crescente aumento na diversidade deste tipo de produto, que não demandam muito tempo para seu preparo, disponíveis no mercado, os hambúrgueres, linguiças, empanados, salames, mortadelas e salsichas se tornaram o lanche de muitas famílias do mundo (OLIVEIRA et al., 2013). No entanto, a alta concentração de gordura saturada nestes produtos tem preocupado os consumidores, que procuram, cada vez mais, produtos com apelo saudáveis (WEISS et al., 2010, HYGREEVA et al., 2014). Neste contexto, o hambúrguer é um dos produtos cárneos utilizados nos testes de substitutos de gordura (SOUZA et al., 2012), pela sua facilidade de processamento (OLIVEIRA et al., 2013) e alta aceitação entre os consumidores. A gordura de origem animal está relacionada a diversas doenças crônicas, o que incentiva os pesquisadores a buscarem novos ingredientes que possam atuar como substitutos desse tipo de gordura em produtos cárneos (SANTOS JÚNIOR et al., 2009; TALUKDER, 2015). O aumento na demanda por produtos com redução no teor de gordura, em função da necessidade de dietas mais saudáveis, impulsionou o desenvolvimento de novos produtos que utilizam substituto de gordura na formulação tradicional (SCHMIELE et al., 2015). A redução no conteúdo de gordura de produto cárneo pode modificar propriedades importantes como a dureza e cor do alimento e, provavelmente, diminuir sua aceitação entre os 14 consumidores (SEABRA et al., 2002; SCHMIELE et al., 2015). O parâmetro textura do produto é o mais afetado pelas modificações na formulação com redução de gordura. Com isso, diversos estudos avaliam a utilização de ingredientes não cárneos como substitutos de gordura, tais como amido, proteína de soja e do soro do leite, sementes, hidrocolóides e fibras dietéticas, podendo ser as fibras solúveis e insolúveis (AMERICAN DIET ASSOCIATION, 1998; LÓPEZ-VARGAS et al., 2014). Os substitutos de gordura desempenham importantes funções tecnológicas na indústria alimentícia, com resultados satisfatórios na produção de alimentos de baixo teor calórico (TROY et al., 1999). Devido as suas propriedades funcionais e tecnológicas, as fibras alimentares têm sido utilizadas como substituto de gordura em diversos produtos cárneos (SCHMIELE et al., 2015; WEISS et al., 2010; TALUKDER, 2015) com a finalidade de adotar estratégias integradas que gerem a produção de produtos acessíveis, e ao mesmo tempo formulações saudáveis, com propriedades benéficas a saúde do consumidor. Além disso, a adição de fibras alimentares ajuda a modificar as características tecnológicas e sensoriais gerais de um sistema cárneo, tais como capacidade de retenção de água (CRA), capacidade de retenção de gordura (CRO) e perfil de textura (PETRACCI et al., 2013). A fibra corresponde a um ingrediente alimentar não digerível que inclui polissacarídeos não amiláceos, oligossacarídeos ou lignina (KACZMARCZYK et al., 2012), apresentando um bom desempenho no aumento do rendimento de produto cozido e também na capacidade de retenção da água, o que pode resultar na redução do custo de produção (FERNÁNDEZ-GINÉS et al., 2009). Diante disto, a aplicação de fibras alimentares em produtos cárneos tem sido estudada por ser uma alternativa de ingrediente mais saudável, e com melhoramento de resultados tecnológicos. 15 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo geral Avaliar a influência da adição de fibras alimentares solúveis e insolúveis, em diferentes proporções (3 e 6%), em produtos cárneos: hambúrguer de carne bovina e paio, com redução de 50% de gordura adicionada sobre as propriedades tecnológicas e sensoriais, comparando com amostras controle. 2.2. Objetivos específicos Avaliar a influência de duas fibras solúveis (inulina e frutooligossacarídeos) e duas fibras insolúveis (fibra de aveia e fibra de trigo) sobre as propriedades de cor, pH, teste do perfil de textura, avaliação microbiológica, rendimento, encolhimento e estabilidade à oxidação lipídica do hambúrguer de carne bovina durante estocagem sob congelamento. Avaliar a aceitação sensorial do hambúrguer de carne bovina, comparando com formulações controle sem adição de fibra alimentar. Avaliar a influência da adição de uma fibra solúvel (inulina) e uma fibra insolúvel (fibra de aveia) sobre as propriedades de cor, perfil de textura, rendimento, estabilidade à oxidação lipídica, pH, avaliação microbiológica do paio durante estocagem sob refrigeração, utilizando planejamento estatístico. Avaliar a aceitação sensorial do paio, comparando com formulações controle sem adição de fibra alimentar. 16 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA O consumo de produtos cárneos de conveniência, ou seja, produtos prontos ou semi- prontos para consumo, vem aumentando nos últimos anos em função das alterações no estilo de vida dos consumidores. Neste contexto, os diversos tipos de hambúrgueres e de linguiças cozidas se destacam pela facilidade de preparo e pela vida de prateleira estendida. Com isso, esses produtos se tornaram alvos de pesquisadores dispostos a melhorar suas formulações testando ingredientes com características benéficas aos consumidores além de reduzir o teor de gordura. 3.1. Hambúrguer Pelo Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade entende-se por hambúrguer o produto cárneo industrializado, obtido de carne moída de animais de açougue, adicionado ou não de tecido adiposo e ingredientes, moldado e submetido a processo tecnológico adequado. Trata-se de produto cru, semi-frito, cozido, frito, congelado ou resfriado de acordo com sua classificação (BRASIL, 2000b). As características sensoriais do hambúrguer envolvem textura, cor, sabor e odor próprios. Devem atender as seguintes características físico-químicas: teor máximo de gordura de 23,0%; teor de proteína mínima de 15,0%; teor de carboidratos totais máximo de 3,0%; teor de cálcio máximo base seca de 0,1% em hambúrguer cru e de 0,45% em hambúrguer cozido (BRASIL, 2000b). De acordo com Oliveira et al. (2013), diversos estudos têm demonstrado a possibilidade de substituição de ingredientes na formulação de hambúrgueres, com a intenção de incorporar substâncias com propriedades funcionais; portanto, substâncias que possam contribuir para a saúde e o bem-estar dos consumidores. 17 3.2. Linguiça mista cozida- Paio A linguiça é o produto cárneo industrializado, obtido de carnes de animais de açougue, adicionados ou não de tecidos adiposos, ingredientes, embutido em envoltório natural ou artificial, e submetido ao processo tecnológico adequado. As linguiças podem ser classificadas em produtos fresco, seco, maturado, cozido dependendo da tecnologia de fabricação adotada (Brasil, 2000a). De acordo com o Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade, as linguiças cozidas podem conter no máximo 35% de gordura, 60% de umidade e no mínimo 14% de proteína. O uso de carne mecanicamente separada em linguiças cozidas é limitado em 20% (BRASIL, 2000a). A linguiça Paio é definida como um produto obtido a partir da mista de carnes suína, e/ou carne suína e carne bovina (no máximo de 20%), embutida em tripas natural ou artificial comestível, curado e adicionado de ingredientes, submetida a ação do calor com defumação (BRASIL, 2000a). 3.3. Reformulação de produtos cárneos O mercado atual de produtos cárneos processados é bastante exigente quanto às características sensoriais. Entre as características sensoriais mais valorizadas pelos consumidores se destacam a suculência e a maciez (LAWRIE & LEDWARD, 2006). Os alimentos e a função que cada componente exerce no organismo, principalmente com relação a sua parte funcional, têm despertado um grande interesse dos estudiosos e da indústria alimentícia que se volta para atender a demanda da crescente população interessada em obter hábitos mais saudáveis (BEZERRA & NÖRNBERG, 2013). Tanto a carne e como seus derivados podem ser modificados pela adição de ingredientes considerados benéficos para a saúde, eliminando ou reduzindo os componentes que são considerados “nocivos”. Desta maneira, uma série de alimentos pode ser obtido sem alterar a sua base, e serem considerados "saudáveis". Com isso, tornar os produtos cárneos mais 18 saudáveis é uma estratégia importante para o mercado e é considerada um desafio para os pesquisadores da área e indústria de alimentos (JIMÉNEZ-COMENERO et al., 2001). Olmedilla-Alonso et al. (2013) citam que a carne e produtos cárneos podem também representar uma classe de alimentos com compostos bioativos disponíveis, sem alteração da dieta, pela quantidade e frequência que são consumidos, além da diversidade na apresentação e alta aceitação pelo consumidor. Em função do elevado teor de gordura presente nos produtos cárneos tradicionais e a busca crescente dos consumidores por uma alimentação mais saudável, as indústrias alimentícias começam a oferecer uma variedade de novos produtos, que se encaixam na nova dieta do consumidor (MUGUERZA et al., 2001). Uma série de ingredientes como óleos vegetais (PELSER et al., 2007; VURAL, 2003), óleos de peixe e extratos naturais com propriedades antioxidantes (VALENCIA et al., 2008), produtos vegetais (SERDAROGLU & DEGIRMENCIOGLU, 2004; TURHAN et al., 2005) e fibras alimentares (JO et al., 2003; GÖK et al., 2011; MANSOUR & KHALIL, 1999; BARRETTO et al., 2015; SCHMIELE et al., 2015) foram adicionados aos produtos cárneos crus e cozidos, para melhorar suas propriedades tecnológicas e nutricionais. 3.3.1. Redução de gordura A indústria introduziu várias modificações para reduzir os efeitos prejudiciais de alto nível de gordura em produtos cárneos. Por isso, vários estudos têm sido realizados sobre produtos cárneos tradicionais com teor reduzido de gordura e colesterol (PIÑERO et al., 2008; LORENZO & FRANCO, 2012; LORENZO et al., 2012). Tais tentativas incluem a substituição de parte da gordura animal por misturas de amido ou gomas (ALVAREZ & BARBUT, 2013; BORTNOWSKA et al., 2014; CHOI et al., 2013), por óleos vegetais (COFRADES et al., 2013; COFRADES et al., 2014; SALCEDO-SANDOVAL et al., 2013), e a substituição por diferentes fibras alimentares (CHOE et al., 2013; PIÑERO et al., 2008; BARRETTO et al., 2015; SCHMIELE et al., 2015). A fibra alimentar tem sido utilizada com grande sucesso no aumento 19 do rendimento, na redução de custo da formulação, na melhoria da textura e além de seus benefícios para a saúde do consumidor (TALUKDER, 2015). Em produtos alimentícios a gordura contribui com o sabor, odor, textura e aparência. A gordura modifica a percepção de compostos de sabor, influencia a intensidade e a liberação dos sabores, assim como afeta sua distribuição e migração pela boca (JIMENEZ- COLMENERO et al., 2001; BORDERÍAS et al., 2005; GÓMEZ & LORENZO, 2013). Assim, a redução de gordura pode influenciar significativamente a aceitabilidade de um produto. Sendo assim, os principais problemas dos produtos cárneos com baixo teor de gordura e aumento no teor de água adicionada, estão relacionados com as perdas excessivas no cozimento e armazenamento, além do aspecto sensorial (ULLOA, 1999, YOO et al., 2007, JIMENEZ-COLMENERO, 2000). A gordura melhora a palatabilidade e aumenta a suculência do produto cárneo, o que torna difícil a sua substituição. Produtos cárneos com baixo teor de gordura, que não apresentaram características sensoriais agradáveis não serão aceitos pelos consumidores, independentemente do apelo saudável, já que o sabor, textura e outras características sensoriais são importantes. (JIMENEZ COLMENERO, 2000). 3.4. Fibras alimentares De acordo com American Association of Cereal Chemists (AACC), fibra alimentar é definida pela parte comestível de plantas ou carboidratos análogos que são resistentes à digestão e a absorção no intestino delgado com fermentação completa ou parcial no intestino grosso (AACC, 2001). Ao contrário de outros nutrientes, a fibra não é hidrolisada pelas enzimas do estômago e do intestino delgado e, portanto, atinge o cólon sem ser degradada (PROSKY, 2001). De acordo com a legislação brasileira vigente (BRASIL, 2001a), fibra alimentar é qualquer material comestível que não seja hidrolisado pelas enzimas endógenas do trato 20 digestivo humano, determinado segundo os métodos publicados pela AOAC em sua edição mais atual. A fibra alimentar desempenha um papel importante em muitos processos fisiológicos e na prevenção de doenças de diferentes etimologias. A fibra alimentar está naturalmente presente em cereais, legumes, frutas e nozes, e sua quantidade e composição diferem de alimento para alimento (RODRÍGUEZ et al., 2006). Diversos autores citam que o consumo de fibra alimentar reduz o risco de ocorrência de doenças cardiovasculares, diabetes, hipertensão, obesidade, bem como algumas patologias gastrintestinais e certos tipos de câncer (WOOD, 1993; OLIVEIRA et al., 2013; TALUKDER, 2015). As fibras alimentares oferecem as vantagens de inibir sua hidrólise, a digestão e absorção no intestino delgado humano, aumentando o volume fecal, estimulando a fermentação colônica, diminuindo a glucose no sangue (reduzindo a resposta de insulina), e reduzindo os níveis de colesterol (FUENTES-ZARAGOZA et al., 2010, RODRÍGUEZ et al., 2006). O consumo de fibras tem sido recomendado devido aos atributos benéficos à saúde como a redução do tempo de trânsito intestinal, prevenção da constipação e redução no risco de doenças crônicas como o diabetes tipo 2, doenças cardiovasculares, controle da obesidade e alguns tipos de câncer (BORDERÍAS et al., 2005, DECKER & PARK, 2010). Um produto com alto teor de fibra deverá ter o mínimo de 5 g de fibra alimentar por porção do alimento, enquanto o produto fonte de fibra deverá ter um teor mínimo de 2,5g de fibra alimentar por porção do alimento (BRASIL, 2012). A quantidade sugerida de ingestão de fibra alimentar recomendada pela Food and Drug Administration (FDA) é de 20 a 30 g por dia. Como os hábitos alimentares e a forma de alimentação mudaram, o indivíduo tem consumido quantidade insuficiente de fibra alimentar (HUANG et al., 2011). De acordo com Viuda-Martos et al. (2010), em países industrializados o consumo de fibras alimentares é menor que 25 g / pessoa / dia, e mostra que um caminho para aumentar a quantidade de fibras alimentares ingeridas na dieta, sem modificar radicalmente o hábito de consumo é consumir alimentos enriquecidos com fibras. Os produtos cárneos com adição de fibras alimentares têm sido estudados em diferentes aspectos (ARIHARA, 2006; 21 BARRETTO et al., 2015; CÁCERES et al., 2004; BORDERÍAS et al., 2005; ALMEIDA, 2011; ÁLVAREZ & BARBUT, 2013; BEZERRA & NÖRNBERG, 2013; CHOE et al., 2013; CHOI et al., 2013; FERNÁNDEZ-LÓPEZ et al., 2008; HUANG et al., 2011; SCHIMIELE et al., 2015) podendo auxiliar nesta tarefa. A fibra alimentar pode ser utilizada no enriquecimento de produtos ou como ingrediente, pois é constituída de polissacarídeos, lignina, oligossacarídeos resistentes e amido resistente, entre outros (CHO & DREHER, 2001). A origem da fibra alimentar é importante, porque as diferenças na estrutura e constituição de células vegetais podem afetar as propriedades das fibras (ALESON-CARBONELL et al., 2005). Tais propriedades, quando incorporadas aos produtos cárneos, podem ser tecnológicas ou fisiológicas, que variam muito em função do tipo de fibra alimentar. Pode-se citar como propriedades tecnológicas a capacidade de retenção de água, capacidade de ligação com gordura, viscosidade, capacidade de formação de gel, capacidade quelante, auxilia na fermentação e influencia na textura do produto. Enquanto as propriedades fisiológicas incluem a redução no colesterol, alteração na resposta glicêmica, mudança no funcionamento do intestino e outros efeitos benéficos a saúde (BORDERÍAS et al., 2005). De maneira geral, estas propriedades permitem inúmeras aplicações na indústria de alimentos, substituindo gordura ou atuando como agente estabilizante, espessante, emulsificante; desta forma, podem ser aproveitadas na produção de diferentes produtos: bebidas, sopas, molhos, sobremesas, derivados de leite, biscoitos, massas, pães e produtos cárneos (CHO & DREHER, 2001). 3.4.1. Fibra alimentar solúvel e fibra alimentar insolúvel Com base nas diferenças da solubilidade, a fibra alimentar pode ser categorizada como solúvel em água e insolúvel em água. Fibra insolúvel em água é frequentemente usada na prevenção e tratamento de doenças do cólon, da prisão de ventre e outras doenças relacionadas, assim como na regularização do peso corporal (NGUYEN et al.2004). Fibra alimentar solúvel 22 é benéfica no tratamento diabetes, redução do colesterol e gordura no sangue (GANJI & KIES, 1996; SCHULZE et al., 2004; MEIER & GASSUL, 2004), podendo também reduzir o risco de doenças cardiovasculares (PEREIRA et al., 2004, TALUKDER, 2015), doenças coronárias como hipertensão, obesidade e diabetes (HAULY & MOSCATTO, 2002). A classificação das fibras alimentares está diretamente relacionada com suas propriedades físico-químicas e seus efeitos nutricionais. Fibras solúveis formam uma rede de gel (alginatos, carragenas e pectinas) ou uma rede de espessantes (goma xantana, algumas hemiceluloses) em algumas condições físico-químicas, e dessa forma ligam-se a água. Fibras insolúveis possuem forte capacidade higroscópica, favorecendo o aumento da capacidade de absorção de água e podem absorver acima de 20 vezes seu peso em água e também apresenta capacidade de absorver gordura (THEBAUDIN et al., 1997). A fração insolúvel possui propriedades que incluem a capacidade de reter água, aumentar o volume fecal, diluir substâncias carcinogênicas presentes no conteúdo do intestino grosso, reduzir o tempo de trânsito no cólon e o contato entre os carcinógenos (JÚNIOR, 2008). Em processamento de alimentos, a fração solúvel das fibras alimentares demonstra uma maior capacidade de proporcionar viscosidade, capacidade de formar gel e / ou agir como emulsificantes, quando comparada com a parte insolúvel. Além de não interferir negativamente na textura e no sabor, e ser de fácil incorporação em alimentos processados (ELLEUCH et al., 2011). A recomendação diária de fibras insolúveis é de 20-30 g/dia, sendo que para as fibras alimentares solúveis a recomendação é de 6 g/dia (AMERICAN DIABETES ASSOCIATION, 2007). 3.4.1.1. Inulina e Frutooligossacarídeo (FOS) A inulina (Figura 1) representa um polímero de frutose, já o frutooligossacarídeo (Figura 2) é um oligômero de frutose. Ambos apresentam moléculas unidas entre si por ligações glicosídicas do tipo β (2-1) e são vastamente encontrados em plantas na forma de carboidratos 23 de reserva (HAULY & MOSCATTO, 2002). Os frutooligossacarídeos (FOS) estão presentes em inúmeros vegetais como aspargos, beterrabas, alho, chicória, cebola, trigo, cevada e centeio (WANG, 2009). A inulina está presente em diversos vegetais como cebola, alho-porró, alho, aspargo, alcachofra, chicória, yacon entre outros (VORAGEN, 1998). Estes carboidratos têm sido utilizados em alimentos tanto com as funções de prebióticos como fibras alimentares solúveis. Estas classificações podem ser feitas em função da não digestibilidade pelas enzimas do trato digestivo humano, o estímulo seletivo do crescimento e atividade de bactérias intestinais benéficas a saúde do hospedeiro (bactérias probióticas), baixo valor calórico e influência sobre a função intestinal e sobre os níveis lipídicos e de glicose (MENDOZA et al., 2001; HAULY & MOSCATTO, 2002; GLIBOWSKI & PIKUS, 2011). Figura 1.Estrutura química da Inulina. Fonte: HAULY, M. C. de O.; & MOSCATTO, J. A. Inulina e Oligofrutoses: uma revisão sobre propriedades funcionais, efeito prebiótico e importância na indústria de alimentos. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 23, n. 1, p. 105-118, 2002. 24 Figura 2. Estruturas dos principais frutooligossacarídeos (A)1-Kestose; (B)Nistose; (C)Frutofuranosil nistose. Fonte: HAULY, M. C. de O.; & MOSCATTO, J. A. Inulina e Oligofrutoses: uma revisão sobre propriedades funcionais, efeito prebiótico e importância na indústria de alimentos. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 23, n. 1, p. 105-118, 2002. Os frutooligossacarídeo (FOS) são constituídos de cadeias com um grau de polimerização (GP) de 3 a 10 unidades, enquanto a inulina apresenta um grau de polimerização variando de 2 a 60 unidades. Esta diferença no tamanho das cadeiras causa variações nos atributos funcionais e tecnológicos destes compostos (HAULY e MOSCATTO, 2002). Tanto a inulina quanto os frutooligossacarídeos são consideradas fibras alimentares de cadeia curta com propriedades prebióticas. A inulina é mais viscosa, menos solúvel em água do que o frutooligossacarídeo e vem sendo utilizada como substituto de gordura de diversos produtos alimentícios, com resultados tecnológicos satisfatórios. Os frutooligossacarídeos apresentam propriedades tecnológicas mais especificas como: agente de corpo em produtos lácteos, agente umectante em produtos de panificação, diminui o ponto de congelamento de sobremesa congelada, além de agir como aglutinantes em barras de cereais (VANDRESEN, 2011). A inulina purificada vendida comercialmente é um pó branco que apresenta odor e sabor neutros. Sua solubilidade em água aumenta de 6% para 35% com o aumento da temperatura de 10ºC para 90 ºC, o que pode dificultar o emprego desta fibra alimentar em temperatura ambiente (VANDRESEN, 2011). De acordo com estudo realizado por Dan et al. 25 (2009), a inulina extraída de chicória (99% de pureza) apresentou uma capacidade de ligação com a água de 1,37 g/ml. Tanto a inulina quanto o frutooligossacarídeo são fibras alimentares solúveis estáveis até em pH ácido e temperaturas superiores a 140°C (BORNET, 1994). As fibras alimentares solúveis, tais como inulina e frutooligossacarídeos diminuem o colesterol sérico e as concentrações do colesterol LDL, podendo prevenir o desenvolvimento de doenças coronárias como hipertensão, obesidade e diabetes (ANDERSON, 1990). A ingestão destas fibras alimentares solúveis ajuda no aumento da absorção de minerais, principalmente o cálcio (OHTA et al., 1994). 3.4.1.2. Fibra de aveia e fibra de trigo As fibras de cereais, como a fibra de aveia e fibra de trigo, possuem uma grande proporção de fibra insolúvel, apresentam vantagens tecnológicas e fisiológicas em relação as fibras alimentares solúveis, pois são constituídas principalmente de celulose e hemicelulose. Ainda possuem elevada capacidade de ligação com água e de retenção de gordura além de não atribuem sabor a formulação (BARRETTO, 2007). A celulose é o polímero mais abundante da natureza e o polissacarídeo estrutural mais importante das plantas. Quimicamente é formado por mais de 10.000 unidades de glicose (GP) unidas por ligação β-1-4 e apresentam cadeias lineares essencialmente. Em função de sua estrutura linear, apresenta baixa solubilidade em água (FENNEMA, 2000). 3.5. Fibras alimentares como substitutos de gordura A utilização de fibra alimentar em produtos cárneos vem como uma alternativa de substitutos de gorduras por apresentarem propriedades tecnológicas que auxiliam na textura, aumentam a habilidade de ligar água, mantendo um bom rendimento e reduzindo o custo da 26 formulação (CÁCERES et al., 2004; BORDERÍAS et al., 2005; ÁLVAREZ & BARBUT, 2013). As pesquisas para utilização de fibras alimentares em produtos cárneos têm sido realizadas para redução do teor de gordura do produto utilizando a fibra alimentar como ingrediente alternativo para manutenção ou incremento da textura e ao mesmo tempo oferecer um produto cárneo mais saudável e contendo fibras alimentares (JANUZZI ,2007). As fibras alimentares podem também ser exploradas como uma forma de enriquecimento nutricional dos produtos cárneos (FERNÁNDEZ-GINÉS et al., 2005) devido ao efeito benéfico na saúde do consumidor. A fibra alimentar é o principal ingrediente em alimentos funcionais, constituindo mais de 50% do total dos ingredientes usados em todo o mundo, e tem sido incorporada a todo tipo de alimento e bebidas, como fator de qualidade nutricional muito apreciado pelos consumidores (SAURA-CALIXTO, 2006). De acordo com Fernández-López et al. (2008), as fibras alimentares são um dos ingredientes funcionais mais comumente utilizado em produtos alimentícios e vem sendo aplicada como substituto de gordura, agente redutor de gordura durante o processo de fritura, no aumento do volume, agente de corpo e estabilizante. Estas modificações incluem a utilização de ingredientes não cárneos que podem auxiliar na obtenção de uma textura desejável e aumentar a capacidade de retenção de água (AKO, 1998; KEETON, 1994). Devido às suas propriedades funcionais e tecnológicas reconhecidas, as fibras alimentares são consideradas substitutos de gordura com várias aplicações na indústria de carnes (COFRADES et al., 2008, DECKER & PARK, 2010; ALMEIDA, 2011; ÁLVAREZ & BARBUT, 2013; BEZERRA & NÖRNBERG, 2013; SCHMIELE et al., 2015). Algumas aplicações de fibras alimentares têm sido bem-sucedidas em função do aumento no rendimento, na redução do custo de formulação e na melhora da textura de produtos cárneos (FERNÁNDEZ-GINÉS et al., 2004; MANSOUR & KHALIL, 1999; PIÑERO et al., 2008). Dentre as fibras alimentares utilizadas como ingredientes em alimentos cárneos industrializados, destacam-se a adição de farelo de arroz, fibra solúvel de aveia (β-glucana), farelo de aveia, fibra de soja, fibra de ervilha, fibra de coco, inulina, fibra de trigo (GARCIA et 27 al., 2002; SEABRA et al., 2002; QUEIROZ et al., 2005; PIÑERO et al., 2008; GANJI et al., 1996; HUANG et al., 2011; SANTOS JÚNIOR et al., 2009; MANSOUR & KHALIL, 1999) como alternativas para um produto mais saudável. Keenan et al. (2014) estudaram a adição de inulina em salsichas com redução de gordura e concluíram que a inulina auxilia na redução da perda de água durante o cozimento e aumenta a estabilidade da emulsão, mas aumenta a dureza e modifica negativamente a qualidade sensorial. Garcia et al. (2002) avaliaram a adição de 1,5 e 3% de fibra de laranja, fibra de beterraba, fibra de trigo, fibra de aveia e fibra de ervilha em salame, e observaram, que as amostras com adição de 1,5% das fibras de fruta e de cereais apresentaram resultados sensoriais satisfatórios, enquanto as amostras com 3% tiveram um aumento na dureza e uma diminuição nos resultados sensoriais. Os autores citam ainda que a fibra de laranja apresentou as propriedades sensoriais similares ao produto comercial. Cyrino & Barretto (2006) relatam algumas razões para se utilizar fibras alimentares em produtos cárneos, já que são ingrediente com grande benefício à saúde, apresentam baixo valor calórico, excelente capacidade de retenção de água, odor neutro e melhora no fatiamento de produtos, sendo assim, podem ser utilizados como substitutos parciais da gordura. Almeida (2011) concluiu que ao adicionar diferentes níveis de farinha de aveia em hambúrguer de carne caprina a capacidade de retenção de água das amostras não foi alterada. Além disso, o autor observou que com 4% da farinha de aveia a perda no cozimento foi menor (p≤0,05) do que o grupo controle. Em estudo realizado na produção de hambúrguer bovino com redução de 10% de gordura e adição de 13,45% de fibra solúvel de aveia, observou-se uma diminuição (p≤0,05) nas perdas de água durante o cozimento, aumentando a retenção de água e de gordura, quando comparada com a amostra controle (20% de gordura). No entanto a adição de fibra alimentar afetou de maneira negativa a aceitação sensorial da amostra (PIÑERO et al., 2008). Huang et al. (2011) observaram, ao testar três fibras alimentares (3,5% e 7%) como substituto de gordura em salsicha, que a adição da fibra de trigo e da fibra de aveia aumentaram significativamente a dureza das amostras em relação ao tratamento controle, enquanto a amostra 28 com adição de inulina não influenciou os parâmetros da textura. Os autores concluíram, ainda, que quanto maior a quantidade de fibra alimentar adicionada maior a influência na textura. O aumento da ingestão de fibras alimentares tem proporcionado o desenvolvimento de procedimentos tecnológicos para obtenção de concentrados de fibras a partir de uma gama de matérias-primas, entre as quais estão os subprodutos industriais (PÉREZ & SÁNCHEZ, 2001). De acordo com Thebaudin et al. (1997), as fibras alimentares são desejáveis não apenas por suas propriedades nutricionais, mas também por apresentarem propriedades funcionais, tecnológicas e econômicas. A utilização de fibras interfere na capacidade de retenção de água, capacidade de ligação com gordura, viscosidade, geleificação, capacidade quelante, capacidade fermentativa, textura e outras propriedades. A capacidade de retenção de água é considerada a mais importante propriedade do ponto de vista tecnológico. Quando na forma de pó, as fibras que são fundamentalmente celulósicas, ligam-se várias vezes o seu peso em água e esta capacidade é relativa ao comprimento e espessura de suas partículas. O pH do meio geralmente influencia a capacidade de retenção de água (BORDERÍAS et al., 2005). As fibras alimentares podem auxiliar na estabilidade das emulsões, no aprisionamento da gordura junto com a matriz proteica, e quando utilizadas como substituto de gordura no desenvolvimento de mortadela com redução de 50% obteve boa aceitação sensorial (BARRETTO, 2007). Ainda, de acordo com Borderías et al. (2005), a capacidade da fibra em se ligar com a gordura depende mais da porosidade da fibra do que da afinidade molecular. Por esta razão, para prevenir a absorção da gordura na fritura de produtos, quando fibras são usadas, é aconselhável adicionar inicialmente água à fibra, para que os poros inchem. Durante a cura a seco, as fibras dietéticas resultaram na mudança do pH, atividade de água e teor de nitrito residual (FERNANDEZ-LOPEZ et al. 2008). A adição de fibras dietéticas solúveis melhoraram a formação do gel e a dureza de salsichas de peixe com baixo teor de gordura sem influenciar nos atributos de textura e cor das amostras (CARDOSO et al., 2008). Outras propriedades tecnológicas citadas por Borderías et al. (2005) são a modificação do sabor e textura, o controle da cristalização do açúcar e a estabilização de produtos congelados. Uma característica importante é a capacidade das fibras de evitar a deformação e 29 encolhimento de produtos reestruturados durante o cozimento. Além disso, algumas fibras possuem capacidade antioxidante quer em armazenamento refrigerado ou congelado. No Brasil, a utilização de fibras em produtos cárneos é promissora, e sua procura é devido principalmente à alta capacidade de retenção de água e possibilidade de redução de custos na formulação final (BARRETTO, 2007). 30 4. MATERIAL E MÉTODOS 4.1. Avaliação das fibras alimentares solúveis e insolúveis As fibras alimentares solúveis e insolúveis utilizadas no processamento foram avaliadas quanto a capacidade de retenção de água, pH e umidade. 4.1.1. Capacidade de retenção de água (CRA) A análise de capacidade de retenção de água foi realizada conforme descrito por Furlán et al. (2014). O método é composto pela mistura de 1 grama de fibra alimentar com 10 mL de água destilada seguida da centrifugação (Centrifuga refrigerada marca Beckman Coulter modelo Avanti J-26XP) da mistura à 5 °C, utilizando uma rotação de 5.000 rpm durante 30 minutos. Após este tempo, retirou-se o sobrenadante e pesou-se o sedimentado. O cálculo foi realizado utilizando a Equação 1. %𝐶𝑅𝐴 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 (1) 4.1.2. pH O valor de pH foi medido através do pHmetro digital PG 1800, da marca GEHAKA, por sonda, em triplicata, para cada amostra de fibra alimentar. Foram pesadas 10 g de cada fibra alimentar e diluídas em 100 mL de água destilada. Esta mistura foi agitada até que as partículas ficassem uniformemente dispersas (INSTITUTO ADOLFO LUTZ, 1985). 31 4.1.3. Umidade A determinação do teor de umidade das fibras alimentares foi feita de acordo com AOAC (2007), secagem em estufa à 105 °C, até peso constante, totalizando aproximadamente 6 horas. 4.2. Aplicação de quatro fibras alimentares em hambúrguer de carne bovina 4.2.1. Composição centesimal da matéria-prima cárnea A determinação dos teores de umidade, gordura, proteína e cinzas da carne bovina e gordura suína foi realizada antes do processamento das amostras afim de caracterizar a matéria- prima utilizada. As determinações estão descritas no item 4.4. 4.2.2. Elaboração de hambúrguer de carne bovina controle e com redução de gordura 4.2.2.1. Matéria-prima cárnea dos hambúrgueres de carne bovina Foram utilizadas carne de dianteiro bovino (acém e paleta) com a retirada da gordura aparente, e gordura suína (toucinho) na elaboração dos hambúrgueres de carne bovina controle e com redução de gordura, obtidas no Frigorífico Olhos D’água (Ipuã, Brasil) que opera sob supervisão do Serviço de Inspeção Federal (SIF). 32 4.2.2.2. Formulações dos hambúrgueres bovinos As formulações de hambúrguer de carne bovina foram processadas no Laboratório de Tecnologia de Carnes e Derivados do Departamento de Engenharia e Tecnologia de Alimentos, situado na Universidade Estadual Paulista- Campus São José do Rio Preto (São Paulo, Brasil), seguindo as Boas Práticas de Fabricação (BPF). Os hambúrgueres foram processados e armazenados para avaliação, de acordo com as formulações apresentadas na Tabela 1. Tabela 1. Formulação dos hambúrgueres de carne bovina controle e com 50% de redução de gordura. Ingredientes C1(%)* C2(%)* T1(%)* T2(%)* T3(%)* T4(%)* T5(%)* T6(%)* T7(%)* T8(%)* Carne acém e paleta bovina 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 Toucinho 20 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Água 8,1 18,1 15,1 12,1 15,1 12,1 15,1 12,1 15,1 12,1 Sal 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Eritorbato de sódio 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Glutamato monossódico 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 Pimenta Branca 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Fruto oligossacarídeo - - 3 6 - - - - - - Inulina - - - - 3 6 - - - - Fibra de aveia - - - - - - 3 6 - - Fibra de trigo - - - - - - - - 3 6 TOTAL 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 *C1: 20 % Gordura sem adição de fibras; C2: 10 % Gordura sem adição de fibra; T1: 10% gordura e 3% de frutooligossacarídeo; T2:10% gordura e 6% de frutooligossacarídeo; T3:10 % de gordura e 3% de inulina; T4: 10% gordura e 6% de inulina; T5: 10% gordura e 3% de fibra de aveia; T6: 10% gordura e 6% de fibra de aveia; T7: 10% de gordura e 3% de fibra de trigo; T8: 10% gordura e 6% de fibra de trigo. 33 O sal utilizado foi obtido em supermercado local. Todos os aditivos foram obtidos através de doação por empresa do ramo frigorífico. A inulina é uma fibra alimentar solúvel composta da mistura de polímeros de frutose extraídos de plantas com o grau de polimerização entre 2 e 60 (MENDOZA et al., 2001). A inulina foi fornecida pela empresa Clariant (Suzano, Brasil), a qual representa a empresa Orafti®. O frutooligossacarídeo, Nutraflora® P95 (frutooligossacarideo de cadeia curta-95%) foi fornecido pela empresa Ingredion® (Mogi Guaçu, Brasil). É um polissacarídeo de cadeia curta composto por 36,6% de 1-kestose (GF2- 1 molécula de glicose ligada em duas moléculas de frutose), 49,7% de nistose (GF3 – 1 molécula de glicose ligada em 3 moléculas de frutose) e 9,5% frutofuranosil nistose (GF4 – 1 molécula de glicose ligada em 4 moléculas de frutose) em que as unidades de frutosil são ligadas na posição β (1-2) da sacarose. A fibra de trigo WC 200 foi fornecida pela empresa Nutrassim, (Extrema, Brasil) e a fibra de aveia foi fornecida pela empresa JRS Rettenmeyer® (São Paulo, Brasil). As matérias primas cárneas foram moídas (carne bovina- disco 5 mm e gordura suína- disco 8mm) e misturadas aos demais ingredientes conforme formulação correspondente, apresentada na Tabela 1. Os hambúrgueres foram formatados com o auxílio de uma hamburgueira, embalados individualmente com o auxílio de sacos plástico transparente e congelados. Todos os tratamentos foram mantidos na câmara de congelamento a -18°C e o período de estocagem das amostras foi de 90 dias, com intervalos de avaliação de 0, 15, 30, 60 e 90 dias. Este processamento foi realizado duas vezes. 4.2.2.3. Métodos analíticos utilizados na avaliação das amostras de hambúrguer de carne bovina e frequência das determinações Foram realizadas em cada formulação de hambúrguer de carne bovina: perda por cozimento: 0 e 30 dias, determinação de pH: 0, 30, 60 e 90 dias; análise de perfil de textura: 15 dias; determinação de cor: 30, 60 e 90 dias; composição centesimal: 15 dias; análise sensorial 34 (teste de aceitação e intenção de compra): 15 dias, avaliação microbiológica: 0 dia e estabilidade à oxidação lipídica: 0, 30, 60 e 90 dias. As metodologias utilizadas estão detalhadas no item 4.4. 4.2.2.4. Procedimento de cozimento Paras as análises em que os tratamentos de hambúrguer de carne bovina foram utilizados cozidos, as amostras foram retiradas da embalagem plástica, posicionadas em assadeiras forradas com papel alumínio, com uma distância de 5 cm entre elas, e cobertas com papel alumínio. O processo de cozimento foi realizado em forno industrial a gás da marca PASSIANI (Itajobi, Brasil) a uma temperatura de 150 ºC por 15 minutos, para que a temperatura interna atingisse 75 ºC. 4.3. Otimização da adição de duas fibras alimentares em paio. 4.3.1. Elaboração dos paios controles e com redução de gordura Duas fibras alimentares (fibra de aveia e inulina) foram utilizadas como substituo de gordura suína em paio, o qual foi adicionado de carne suína, carne bovina e carne mecanicamente separada de frango. Para a determinação dos ensaios foi utilizada a metodologia de superfície de resposta. 4.3.1.1. Matéria-prima cárnea dos paios controles e com redução de gordura O recorte magro bovino, retalho suíno e gordura suína (Toucinho) foram doados pelo Frigorífico Olhos D’água (Ipuã, Brasil) e a carne mecanicamente separada de frango foi obtida 35 no Frigorífico Céu Azul (Guapiaçu, Brasil), sendo que ambos operam sob supervisão do Serviço de Inspeção Federal (SIF). Foi realizada a caracterização da matéria-prima cárnea quanto ao teor de umidade, gordura, cinzas e proteína, seguindo as metodologias descritas no item 4.4. A porcentagem utilizada de cada matéria prima na formulação foi determina através de testes preliminares realizados no Laboratório de Tecnologia de Carne e Derivados do Departamento de Engenharia e Tecnologia de Alimentos do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE) da Universidade Estadual Paulista (UNESP). 4.3.1.2. Delineamento experimental O delineamento experimental foi utilizado com a finalidade de analisar o efeito de cada variável sobre as características físico-químicas e tecnológicas do paio, em diferentes combinações. As variáveis independentes utilizadas no processo foram as fibras alimentares inulina e fibra aveia e a Tabela 2 apresenta seus níveis de variação. Tabela 2. Níveis de variação das variáveis do planejamento experimental. Variáveis Níveis -α (-1,41) -1 0 1 +α (+1,41) X1 = fibra de aveia (%) 0 0,87 3 5,12 6 X2 = inulina (%) 0 0,87 3 5,12 6 A Tabela 3 ilustra a matriz do delineamento fatorial completo dos tratamentos de paio com redução parcial de gordura suína avaliando duas variáveis independentes (inulina e fibra de aveia), codificadas e reais, totalizando 12 ensaios. Para a definição dos ensaios foi utilizado planejamento experimental 2², com duas variáveis independentes, 5 níveis e quatro repetições do ponto central. A quantidade adicionada de fibra alimentar em cada ensaio foi descontada da quantidade de água da formulação. 36 Tabela 3. Variáveis reais e codificadas do planejamento experimental. Ensaios Aleatorização Variáveis codificadas Variáveis reais X1 X2 X1 (%) X2 (%) 1 4 -1 -1 0,87 0,87 2 8 1 -1 5,12 0,87 3 5 -1 1 0,87 5,12 4 10 1 1 5,12 5,12 5 6 0 0 3 3 6 11 0 0 3 3 7 2 0 0 3 3 8 12 0 0 3 3 9 1 -1,41 0 0 3 10 7 1,41 0 6 3 11 3 0 -1,41 3 0 12 9 0 1,41 3 6 4.3.1.3. Formulações dos paios controles e com redução de gordura As formulações de todos os tratamentos de paio estão apresentadas na Tabela 4, incluindo C1 (com adição de 20% de toucinho suíno) e C2 (sem adição de toucinho suíno) sem adição de fibras alimentares, que foram utilizados como ensaios controle. Os ingredientes foram pesados e misturados conforme formulação correspondente. Em seguida, a massa foi embutida em tripa natural bovina com o auxílio de uma embutidora tipo canhão da marca CAF (Rio Claro, Brasil). Os paios foram amarrados em gomos de 15 cm e foram submetidos ao processo de cozimento com temperatura controlada e escalonada (60°C por 20 minutos/ 80°C até a temperatura interna atingir 72°C) em forno a gás da marca PASSIANI (Itajobi, Brasil). Os tratamentos foram resfriados em água corrente e embalados a vácuo em sacos plásticos transparente, com peso final de 500g e estocadas sob temperatura de refrigeração a 4°C durante todo o tempo de avaliação (60 dias). 37 Tabela 4. Formulação dos tratamentos dos paios controle e com redução de gordura. Ingrediente C1 C2 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 Recorte Bovino 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Retalho Suíno Magro 10 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Toucinho 20 - - - - - - - - - - - - - CMS Frango 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Água Gelada 22,985 22,985 21,245 16,995 16,995 12,745 16,985 16,985 16,985 16,985 19,985 13,985 19,985 13,985 Proteína Texturizada Soja 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 Condimento 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Sal 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Glutamato monossódico 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Pirofosfato ácido de sódio 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Aroma natural de Fumaça 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Eritorbato de sódio 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Corante 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Nitrito de sódio 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 Fibra de aveia - - 0,87 5,12 0,87 5,12 3 3 3 3 0 6 3 3 Inulina - - 0,87 0,87 5,12 5,12 3 3 3 3 3 3 0 6 TOTAL 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 38 4.3.1.4. Métodos analíticos utilizados na avaliação das amostras dos paios controle e com redução de gordura e frequência das determinações Foram realizadas em todos os tratamentos: perda por cozimento: durante o processamento, determinação de pH: 0 e 30 dias; análise do perfil de textura: 15 dias; determinação de cor; composição centesimal: 15 dias; avaliação microbiológica: 0 e 30 dia; estabilidade à oxidação lipídica: 0 e 30 dias; análise sensorial (teste de aceitação e intenção de compra): 15 dias. As metodologias utilizadas estão detalhadas no item 4.4. 4.4. Metodologia das análises 4.4.1. Determinação de umidade A determinação de umidade foi realizada de acordo com AOAC (2007), que consiste em secagem em estufa a 105 °C até peso constante. A análise foi realizada em triplicata. 4.4.2. Determinação de proteína O teor de proteína foi determinado através da avaliação do nitrogênio total da amostra pelo método KJELDAHL. Método estes que consiste na determinação do conteúdo de nitrogênio das amostras e multiplicado por um fator de conversão para quantificação das proteínas (AOAC, 2007). O fator utilizado foi de 6,25. A análise foi realizada em triplicata. 39 4.4.3. Determinação de lipídios A determinação de lipídeos foi realizada pelo método Bligh & Dyer (1959). A análise foi realizada em triplicata. 4.4.4. Determinação de Cinzas A determinação do teor de cinzas foi realizada pelo método de secagem em mufla a 550 °C até peso constante (AOAC, 2007), sendo que a análise foi realizada em triplicata. 4.4.5. Determinação de carboidratos A determinação do teor de carboidratos foi feita por diferença, de acordo com a Equação 2. 𝑇𝑒𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑜% = 100 − [(𝑈%) + (𝐶%) + (𝑃%) + (𝐺%)] (2) Sendo que: U%- Teor de umidade em % C%- Teor de cinzas em % P%-Teor de proteína em % G%-Teor de gordura em % 4.4.6. Determinação de pH O valor de pH foi medido através do pHmetro digital PG 1800, da marca GEHAKA, com sonda de penetração, em triplicata, na mesma peça de cada formulação. 40 4.4.7. Determinação da cor instrumental A análise da cor instrumental foi determinada em espectrofotômetro, modelo ColorFlex45/0 (Hunterlab, Estados Unidos), com configurações iluminantes D65, ângulo do observador 10°, com o Software Universal versão 4.10. O sistema de especificação de cor foi o CIELAB e os parâmetros obtidos foram valor L*, a* e b*. Foram realizadas 6 leituras da mesma amostra de hambúrguer de carne bovina. As amostras de paio foram cortadas ao meio e foram realizadas 3 medições em cada metade. 4.4.8. Avaliação microbiológica As análises microbiológicas foram feitas seguindo os padrões microbiológicos estabelecidos na legislação brasileira vigente (BRASIL, 2001b), em todos os tratamentos. As análises realizadas foram: coliformes a 45ºC, Estafilococos coagulase positiva, Clostridium a 46ºC e presença de Salmonella sp em 25g de amostra. 4.4.9. Avaliação da estabilidade à oxidação lipídica As substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico (valores de TBARS) foram determinadas de acordo com Vyncke (1970) para todos os tratamentos. O valor de TBARS foi calculado a partir da curva de malonaldeído (MA) e expresso em mg MA/ kg amostra e o experimento foi feito em triplicata. As concentrações foram determinadas a 532 nm e a curva padrão foi preparada usando 1,1,3,3 tetraetoxipropano (TEP). Nas amostras de paio, por ser um produto com a adição de nitrito de sódio em sua formulação, utilizou-se o acréscimo de 0,5% do reagente sulfanilamida em HCl 20% v/v, para minimizar a interferência deste composto na reação com o ácido tiobarbitúrico (ZIPSER & WATTS, 1962). 41 4.4.10. Perda no cozimento- Rendimento e encolhimento Na determinação das perdas causadas pelo cozimento foram realizados os testes de perda por cocção e porcentagem de encolhimento de acordo com Berry (1992) e modificações propostas por Seabra et al. (2002). A perda na cocção foi quantificada, em triplicata, por meio da diferença de peso das amostras antes e após o cozimento e resfriamento até temperatura ambiente, este valor foi subtraído de 100 para obter-se a porcentagem de perda causada pela cocção das amostras. Já a porcentagem de encolhimento está expressa pela diferença no diâmetro do hambúrguer de carne bovina cru e cozido. 4.4.11. Determinação do teste de perfil de textura (TPA) A análise do perfil de textura (TPA) foi realizada na amostra cozida, com o auxílio do equipamento texturômetro TA-XT/Plus/50 (Godalming, Inglaterra) e programa Texture Expert (StableMicro Systems, Godalming, Inglaterra). As amostras foram moldadas com o auxílio de um cortador de aço inox circular de diâmetro 2 cm. O probe cilíndrico utilizado foi de 2,5 cm de diâmetro e foram realizadas 6 repetições em cada tratamento. Os parâmetros avaliados foram obtidos a partir da curva de TPA obtida para cada tratamento, sendo dureza definida pelo pico de força durante o primeiro ciclo de compressão, coesividade calculada pela razão entre a área da segunda curva sob a área da primeira curva de compressão, elasticidade calculada pela razão entre o tempo do segundo ciclo de compressão sob o tempo do primeiro ciclo de compressão e mastigabilidade obtida da multiplicação dos valores de dureza, além da coesividade e elasticidade (COELHO et al., 2007). De acordo com CIVILLE & SZCZESNIAK (1973), as definições dos parâmetros de textura são:  Dureza: Força necessária para atingir uma determinada deformação;  Coesividade: Resistência das ligações internas constituintes do produto;  Elasticidade: Taxa na qual um material deformado volta a sua forma original após uma força de deformação; 42  Mastigabilidade: Energia necessária para tornar-se um alimento sólido pronto para deglutição. 4.4.12. Análise sensorial - teste de aceitação e intenção de compra Os testes de análise sensorial foram realizados no Laboratório de Análise Sensorial do Departamento de Engenharia e Tecnologia de Alimentos do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE) da Universidade Estadual Paulistas “Júlio de Mesquita Filho”. Foram realizados teste de aceitação e intenção de compra para os dois produtos cárneos, com a participação de 74 potenciais consumidores de hambúrguer de carne bovina e 71 para o paio, não treinados, conforme recomendações de Meilgaard et al. (1999). Parecer aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa nº 948.501- do Instituto de Biociência, Letras e Ciências Exatas. As amostras foram apresentadas aos consumidores codificadas com números de três dígitos, em blocos casualizados, de forma monádica, em cabines individuais sob luz branca. Os hambúrgueres de carne bovina foram cozidos conforme processamento descrito no item 4.2.2.4, cortados em formato triangular de aproximadamente 4 cm e mantidos em temperatura média de 60 ºC em banho-maria a 90 ºC. Os paios foram cortados em fatias de 2 cm e depois cortados novamente em quatro pedaços, aquecidos em panela elétrica por 5 minutos e mantidos em temperatura média de 60 ºC. Os atributos sensoriais avaliados foram cor, sabor, textura e aceitação global, utilizando-se escala hedônica estruturada de 9 pontos. As fichas sensoriais utilizadas na análise de aceitação do hambúrguer bovino e do paio encontram-se no anexo I, seguidas do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) (anexo II). Primeiramente cada voluntário recebeu o TCLE, foi orientado a ler, preencher, manter uma via em sua posse e entregar a outra via ao pesquisador. Após esta etapa o consumidor recebeu a primeira amostra, juntamente com um copo de água e um biscoito do tipo água, e foi orientado a consumir o biscoito entre as amostras. As sessões foram divididas, sendo que em 43 cada sessão o consumidor recebeu apenas 5 ou 4 amostras, dependendo do produto cárneo analisado. 4.5. Análise estatística Para verificar o efeito da adição das diferentes fibras alimentares nas formulações de hambúrguer de carne bovina sobre as propriedades estudadas, os dados foram avaliados por meio da análise de variância (ANOVA), e a diferença entre as médias dos resultados foram avaliados pelo teste de Tukey, a um nível de confiança de 5%. Os resultados foram comparados entre os produtos com redução de gordura e adição de fibras e o hambúrguer de carne bovina controle. O software utilizado foi o MiniTab 16. Foram realizados dois processamentos de experimento. O planejamento experimental utilizado nos ensaios dos paios com redução de gordura foi o delineamento fatorial completo 2² com duas variáveis independentes. Os dados obtidos do planejamento foram avaliados pela análise dos efeitos e considerados significativos a p≤0,05. Os efeitos significativos foram submetidos a análise de variância (ANOVA) e as respostas com R² maior do que 60% foram considerados significativos, sendo possível gerar o gráfico de superfície. Os dados obtidos para tratamentos controles foram comparados com os obtidos nos tratamentos com adição de fibra alimentar, utilizando a análise de variância seguida do teste das médias (teste de Tukey a 5%). Os softwares utilizados foram o Minitab 16 e Statistica 7.0. 44 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1. Avaliação das fibras alimentares 5.1.1. Avaliação das fibras alimentares quanto a capacidade de retenção de água (CRA), umidade e pH As fibras alimentares utilizadas neste projeto foram caraterizadas quanto o teor de umidade, pH e capacidade de retenção de água, e os resultados obtidos nesta caracterização estão apresentados na Tabela 5. Tabela 5. Avaliação das fibras alimentares quanto ao teor de umidade, capacidade de retenção de água (CRA) e pH. Fibras Alimentares Umidade (%)¹ CRA (gágua/gamostra)¹ pH¹ Inulina 3,05 ± 0,21d 1,19 ± 0,16c 5,12 ± 0,03 Frutooligossacarídeo 4,13 ± 0,08c 0,69 ± 0,12c 5,70 ± 0,01 Fibra de aveia 7,49 ± 0,32a 4,17 ± 0,13b 6,11 ± 0,05 Fibra de trigo 6,00 ± 0,53b 6,92 ± 0,64a 6,87 ± 0,06 ¹Média ± desvio padrão. a,b,c,d De acordo com o teste de Tukey, as amostras na mesma coluna com letras iguais não apresentam diferença significativa entre si (p>0,05). Com os resultados de umidade, observa-se que as fibras alimentares insolúveis (fibra de aveia e fibra de trigo) apresentaram maior teor de umidade quando comparadas com as fibras solúveis (inulina e frutooligossacarídeo). Os valores de umidade de todas as fibras alimentares foram considerados baixos, porém estão de acordo com as informações apresentadas nas especificações do fornecedor, como mostra o anexo III. 45 Em relação à capacidade de retenção de água, as fibras insolúveis apresentaram valores maiores quando comparados com as fibras solúveis. As fibras solúveis (inulina e frutooligossacarídeo) utilizadas são de cadeia curta e para formar gel precisam estar em uma concentração mínima de 30% de sólidos em solução aquosa (HAULY & MOSCATTO, 2002). A fibra de trigo se destacou, dentre as amostras analisadas, apresentando maior capacidade de retenção de água sendo diferente significativamente das demais fibras alimentares analisadas. Em relação ao pH das fibras alimentares, todas estavam de acordo com as especificações dos fornecedores (Anexo III). 5.2. Aplicação de quatro fibras alimentares em hambúrguer de carne bovina 5.2.1. Composição centesimal da matéria-prima cárnea utilizada no hambúrguer de carne bovina Os resultados da composição centesimal da matéria-prima cárnea utilizada na produção dos hambúrgueres de carne bovina são apresentados na Tabela 6. Tabela 6. Determinação de umidade, gordura, proteína e cinzas das matérias-primas cárneas. Matéria Prima Umidade (%)¹ Gordura (%)¹ Proteína (%)¹ Cinzas (%)¹ Carne Bovina Moída 72,11 ± 0,81 4,36 ± 0,38 22,81 ± 0,89 0,49 ± 0,01 Toucinho Suíno Moído 18,85 ± 0,30 70,85 ± 0,09 9,8 ± 0,64 0,46 ± 0,09 ¹ Média ± desvio padrão. De acordo com a tabela brasileira de composição dos alimentos (TABELA, 2011), para carne bovina moída (acém e paleta), em média, o teor de umidade é 71,7, o teor de proteína (20,4%), o teor de gordura (6,7) e o teor de cinza é de 0,9%. Para o toucinho suíno moído os valores de composição centesimal são: umidade (27%); proteína (11,5%); gordura (60,3%) e 46 cinzas (0,3%). Com base nestes dados, observa-se que os valores obtidos na composição da matéria-prima estão semelhantes com valores citados. 5.2.2. Composição centesimal dos hambúrgueres crus de carne bovina A Tabela 7 apresenta os resultados obtidos da composição centesimal realizada nos 10 tratamentos de hambúrguer de carne bovina, os quais não apresentaram diferença (p> 0,05) para teores de cinzas e proteínas. Isto pode ser justificado pelo uso da mesma quantidade de matéria- prima cárnea em todos os tratamentos. Os valores encontrados para tais parâmetros estão de acordo com o exigido pelo padrão de identidade e qualidade do hambúrguer (proteína: mínimo de 15%) (BRASIL, 2000b). O teor de umidade apresentou diferença (p≤0,05) entre os tratamentos, sendo que C1 teve o menor valor, enquanto o C2 apresentou o maior valor para umidade. A diferença observada na análise do teor de umidade é justificada pelas diferentes quantidades adicionadas de água em cada formulação, que foi ajustada conforme observado na Tabela 1. Em relação ao teor de gordura, C1 foi diferente (p≤0,05) de todos os demais tratamentos e foi obtida uma redução superior a 50% entre C1 e os demais tratamentos. Todos os tratamentos, exceto C1, tiveram um teor de gordura entre 6,36 e 7,47%. Pode-se observar que nos tratamentos com adição de 3% de fibras alimentares (solúveis e insolúveis) o teor de carboidratos ficou entre 6,41 e 7,88%, enquanto os tratamentos que tiveram adição de 6% destas fibras alimentares apresentaram valores maiores (entre 8,91 e 10,5%). Não foi feito a determinação de teor de fibras nos tratamentos pois, como relatado por BARRETTO (2007), não é possível a determinação de fibras alimentares em produtos cárneos pelo método de HORWITZ (2000) e PROSKY et al. (1992). 47 Tabela 7. Teores de umidade, cinzas, proteína, gordura e carboidrato dos tratamentos de hambúrguer de carne bovina. Tratamento¹ Umidade %² Cinzas %² Proteína %² Gordura % ² Carboidrato% C1 63,46 ± 0,04d 2,13 ± 0,03a 17,03 ± 0,14a 13,21 ± 0,29a 4,17 C2 69,24 ± 0,10a 2,09 ± 0,04a 17,38 ± 0,36a 6,71 ± 0,38b 4,58 T1 68,02 ± 0,54ab 2,05 ± 0,04a 16,80 ± 0,39a 6,72 ± 0,23b 6,41 T2 65,45 ± 0,36bcd 2,16 ± 0,01a 16,91 ± 0,20a 6,36 ± 0,98b 9,33 T3 65,86 ± 0,50bcd 2,09 ± 0,18a 16,94 ± 0,16a 7,47 ± 0,79b 7,76 T4 64,46 ± 0,47d 2,02 ± 0,01a 16,16 ± 0,11a 7,31 ± 0,38b 10,05 T5 65,78 ± 0,63bcd 2,05 ± 0,04a 16,98 ± 0,04a 7,75 ± 0,49b 7,88 T6 64,80 ± 0,72d 2,01 ± 0,01a 17,11 ± 0,25a 6,54 ± 0,36b 9,54 T7 67,69 ± 0,71abc 2,05 ± 0,04a 16,70 ± 0,37a 7,38 ± 0,68b 6,17 T8 65,17 ± 0,09cd 2,15 ± 0,02a 17,16 ± 0,30a 6,61 ± 0,39b 8,91 (¹)C1: 20 % Gordura sem adição de fibras; C2: 10 % Gordura sem adição de fibra; T1: 10% gordura e 3% de frutooligossacarídeo; T2:10% gordura e 6% de frutooligossacarídeo; T3:10 % de gordura e 3% de inulina; T4: 10% gordura e 6% de inulina; T5: 10% gordura e 3% de fibra de aveia; T6: 10% gordura e 6% de fibra de aveia; T7: 10% de gordura e 3% de fibra de trigo; T8: 10% gordura e 6% de fibra de trigo. (²) Média ± desvio padrão. abcd De acordo com o teste de Tukey, as amostras na mesma coluna com letras iguais não apresentam diferença significativa entre si (p>0,05). 5.2.3. Perdas no cozimento dos hambúrgueres cozidos de carne bovina Os resultados obtidos nas análises de perda no cozimento (rendimento e encolhimento) para todos os tratamentos do hambúrguer de carne bovina, são ilustrados pela Figura 3. O tratamento C2 apresentou o menor rendimento em relação aos demais tratamentos em função da baixa quantidade de gordura (10%) e água adicionadas e por não apresentar adição de fibras alimentares. Além de C2, o tratamento T4 também apresentou baixo rendimento, não apresentando diferença (p>0,05) de C2. 48 Os tratamentos com adição de fibras solúveis (T1, T2, T3 e T4) não apresentaram diferença (p>0,05) para rendimento, quando comparada com C2, o que indica que a adição das fibras solúveis inulina e frutooligossacarídeo não afetou (p>0,05) o rendimento dos hambúrgueres de carne bovina. Figura 3. Rendimento e encolhimento no cozimento dos hambúrgueres de carne bovina. C1: 20 % Gordura sem adição de fibras; C2: 10 % Gordura sem adição de fibra; T1: 10% gordura e 3% de frutooligossacarídeo; T2:10% gordura e 6% de frutooligossacarídeo; T3:10 % de gordura e 3% de inulina; T4: 10% gordura e 6% de inulina; T5: 10% gordura e 3% de fibra de aveia; T6: 10% gordura e 6% de fibra de aveia; T7: 10% de gordura e 3% de fibra de trigo; T8: 10% gordura e 6% de fibra de trigo. abcdeDe acordo com o teste de Tukey, as amostras da mesma cor com letras iguais não apresentam diferença significativa entre si (p>0,05). Seabra et al. (2002), em estudos com hambúrgueres de carne bovina, concluiu que quanto menor o teor de gordura maior é o encolhimento, variando de 18,3%, 16,0% e 15,1% para hambúrgueres com 1,3%, 5,2% e 21,3% de gordura, respectivamente. Os tratamentos que apresentaram o maior rendimento foi T8 (com 6% de fibra de trigo) e T6 (6% de fibra de aveia) e diferiram (p>0,05) de todos os demais tratamentos. Os tratamentos T5 e T7, com adição de 3% de fibra insolúvel também apresentaram valores elevados de rendimento, não diferindo entre si. Tal resultado indica que a adição das fibras insolúveis (fibra 49 de trigo e fibra de aveia) afetou, de forma positiva, o rendimento das amostras de hambúrguer de carne bovina, atingindo valores de 74% de rendimento. Mansour & Khalil (1999) observaram em hambúrguer de carne bovina, que a adição de diferentes tipos de fibras de trigo diminuiu a perda durante o cozimento. Os autores atribuíram este fato a alta capacidade de ligação da água com a fibra de trigo. Alguns autores afirmam que as vantagens na utilização de fibra ou farelo de aveia incluem sua superior capacidade de reter umidade e evitar que o produto resseque durante o cozimento, além da capacidade de reter o aroma da carne (MEINHOLD, 1991; PSZCZOLA, 1991). O efeito contrário se observa no parâmetro encolhimento, sendo que as amostras com fibras insolúveis (fibra de trigo e fibra de aveia) apresentaram um encolhimento menor (p≤0,05) do que o encolhimento apresentado nas amostras controle e nos tratamentos com adição de fibras solúveis (inulina e frutooligossacarídeo). Na medida em que as fibras alimentares (inulina, fibra de aveia e fibra de trigo) são adicionadas em maior quantidade (de 3% para 6%) o encolhimento dos tratamentos é menor, exceto nos tratamentos T1 e T2 (com adição de frutooligossacarídeo). Troy et al. (1999) constataram que a diferença na redução do diâmetro de hambúrgueres bovinos durante o cozimento se mostrou relativamente menor do que no tratamento com redução de gordura e adição de fibra de aveia. 5.2.4. Determinação de pH dos hambúrgueres crus de carne bovina Os resultados obtidos na determinação do pH estão apresentados na Tabela 8. Observa- se que em 0 dia, apenas os tratamentos com adição de 6% de fibra insolúveis apresentaram diferença (p≤0,05) de C1 e C2, indicando uma diminuição do pH das fibras de aveia e de trigo na concentração utilizada. 50 Tabela 8. Medições de pH dos tratamentos crus em diferentes tempos de estocagem Tratamento¹ 0 Dia² 30 Dias² 60 Dias² 90 Dias² C1 6,07 ± 0,31a 5,92 ± 0,12a 6,09 ± 0,03de 6,10 ± 0,21a C2 6,09 ± 0,12a 6,01 ± 0,18a 6,06 ±0,02e 6,14 ± 0,19a T1 5,88 ± 0,05ab 6,00 ± 0,08a 6,12 ± 0,05d 6,14 ± 0,18a T2 5,74 ± 0,19ab 6,03 ± 0,10a 6,06 ± 0,03e 6,08 ± 0,21a T3 5,75 ± 0,23ab 6,06 ± 0,12a 6,18 ± 0,02c 6,08 ± 0,16a T4 5,85 ± 0,14ab 6,07 ± 0,10a 6,21 ± 0,01bc 6,12 ± 0,19a T5 5,80 ± 0,13ab 5,89 ± 0,27a 6,25 ± 0,01ab 6,19 ± 0,24a T6 5,70 ± 0,14b 6,11 ± 0,10a 6,24 ± 0,01ab 6,17 ± 0,22a T7 5,77 ± 0,07ab 6,09 ± 0,12a 6,28 ± 0,01a 6,11 ± 0,18a T8 5,67 ± 0,25b 6,04 ± 0,16a 6,27 ± 0,01a 6,06 ± 0,17a ¹ C1: 20 % Gordura sem adição de fibras; C2: 10 % Gordura sem adição de fibra; T1: 10% gordura e 3% de frutooligossacarídeo; T2:10% gordura e 6% de frutooligossacarídeo; T3:10 % de gordura e 3% de inulina; T4: 10% gordura e 6% de inulina; T5: 10% gordura e 3% de fibra de aveia; T6: 10% gordura e 6% de fibra de aveia; T7: 10% de gordura e 3% de fibra de trigo; T8: 10% gordura e 6% de fibra de trigo. ² Média ± desvio padrão. abcdeDe acordo com o teste de Tukey, as amostras na mesma coluna com letras iguais não apresentam diferença significativa entre si (p>0,05). Após 30 dias de estocagem sob congelamento, todos os tratamentos apresentaram resultados estatisticamente iguais as formulações controle. Comportamento diferente foi observado após 60 dias, sendo que as formulações com inulina, fibra de trigo e fibra de aveia apresentaram diferença (p≤0,05) de C1, já que os valores de pH foram acima de 6,18, considerado um pH próximo a neutralidade. Com 90 dias de vida de prateleira, as amostras de hambúrguer de carne bovina mantiveram o pH próximo a 6,10, valor encontrado na medição de C1, sendo assim, nenhum tratamento apresentou diferença (p>0,05) em relação ao controle. 51 5.2.5. Oxidação Lipídica dos hambúrgueres crus de carne bovina Os resultados da oxidação lipídica avaliada nos tratamentos de hambúrguer de carne bovina em quatro tempos (0, 30, 60 e 90 dias) de estocagem sob congelamento estão apresentados na Tabela 9. Tabela 9. Estabilidade à oxidação lipídica dos hambúrgueres de carne bovina crus durante estocagem sob congelamento (valores de TBARS em mg de malonaldeído/kg de amostra). Tratamento¹ 0 Dia² 30 Dias² 60 Dias² 90 Dias² C1 0,213 ± 0,06a 0,573 ± 0,03a 0,665 ± 0,08a 0,854 ± 0,01a C2 0,146 ± 0,04a 0,128 ± 0,01b 0,173 ± 0,02b 0,092 ± 0,02c T1 0,154 ± 0,02a 0,158 ± 0,02b 0,151 ± 0,03b 0,206 ± 0,08c T2 0,184 ± 0,01a 0,148 ± 0,03b 0,167 ± 0,04b 0,097 ± 0,02c T3 0,199 ± 0,01a 0,122 ± 0,02b 0,157 ± 0,02b 0,139 ± 0,04c T4 0,230 ± 0,01a 0,118 ± 0,01b 0,110 ± 0,02b 0,076 ± 0,01c T5 0,177 ± 0,09a 0,122 ± 0,01b 0,096 ± 0,02b 0,427 ± 0,04b T6 0,090 ± 0,02a 0,148 ± 0,01b 0,179 ± 0,01b 0,419 ± 0,08b T7 0,157 ± 0,06a 0,149 ± 0,01b 0,081 ± 0,03b 0,413 ± 0,01b T8 0,116 ± 0,03a 0,205 ± 0,02b 0,145 ± 0,02b 0,426 ± 0,05 b ¹ C1: 20 % Gordura sem adição de fibras; C2: 10 % Gordura sem adição de fibra; T1: 10% gordura e 3% de frutooligossacarídeo; T2:10% gordura e 6% de frutooligossacarídeo; T3:10 % de gordura e 3% de inulina; T4: 10% gordura e 6% de inulina; T5: 10% gordura e 3% de fibra de aveia; T6: 10% gordura e 6% de fibra de aveia; T7: 10% de gordura e 3% de fibra de trigo; T8: 10% gordura e 6% de fibra de trigo. ²Média ± desvio padrão. abDe acordo com o teste de Tukey, as amostras na mesma coluna com letras iguais não apresentam diferença significativa entre si (p>0,05). Pode-se observar que no tempo zero (logo após a fabricação) as amostras não apresentaram diferença (p>0,05) entre si. Fato que não se repete após 30, 60 e 90 dias de estocagem sob congelamento, sendo que C1 (com adição de 20% de gordura e sem adição de 52 fibras) apresentou diferença (p≤0,05) quando comparado com os demais tratamentos, provavelmente devido a maior quantidade de gordura adicionada em C1. Todos os valores de TBARS obtidos no experimento ficaram abaixo de 0,854 mg de malonaldeído/kg de amostra, que, de acordo com Arganosa et al. (1987) valores menores do que 1 mg de malonaldeído/kg de amostra não alteram as propriedades sensoriais do produto como sabor e odor residual de ranço que são característicos da oxidação lipídica, além de não ser um risco para a saúde do consumidor (TORRES & OKANI, 1997). Os resultados apresentados na Tabela 9 indicam que a adição de fibras alimentares solúveis (inulina e frutooligossacarídeo) e insolúveis (fibra de aveia e fibra de trigo) na proporção de 3% e 6% não altera, de maneira significativa, a oxidação lipídica dos hambúrgueres de carne bovina produzidos com adição de apenas 10% de gordura (C2- com adição de 10% de gordura e sem adição de fibras), no prazo de 60 dias de estocagem. Almeida (2011) observou na produção de hambúrguer caprino com adição de diferentes níveis de farinha de aveia, que mesmo após 5 meses de estocagem os tratamentos não apresentaram diferença nos valores de oxidação lipídica (p>0,05) quando comparadas com o controle. Após 90 dias de estocagem sob congelamento, os tratamentos com adição de fibras insolúveis se diferenciaram (p≤0,05) das fibras solúveis e de C2, sendo que todos os tratamentos se mantiveram diferentes (p≤0,05) do C1, indicando que as fibras insolúveis aceleraram a oxidação lipídica com 90 dias de estocagem sob temperatura de congelamento. As fibras alimentares insolúveis catalisaram a oxidação lipídica após 90 dias estocagem sob congelamento possivelmente devido a sua maior capacidade de retenção de água (aproximando a gordura) quando comparada com os hambúrgueres de carne bovina com redução de gordura adicionados de fibras alimentares solúveis. O tratamento controle C1 obteve maiores valores de oxidação lipídica em 30, 60 e 90 dias de estocagem possivelmente devido a maior quantidade de gordura adicionada a formulação. 53 De acordo com os resultados apresentados por Aleson-Carbonell et al. (2005), a adição de fibra de aveia (7%) e albedo de limão (7%) em salsichas, sozinhas ou em combinação, influenciou de maneira positiva a oxidação lipídica, indicando um efeito antioxidante destas fibras alimentares, em comparação com a amostras controle e com o tratamento adicionado apenas de farinha de trigo (7%). 5.2.6. Análise do Perfil de Textura (TPA) dos hambúrgueres cozidos de carne bovina A Tabela 10 apresenta os resultados médios para dureza, elasticidade, coesividade e mastigabilidade dos diferentes tratamentos de hambúrgueres de carne bovina. Tabela 10. Perfil de textura para hambúrgueres de carne bovina cozidos. Tratamento ¹ Dureza² (N) Coesividade² Elasticidade² Mastigabilidade² (N/cm) C1 38,65 ± 6,55abc 0,89 ±0,04abc 0,72 ± 0,07a 24,29 ± 3,40ab C2 41,94 ± 5,51ab 0,97 ± 0,08a 0,72± 0,08a 28,82 ± 2,93a T1 31,92 ± 7,04bcd 0,93 ± 0,07abc 0,63 ± 0,07a 13,22 ± 7,72c T2 33,79 ± 5,16bcd 0,86 ± 0,06abc 0,69 ± 0,10a 17,22 ± 6,97bc T3 27,06 ± 4,16d 0,94 ±0,08ab 0,56 ± 0,14a 14,14 ± 4,26c T4 28,90 ± 6,41cd 0,92 ± 0,04abc 0,59 ± 0,05a 14,20 ± 3,63c T5 32,25 ± 5,70bcd 0,83 ± 0,05cd 0,60 ± 0,81a 15,71 ± 2,13bc T6 38,63 ± 6,71abc 0,68 ± 0,03e 0,63 ± 0,04a 16,69 ± 3,32bc T7 41,61 ± 4,46ab 0,85 ± 0,08bcd 0,58 ± 0,17a 20,34 ± 6,04abc T8 45,26 ± 6,58a 0,75 ± 0,06e 0,65 ± 0,04a 21,84 ±4,08abc ¹ C1: 20 % Gordura sem adição de fibras; C2: 10 % Gordura sem adição de fibra; T1: 10% gordura e 3% de frutooligossacarídeo; T2:10% gordura e 6% de frutooligossacarídeo; T3:10 % de gordura e 3% de inulina; T4: 10% gordura e 6% de inulina; T5: 10% gordura e 3% de fibra de aveia; T6: 10% gordura e 6% de fibra de aveia; T7: 10% de gordura e 3% de fibra de trigo; T8: 10% gordura e 6% de fibra de trigo. ² Média ± desvio padrão. abcdDe acordo com o teste de Tukey, as amostras na mesma coluna com letras iguais não apresentam diferença significativa entre si (p>0,05). 54 Para a elasticidade os tratamentos não apresentaram diferença (p>0,05), indicando que a adição de fibras solúveis (inulina e frutooligossacarídeo) e fibras insolúveis (fibra de aveia e fibra de trigo) em hambúrguer de carne bovina com redução de gordura não afetou este parâmetro. Resultado similar foi observado por Ulu (2004) ao trabalhar com almôndegas bovinas adicionadas de farinha de trigo, proteína concentrada do leite e proteína isolada de soja, no qual a adição dos substitutos de gordura afetou de maneira significativa apenas a dureza do produto final. García et al. (2002) conduziram um experimento com salame com 10% de gordura (amostra controle) e adição de 1,5 e 3% de fibra de aveia e fibra de trigo e concluíram que as amostras com adição de 3% de fibras insolúveis eram mais duras, menos elásticas e menos adesivas que o controle. No entanto os autores reforçam que esta diferença não afetou os resultados da análise sensorial. O tratamento com maior dureza (p≤0,05) foi T8, o qual teve adição de 6% de fibra de trigo, e também foi o tratamento com maior rendimento discutido no item 5.2.3. Em geral,