Aula 02 – Composição dos cereais e do arroz PDF

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Aula 02 – Introdução aos Cereais e 
Estrutura e Composição do Grão 
de Arroz
CEREAIS
• Frutos comestíveis = cariopses – fruto seco
• Família das gramíneas (Poaceae)
• 650 gêneros e aproximadamente 9000 espécies
• Gramas, capins, milho, trigo, cana de açúcar, cevada,
centeio...
• Principal família para uso na alimentação humana
Aspectos botânicos dos cereais
Panícula Espigas
Aspectos botânicos dos cereais
Capacidade de germinação dos grãos:
• Vantajosos nos processos de malteamento, produção de
brotos comestíveis e como sementes;
• Não é vantajoso do ponto de vista do armazenamento –
processo de secagem bem feita.
* Teor de óleo no grão
Características dos grãos dos cereais
• Fruto seco, denominado cariopse
• 4 partes básicas: embrião, endosperma, tegumento (hialina + 
testa) e pericarpo.
Partes do grão do cereal
Embrião
Eixo embrionário + escutelo (gérmen)
Escutelo: separa o embrião do endosperma, funcionando como
secretor e absorvedor de hormônios, enzimas e nutrientes para a
germinação.
Partes do grão do cereal
Endosperma
Ocupa maior parte do grão
2 partes: endosperma amiláceo e aleurona
Endosperma amiláceo:
• Grandes células, parede celular fina, armazena grandes quantidades de
amido e menores quantidades de proteínas.
Aleurona:
• Uma a três camadas de células pequenas, perede celular espessa, rica em
proteínas e lipídeos.
• Endosperma é um tecido morto, já a camada de aleurona continua a
respiração a taxas bem pequenas quando armazenadas.
• Endosperma farináceo: mole, opaco, contém baixos teores de
proteínas.
• Endosperma vítreo: duro, translúcido, maiores quantidades de
proteínas.
• Quantidade de proteínas: reduzida no centro e aumenta nas camadas
externas do endosperma (ambos).
• Hialina + testa = tegumento
• Envolvem o embrião e o endosperma e aderem a eles
• Interferem na permeabilidade dos grãos à umidade e às trocas
gasosas.
Tegumento + aleurona são
removidos no caso de polimento dos grãos
Pericarpo:
• Estrutura multicamadas, dando origem aos “farelos”.
• Em grãos maduros, são constituídos por células ocas.
• 3 partes: endocarpo, mesocarpo e epicarpo.
Epicarpo pode conter “Tricomas”, em trigo, centeio, cevada, triticale e
aveia. São ricos em silício.
Composição geral dos grãos de cereais
CARBOIDRATOS:
Principais carboidratos dos cereais:
• Amido = grânulos (60 a 70%)
• Fibras = parede celular
Composição geral dos grãos de cereais
CARBOIDRATOS:
Amido:
Amilose = ligações α-1,4 (forma helicoidal englobando vários outros 
compostos) – 20 a 35% do amido.
Amilopectina = ligações α-1,6 (polímero ramificado com massa 
molecular 10 vezes maior do que a amilose – 80 a 65% do amido.
Composição geral dos grãos de cereais
Atenção:
A forma do grânulo, assim como sua
temperatura de gelatinização, é
característica de cada espécie e pode
possibilitar a identificação da matéria-
prima de uma certa farinha ou produto
por microscopia óptica.
Alterações na forma podem também ser
decorrentes de associações com outros
compostos, como proteínas, por exemplo.
Composição geral dos grãos de cereais
Tipos de Amido:
Glicêmico: degradado a glicose por enzimas do trato digestivo.
Amido rapidamente digerível (ARD) – até 20 minutos
Amido lentamente digerível (ALD) – 20 até 110 minutos
Resistente: não é digerido no intestino delgado, resiste à dispersão em água
fervente e à hidrólise pela ação da amilase pancreática e da pululanase. É
fermentado no intestino grosso pela microbiota local, produzindo gases e ácidos
graxos de cadeia curta.
AR1 = fisicamente inacessível
AR2 = de acordo com tipo de estrutura cristalina que apresenta nos grânulos
AR3 = amilose retrodegradada.
Composição geral dos grãos de cereais
Tipos de Amido:
A difração de raios X possibilita a distinção de três tipos de grânulos de amido,
que dependendo de sua forma e estrutura cristalina, denominam-se em A, B e C
o Amido Tipo A: menos de 20 unidades de glicose (cadeias curtas), com
empacotamento mais compacto.
o Amido Tipo B: mais de 22 unidades de glicose, moléculas de amilopectina de
tubérculos (batata) e do milho ceroso. Estrutura mais aberta com centro
hidratado.
o Amido Tipo C: Intermediário entre A e B, característico de leguminosas, raízes
(mandioca) e sementes em geral.
Composição geral dos grãos de cereais
Outros fatores que afetam a digestibilidade do amido:
• Presença de complexos amido-lipídio e amido-proteína
• Inbidores da α-amilase e de polissacarídeos não amiláceos
• Mastigação
• Tempo de trânsito intestinal
• Concentração de amilase no intestino
Outros carboidratos:
• Fibras solúveis (substâncias pécticas, β-glicanas, arabinoxilanas)
• Fibras insolúveis (celulose, galacomananas, glicomananas, lignina)
• Açucares livres
• Oligossacarídeos
PROTEÍNAS
De acordo com Osbourne (1907), são classificadas em:
• Albuminas – solúveis em água
• Globulinas – solúveis em solução salina
• Prolaminas – solúveis em solução alcoólica
• Glutelinas – solúveis em solução ácida ou alcalina
Composição geral dos grãos de cereais
Solúveis
Insolúveis
PROTEÍNAS
Ainda pode ser classificadas como:
• Proteínas solúveis: enzimas, inibidores enzimáticos e
hemaglutininas – embrião e endosperma.
• Proteínas de reserva: insolúveis – corpos ou corpúsculos de
proteínas.
Composição geral dos grãos de cereais
Teor de alguns aminoácidos essenciais em cereais em comparação ao ovo
ENZIMAS
Enzimas hidrolíticas:
Amilases = α amilase (α-1,4 = endoenzima); β-amilase (α-1,4 =
exoenzima).
β-glicanases = importante na cevada.
Proteases = facilita o acesso de amilase aos amidos dos grânulos.
Lipases = hidrolisam ligações éster dos triacilgliceróis, liberando
ácidos graxos e aumentando a acidez da fração lipídica.
Fitases = hidrolisa ácidos fíticos (fitatos e fitinas)
Composição geral dos grãos de cereais
ENZIMAS
Enzimas oxidativas:
Lipo-oxigenases = destruição de carotenoides em farinhas,
promovendo o branqueamento das massas. Formação do cheiro
“ranço”.
Polifenol oxidase, peroxidase e catalase
Composição geral dos grãos de cereais
LIPÍDEOS:
Componentes minoritários nos cereais (até 7% na aveia e 2% em
outros)
Armazenados principalmente no escutelo e na camada de aleurona,
com pouca quantidade no endosperma amiláceo.
Classificação:
• Livres = extraídos com solventes orgânicos a temperaturas ambientes
• Ligados ao amido = extraídos com solventes polares em temperaturas
ambiente
• Presos ao amido = fazem parte da constituição do grânulo e são extraídos
pela gelatinização do amido.
Composição geral dos grãos de cereais
VITAMINAS E MINERAIS
• Vitaminas do complexo B
• Vitaminas E
• Ácido nicotínico ou niacina – niacitina de baixa digestibilidade (cevada, trigo,
sorgo e arroz)
OBS.: boa parte das vitaminas e minerais se encontram na casca, no pericarpo e
nas camadas mais externas do endosperma, e pode ser eliminada durante a
extração da farinha ou no polimento do grão.
Composição geral dos grãos de cereais
ALCALÓIDES
 Ergotismo = consumo prolongado de “ergot” (ergotoxina e ergotamina –
ácido lisérgico), produzidas pelo fungo Claviceps purpurea.
 Infecta principalmente centeio, trigo, cevada e aveia.
 Fungo infecta a flor e invade as sementes.
 Sintomas: alucinações, convulsões, vasoconstrição e gangrena, podendo
causar a morte.
Composição geral dos grãos de cereais
Composição centesimal dos cereais
Arroz
Origem
• Espécies mais consumidas no mundo: Oryza sativa e O.
rufipogon (arroz vermelho – Índia e China)
• Domesticações: Índia, Indonésia e China
• Três raças diferenciadas: indica, javanica e sinica (japônica)
• África: O. sativae O. glaberrima
O. sativa
O. rufipogon
O. glaberrima
Produção
• Todos os continentes.
• Alimento básico de 2,4 bilhões de pessoas.
• Típico de regiões tropicais úmidas – bons rendimentos.
• Maiores produtores:
• China: 30%
• Índia 20%
• Indonésia: 9%
• Brasil: 2% no mundo e 50% da América Latina
Produção e Consumo
• O consumo do arroz é caracterizado por ser do próprio grão, sendo
uma quantidade muito pequena destinada à industrialização.
Produção e consumo de arroz em casca no mundo (milhões de toneladas)
Grão de arroz - Estrutura
Fonte: Gonzales et al. (1985)Grão = Casca + Semente
ARISTA
LEMA
Grão de arroz - Casca
Casca é composta por:
• Pálea
• Lema
• Lemas estéreis
• Ráquila
Características da casca:
• Porosa
• Leve
• Rica em sílica – 15 a 18%
Grão de arroz
Debaixo da casca:
Pericarpo (origem das paredes do ovário)
Semente: 
Tegumento
Endosperma –
camada mais externa = aleurona
Escutelo e Embrião: estrutu-
ras reprodutivas (Gérmen)
Grão de arroz
Arroz integral Arroz branco
Farelo de Arroz
Endosperma – Características químicas
Fonte: Naves, M. M. V. (2007)
Endosperma – Características químicas
Fonte: Naves, M. M. V. (2007)
Composição química dos grãos
PROTEÍNAS:
• 7 a 8% de proteínas (baixo).
• Variações: genótipos, adubação nitrogenada, radiação, temperaturas.
• Organização:
• Corpos proteicos tipo 1: grandes estruturas esféricas, ricos em prolamina
• Corpos proteicos tipo 2: ricos em globulina e glutelina
• Glutelina: 80% das proteínas
• Globulinas e albuminas: 15%
• Prolaminas: 5%
Endosperma
Composição química dos grãos
PROTEÍNAS:
Farelo de Arroz (gérmen e camada de aleurona):
• 60% de albuminas
• 27% de prolaminas e glutelinas
• 7% globulinas
• Lisina: aminoácido limitante, porém maior teor em relação a outros
cereais.
Composição química dos grãos
CARBOIDRATOS:
• Principais componentes do arroz
• Amido: 90%, além de açucares livres e fibras
• Endosperma: amido
• Farelo e o gérmen: fibras e outros carboidratos
*Amilose: qualidade tecnológica e de consumo do arroz
Composição química dos grãos
CARBOIDRATOS:
Como a amilose interfere na qualidade do arroz?
• Grãos com maior teor de amilose: textura mais firme após o cozimento.
Classificação do grão de acordo com o teor de amilose:
oCeroso: 1 a 2% de amilose
oTeor muito baixo: 3 a 12%
oTeor baixo: 13 a 20%
o Intermediário: 21 a 25%
oAlto: 26 a 33%
Composição química dos grãos
CARBOIDRATOS:
Como a amilose interfere na qualidade do arroz?
O teor de amilose também interfere na resposta metabólica
ao arroz: maiores concentrações de amilose resultam em
menores respostas glicêmicas e insulinêmicas.
Composição química dos grãos
CARBOIDRATOS:
Outros carboidratos:
• Açucares livres localizados nas camadas externas dos grãos
• Polimento e processamento influenciam nas suas quantidades finais
dos grãos
• Quais são? Sacarose (90%), glicose e frutose.
• Celulose e nas paredes celulares
• Pentosanas, β-glicanas e fibras menores do que os demais cereais
Composição química dos grãos
LIPÍDEOS:
• 2 a 3% de lipídeos apenas
• Lipídeos livres – esferossomos: camada de aleurona, embrião
e endosperma.
• Maior concentração: gérmen e camada de aleurona –
extração do óleo de arroz
Lipídeos
•Arroz polido: menos de 1% de lipídeos;
•Arroz integral: até 3% de lipídeos;
• “Farelo de arroz”: até 20% de lipídeos
Composição química dos grãos
LIPÍDEOS NO ARROZ (%):
Composição química dos grãos
VITAMINAS E MINERAIS:
Quantidades significativas de vitaminas do complexo B e vitamina E –
comum na maioria dos cereais
*Retirados pelo polimento do grão.
• Minerais: muito influenciado pelas adubações, tipos de solos de cultivo e
processamento.
• 72% no farelo do arroz
• 28% no grão polido
• Zn e Fe principalmente
• Observação: os maiores teores de fibras e fitatos no arroz integral pode
afetar a biodisponibilidade dos minerais nesses grãos.
Composição química dos grãos
VITAMINAS E MINERAIS:
Teores de vitaminas do complexo B (mg/100g) em grãos de arroz.
Composição química dos grãos
VITAMINAS E MINERAIS:
Teores de minerais (mg/100g) em grãos de arroz.
CONTEÚDO EM AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS (mg aminoácido/g proteína)
DO ARROZ, MILHO E TRIGO EM RELAÇÃO AO PADRÃO FAO/OMS/ONU
Fonte: Naves, M. M. V. (2007)
Fibras Alimentares
Fibra alimentar – valores nas tabelas brasileiras;
Arroz Polido e Arroz Integral respectivamente:
1,3% e 3,5% (PHILIPPI, 2002), de 1,7% e 3,0% (USP, 2004) e de 1,6% e
4,8% (NEPA, 2006)
O arroz polido contém, sobretudo, hemicelulose e pectina, e o
integral hemicelulose, pectina e celulose.
Valor nutricional do arroz
CONTRIBUIÇÃO NUTRICIONAL DA INGESTÃO DE ARROZ PARA O APORTE DIÁRIO DE
ENERGIA E MACRONUTRIENTES.
Fonte: Naves, M. M. V. (2007)
Valor nutricional do arroz
O Arroz representa fonte de proteína de boa qualidade
quando complementado com quantidades similares de
proteínas de leguminosas (feijão), ou com quantidades
menores de proteínas de origem animal.
Próxima aula:
Tipos de processamento do arroz