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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU – FURB CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS – CCEN BACHARELADO EM QUÍMICA JHÚLIA CHIESA TEOR DE PROTEÍNA TOTAL E GLÚTEN EM FARINHAS DE TRIGO ESPELTA E KAMUT BLUMENAU - SC 2020 JHÚLIA CHIESA TEOR DE PROTEÍNA TOTAL E GLÚTEN EM FARINHAS DE TRIGO ESPELTA E KAMUT Monografia de conclusão de curso apresentada ao Curso de Graduação em Química do Centro Ciências Exatas e Naturais da Universidade Regional de Blumenau, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Química. Orientadora: Profª. MSc. Morgana Kretzschmar BLUMENAU - SC 2020 Dedico este trabalho à minha família, por todo apoio e pela oportunidade, e principalmente a Deus pela sabedoria e saúde. Tudo posso naquele que me fortalece. Filipenses 4:13 RESUMO O trigo é um cereal amplamente utilizado na elaboração de diversos produtos alimentícios e, para aumentar a sua produtividade e adequá-lo às necessidades tecnológicas deste setor, passou por diversas modificações genéticas, que provocaram um aumento no teor de glúten, uma proteína elástica de grande importância na qualidade panificadora deste cereal, mas relacionado a fatores de intolerâncias alimentares. Desta forma, recomenda-se o consumo de variedades de trigo mais rústicas, como o trigo espelta e kamut. Este trabalho tem como objetivo quantificar o teor de proteínas totais, o teor de glúten úmido e seco e avaliar a qualidade físico-química das farinhas de trigo espelta e farinha de trigo kamut, variedades rústicas de trigo rústicas, e da farinha de trigo comum. A determinação de proteína total e de glúten seguiu as metodologias da American Association of Cereal Chemists (AACC, 2009) e as determinação de umidade, cinzas, acidez álcool solúvel e pH as Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz (BRASIL, 2010). O teor médio de proteínas totais das amostras de farinha de trigo kamut foi 11,95 %, da farinha de trigo espelta 10,72 % e da farinha de trigo comum 10,13 %. O teor de glúten úmido foi 24,82 % na farinha de trigo kamut, 22,73 % na farinha de trigo espelta e 24,10 % na farinha de trigo comum. O teor de glúten seco foi 10,21 % na farinha de trigo kamut, 9,21 % no trigo espelta e 8,23 % no trigo comum. As análises usadas no controle da qualidade das farinhas de trigo kamut, espelta e trigo comum indicaram, respectivamente, os seguintes teores: umidade, 11,03 %, 11,26 % e 11,48 %; cinzas 0,52 %, 0,54 % e 0,24 %; acidez álcool-solúvel 0,62 %, 0,62 % e 0,35 %, e pH 5,64, 5,14 e 5,18. A partir dos resultados deste estudo podemos concluir que a farinha de trigo kamut apresentou o maior teor de proteínas totais e de glúten, seguida pela variedade espelta, sendo assim, pessoas com sensibilidade ao glúten não poderiam estar consumido estas farinhas. Os resultados das análises físico-químicas das farinhas de trigo ficaram dentro dos parâmetros de qualidade estabelecidos pela legislação vigente, atendendo os limites máximos e mínimos exigidos. Palavras-chave: Trigo espelta. Trigo kamut. Proteína total. Glúten. ABSTRACT Wheat is a cereal widely used in the preparation of various food products and, to increase its productivity and adapt it to the technological needs of this sector, it underwent several genetic modifications, which caused an increase in the content of gluten, a highly elastic protein importance in the bakery quality of this cereal, but related to food intolerance factors. Thus, it is recommended to consume more rustic wheat varieties, such as spelled wheat and kamut. This work aims to quantify the total protein content, the wet and dry gluten content and to evaluate the physico-chemical quality of spelled wheat flour and kamut wheat flour, rustic rustic wheat varieties, and common wheat flour. The determination of total protein and gluten followed the methodologies of the American Association of Cereal Chemists (AACC, 2009) and the determination of humidity, ashes, acid soluble alcohol and pH according to the Analytical Standards of the Adolfo Lutz Institute (BRAZIL, 2010). The average total protein content of the kamut wheat flour samples was 11.95%, spelled wheat flour 10.72% and common wheat flour 10.13%. The wet gluten content was 24.82% in kamut wheat flour, 22.73% in spelled wheat flour and 24.10% in common wheat flour. The dry gluten content was 10.21% in kamut wheat flour, 9.21% in spelled wheat and 8.23% in common wheat. The analyzes used in the quality control of kamut, spelled and common wheat flours indicated, respectively, the following contents: moisture, 11.03%, 11.26% and 11.48%; ash 0.52%, 0.54% and 0.24%; alcohol-soluble acidity 0.62%, 0.62% and 0.35%, and pH 5.64, 5.14 and 5.18. From the results of this study we can conclude that the kamut wheat flour had the highest content of total proteins and gluten, followed by the spelled variety, so, people with sensitivity to gluten could not be consumed these flours. The results of the physical-chemical analyzes of wheat flour were within the quality parameters established by current legislation, meeting the maximum and minimum limits required. Keywords: Spelled wheat. Kamut wheat. Total protein. Gluten. LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Estrutura do trigo. .................................................................................................. 14 Figura 2 – Formação da rede proteica. .................................................................................... 16 Figura 3 – Trigo espelta. .......................................................................................................... 17 Figura 4 – Trigo kamut. ........................................................................................................... 18 Figura 5 – Mucosa do intestino delgado normal e atrofiado. .................................................. 19 Figura 6 – Etapas do procedimento da determinação do glúten úmido. ................................. 25 Figura 7 – Amostra de glúten seco. ......................................................................................... 26 Figura 8 – Parte de destilação (não está neutralizado na foto) do método kjeldahl. ............... 27 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Resultados dos teores de glúten úmido, glúten seco e proteínas totais das farinhas de trigo kamut, espelta e comum .............................................................................................. 30 Tabela 2 – Resultados das análises físico-químicas das farinhas de trigo.. ............................. 33 LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS AACC – American Association of Cereal Chemists American Association of Cereal Chemists – Associação Americana de Cereais Químicos BA – Bahia CCEN – Centro De Ciências Exatas E Naturais Codex Alimentarius – Codex Alimentício COO – Representação química o grupo carboxílico CO2 – Dióxido de carbono et al – Expressão latina utilizada para significar “e outros” FAO – Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação f – Fator da solução FURB – Universidade Regional de Blumenau g – Gramas HCl – Ácido clorídrico H2SO4 – Ácido sulfúrico H3BO3 – Ácido bórico IN – Instrução Normativa MAPA – Ministério da agricultura, pecuária, e abastecimento min– Minutos MSc. – Mestre de pós-graduação N – Massa de umidade NaCl – Cloreto de sódio NaOH – Hidróxido de sódio NH2 – Representação química do grupo amino nº – Número PGS – Massa do glúten seco PGU – Massa do glúten úmido P – Peso pH – Potencial hidrogeniônico Profª – Professora SC – Santa Catarina Strong – Forte S-S – Representação química das ligações de dissulfeto Triticum spelta – Trigo espelta ou trigo vermelho Triticum turgidum ssp. – Trigo khorasan ou trigo kamut V – Volume x – Símbolo da multiplicação Weak – Fraco °C – Graus Celcius - – Símbolo de subtração + – Símbomo de adição ≤ – Representação matemática de menor ou igual a ≥ – Representação matemática de maior ou igual a % – Porcentagem % p/p – Percentual peso/peso %, m/m – Medida do gúten úmido, porcentagem, metro por metro = – Símbolo de igualdade % V/P – Percentual volume por peso SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 12 2 REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................. 13 2.1 TRIGO ..................................................................................................................... 13 2.1.1 Estrutura ............................................................................................................. 13 2.1.2 Composição Química ......................................................................................... 14 2.1.3 Proteínas ............................................................................................................. 15 2.2 TRIGO ESPELTA ................................................................................................... 16 2.3 TRIGO KAMUT ...................................................................................................... 17 2.4 SENSIBILIDADE NÃO-CELÍACA AO GLÚTEN E DOENÇA CELÍACA ........ 18 2.5 QUALIDADE FÍSICO-QUIMICA DE FARINHAS DE TRIGO ........................... 20 2.6 LEGISLAÇÃO BRASILEIRA DO TRIGO ............................................................ 21 3 OBJETIVOS ............................................................................................................... 23 3.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................ 23 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................... 23 4 MATERIAL E MÉTODOS ....................................................................................... 24 4.1 DETERMINAÇÃO DE GLÚTEN .......................................................................... 24 4.1.1 Teor de Glúten Úmido ........................................................................................ 24 4.1.2 Teor de Glúten Seco ........................................................................................... 25 4.2 ANÁLISE DE PROTEÍNAS TOTAIS – MÉTODO KJELDAHL ......................... 26 4.3 ANÁLISE DE UMIDADE ...................................................................................... 27 4.4 ANÁLISE DE CINZAS (RESÍDUO MINERAL FIXO) ........................................ 28 4.5 ACIDEZ ÁLCOOL-SOLÚVEL .............................................................................. 28 4.6 ANÁLISE DE pH .................................................................................................... 29 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................ 30 6 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 35 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 36 12 1 INTRODUÇÃO A qualidade do grão de trigo é o resultado da interação das condições de cultivo (interferência do solo, clima, pragas, manejo da cultura e da cultivar), além da interferência das operações de colheita, secagem e armazenamento, fatores estes que influem diretamente sobre o uso industrial a ser dado ao produto final, que é a farinha de trigo (EL-DASH et al., 2002; GUTKOSKI, 2002). O trigo possui importante papel no aspecto econômico e nutricional da alimentação humana, pois a sua farinha é largamente utilizada na indústria alimentícia (FERREIRA, 2003). Desta forma, o trigo passou por muitas modificações genéticas com a finalidade de aumentar a sua produtividade e características que o tornassem mais efetivos na elaboração dos alimentos, entre elas, o aumento no teor de glúten (D’OVIDIO et al., 2004). Porém, de acordo com especialistas da área da saúde, esse aumento no teor de glúten pode ser o responsável pelos crescentes casos de intolerância, que recebe duas classificações: doença celíaca e sensibilidade não celíaca ao glúten. Contudo, ainda não há comprovação científica de que esse processo tenha modificado a forma como o trigo é digerido. Dessa forma, é frequente a recomendação do consumo de variedades de trigo mais rústicas, como trigo espelta e trigo kamut, pelos profissionais da área da saúde (MATTIONI, 2017). Ainda há poucas referências relacionadas ao teor de glúten das farinhas elaboradas com o trigo kamut e o trigo espelta, justificando a recomendação do seu uso em substituição a farinha de trigo comum. Além disto, é importante a avaliação da qualidade físico-química destes produtos, uma vez que, geralmente, são processadas em outros países, transportadas a granel e embaladas no Brasil. Processos que, se não realizados com critérios rigorosos de higiene, poderão causar alterações significativas na qualidade do produto. http://www.cnpt.embrapa.br/biblio/do/p_do117_b.htm 13 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 TRIGO A origem da palavra “trigo” provém do vocábulo latino triticum, que significa quebrado, triturado, numa referência à atividade que se deve realizar para separar o grão de trigo da camada que o reveste. O termo “trigo” destina-se tanto à planta como às sementes comestíveis dela originadas (LÉON, 2007). As variedades de trigos se distinguem pela altura das plantas, produtividade, conteúdo de endosperma, proporção de proteínas na farinha, qualidade da proteína, resistência a diversas doenças e adaptabilidade a solos ácidos, requerimentos climatológicos e pela aparência física (ABITRIGO, 2008). A relação entre esses diversos fatores ambientais e os diferentes genótipos, repercute nas propriedades funcionais (GEORGET et al., 2005) e, principalmente, na qualidade de processamento do trigo, como moagem e elaboração dos produtos, mais especificamente com relação à variação do grau de elasticidade do glúten, o que afeta sobremaneira a fermentação dos pães (CARCEA et al., 2006). 2.1.1 Estrutura Existem diferenças na morfologia dos grãos de trigo em função das diferentes variedades e condições de plantio do cereal (POSNER, 2000). O grão de trigo tem sua estrutura dividida em três partes: pericarppo (13-17%), o endosperma (80-83%) e o germe (2,0-3,5%), conforme a figura 1, e possui diversos nutrientes como amido, fibras e proteínas. O endosperma é onde está concentrada a maior parte das proteínas do cereal, além do amido, e é a porção utilizada para a fabricação de farinha (SCHEUER, et al., 2011). 14 Figura 1 – Estrutura do trigo. Fonte: Scheuer, 2011. O pericarpo é rico em fibras e sais minerais (ATWELL, 2001). Constitui a camada mais externa e protetora do grão (POPPER et al., 2006). O endosperma constitui uma matriz proteica, no qual grânulos de amido estão inseridos, ou seja, o endosperma constitui a farinha de trigo branca propriamente dita. Por fim, o gérmenconstitui a parte embrionária da planta, onde se encontram os lipídeos e os compostos fundamentais à germinação do grão (HOSENEY, 1991; HADDAD et al., 2001). 2.1.2 Composição Química De acordo com Mousia (2004), a composição química do trigo afeta tanto quanto as suas características funcionais como tecnológicas, e juntamente com as propriedades estruturais e a população microbiológica, define a qualidade da farinha de trigo. A farinha de trigo é composta principalmente por amido (70 a 75%), água (12 a 14%), proteínas (8 a 16%) e outros constituintes menores, como polissacarídeos não amiláceos (2 a 3%), lipídeos (2%) e cinzas (1%); assim, as quantidades e as diferentes características das composições a partir de diversas cultivares, influenciarão a qualidade da farinha de trigo (MORITA et al., 2002). 15 2.1.3 Proteínas Em meados de 1900, Thomas Osborne classificou as proteínas segundo a solubilidade, em quatro categorias: albuminas, globulinas, gliadinas e glutelinas (HOSENEY, 1991). No trigo, as proteínas estão divididas em proteínas não formadoras de glúten (albuminas e globulinas) e proteínas formadoras de glúten (gliadina e glutenina), ou seja, o glúten (SGARBIERI, 1966), o principal responsável pela funcionalidade do trigo, a fonte de destaque das propriedades viscoelásticas da massa (HOSENEY, 1991). O glúten é formado pelas frações hidratadas de gliadinas, gluteninas e resíduo proteico. Ao promover a hidratação da gliadina, esta produz uma massa fluida e viscosa, enquanto a glutenina forma uma massa extremamente rígida e elástica. A gliadina é coesiva e apresenta alta extensibilidade e baixa elasticidade. Isso equivale a dizer que ela pode ser esticada com a aplicação de uma força, porém apresenta capacidade limitada de retornar à forma inicial quando essa força é suprimida. A glutenina, por outro lado, apesar de também ser coesiva, apresenta baixa extensibilidade e alta elasticidade. É capaz de ser esticada até certo limite, mas retorna rapidamente à sua forma original. O glúten, consequentemente, possui as propriedades de ambas as frações, sendo responsável pela estrutura do pão, formando uma rede viscoelástica que retém os gases formados durante a fermentação da massa pelas leveduras, permitindo sua expansão (FERRÃO, 2000; PIEKARSKI, 2009). O glúten não é um componente que faz parte diretamente da formulação de produtos de panificação (NUNES et al., 2006). O glúten é formado quando a farinha de trigo, a água e os demais ingredientes do pão são misturados e sofrem a ação de um trabalho mecânico (figura 2). À medida que a água começa a interagir com as proteínas insolúveis da farinha de trigo (glutenina e gliadina) a rede de glúten começa a ser formada. Sendo assim o glúten é formado pela interação entre moléculas de gliadina e glutenina que ao se hidratarem formam uma rede. O interesse do glúten nos processos de panificação está basicamente ligado a sua capacidade de dar extensibilidade e consistência à massa, além de reter o gás carbônico proveniente da fermentação, promovendo o aumento de volume desejado (CUNHA et al., 2012). 16 Figura 2 – Formação da rede proteica. Fonte: Moresco, 2016. 2.2 TRIGO ESPELTA A espelta (Triticum spelta), também conhecida como trigo “rústico” ou trigo vermelho, é uma espécie da família das gramíneas. Foi o principal alimento das civilizações grega e romana e a base alimentar de populações durante a Idade Média, sendo considerado o mais precioso dos cereais (IGNORAMOS, 2016). O trigo espelta apesar de conter glúten, apresenta uma menor quantidade do que o trigo comum, o que o torna mais digerível e mais bem tolerada pelo organismo (IGNORAMOS, 2016). Ao longo dos tempos, esta espécie deixou de ser consumida, dando lugar ao arroz e variedades híbridas do trigo. Este desuso da espelta permitiu manter este cereal no estado mais original e menos exposto a manipulações genéticas, que outras variedades de cereais foram sujeitas (IGNORAMOS, 2016). Atualmente, esta variedade de trigo foi redescoberta pela agricultura biológica, por ser muito resistente a pragas e a condições climáticas adversas. Além de nutricionalmente mais completa, possui maior digestibilidade e um sabor bastante agradável (IGNORAMOS, 2016). 17 Figura 3 – Trigo espelta. Fonte: Paulo Wendling, 2019. 2.3 TRIGO KAMUT O trigo khorasan (Triticum turgidum ssp.), comercialmente conhecido como kamut, é uma variedade bastante antiga de trigo, cuja origem foi na região do Médio-Oriente. Acredita-se que este cereal teria sido levado para os Estados Unidos da América após a Segunda Guerra Mundial. Em 1990, o trigo khorasan foi vendido pela primeira vez nos Estados Unidos da América sob a marca registada KAMUT. Esta marca foi implementada com o principal objetivo de garantir que esta variedade de trigo fosse cultivada e distribuída no mercado de forma ética e de assegurar padrões elevados de qualidade. Devido a este fato, o trigo khorasan KAMUT é cultivado exclusivamente recorrendo a métodos biológicos e sem processos de hibridação ou modificações genéticas em laboratório. Desta forma, conseguiu-se proteger e preservar as qualidades excepcionais deste trigo ancestral, para benefício de todos que se interessam por alimentos nutritivos e de alta qualidade. Nutricionalmente, o trigo kamut apresenta cerca de 35% mais proteínas que o trigo comum. Em nível de micronutrientes, possui magnésio, zinco e selênio, este último bastante associado à capacidade antioxidante. Existe um estudo que sugere que uma dieta com produtos de trigo kamut pode ser eficaz na redução de riscos metabólicos, assim como na 18 redução do “stress” oxidativo e estado inflamatório (VALENTE, 2014; STALLKNECHT et al, 1996). O cereal também apresenta menor teor de glúten que as variedades modernas de trigo, o que o torna de melhor assimilação para algumas pessoas com intolerância ao glúten. Os grãos de kamut têm o dobro do tamanho dos grãos de trigo e são caracterizados por um formato característico de corcunda (STALLKNECHT et al, 1996). Figura 4 – Trigo kamut. Fonte: Universo dos Alimentos, 2019. 2.4 SENSIBILIDADE NÃO-CELÍACA AO GLÚTEN E DOENÇA CELÍACA A doença celíaca foi descoberta em 1888 pelo pediatra britânico Samuel Gee, mas, apenas na década de 1940 o glúten foi reconhecido como o causador do transtorno. Durante os períodos de escassez alimentar da guerra, o médico holandês Willem Karel Dicke notou que a falta de pães e de produtos à base de trigo reduziam o número de casos, e acabou relacionando a proteína à doença. Ainda no começo de 1950, o médico holandês criou a primeira dieta livre de glúten para pacientes com doença celíaca (DC) que permanece sendo o único tratamento disponível até hoje (MEEWISSE, 1970). A DC é uma intolerância permanente ao glúten, caracterizada por atrofia total ou subtotal da mucosa do intestino delgado proximal e consequente má absorção de alimentos, em indivíduos geneticamente susceptíveis (MEEWISSE, 1970). A figura 5 apresenta a estrutura da mucosa do intestino delgado saudável e atrofiado. 19 Figura 5 – Mucosa do intestino delgado normal e atrofiado. Fonte: Ramos, 2011. Há um número crescente de pesquisas que indicam que muitas pessoas podem estar sofrendo de uma condição real, chamada Sensibilidade Não Celíaca ao Glúten, ou SGNC, ou seja, não é Doença Celíaca, DC, mas sim uma condição autoimune menos comum (MANSUETO et al., 2014). A diferença entre as duas são dois diagnósticos com alterações gastrointestinais distintas. Na DC há um componente imunológico que faz com que a mucosa do intestino se inflame. Isto gera a perda da integridade deste órgão, com o consequente prejuízo na absorçãode algumas vitaminas e minerais. Desta forma, há um prejuízo orgânico enorme (MANSUETO et al., 2014). No caso da SGNC, não há este componente imunológico bem definido. Portanto, é como se este tipo de alimento não fosse bem aceito pelo organismo, mas sem que isto leve a um impacto orgânico. Desta forma, a sensibilidade ao glúten está mais associada ao desconforto e sintomas digestivos que trazem prejuízo à qualidade de vida, do que propriamente alterações orgânicas do intestino ou distúrbios nutricionais (DIGIACOMO et al., 2013). Poucas pesquisas sugerem que excluir o glúten de uma dieta trará benefícios à saúde de pessoas que não têm uma condição médica, como DC ou alergia ao trigo. Então, para pessoas com SGN é recomendado o consumo de pequenas quantidades de glúten por dia, assim, evitando desconfortos causados por este distúrbio (MOLINA, 2015). 20 No Brasil, ainda não existe uma lei que determine os limites adequados para a quantidade de glúten em alimentos, sendo assim apenas as indicações internacionais do Codex Alimentarius são seguidas. Porém, existem duas Leis Federais que dizem respeito a esse assunto, e que obrigam os fabricantes de produtos alimentícios a expor em sua rotulagem se o alimento “Contém” ou “Não Contém Glúten” (QUINTANA, 2011). Lei 8543 de 23 de dezembro de 1992 estabelece: Art. 1° Todos os alimentos industrializados que contenham glúten, como trigo, aveia, cevada, malte e centeio e/ou seus derivados, deverão conter, obrigatoriamente, advertência indicando essa composição. § 2° A advertência deve ser impressa nos rótulos e embalagens dos produtos industrializados em caracteres com destaque, nítidos e de fácil leitura. Lei 10.674 de 16 de maio de 2003, estabelece: Art. 1o Todos os alimentos industrializados deverão conter em seu rótulo e bula, obrigatoriamente, as inscrições "contém Glúten" ou "não contém Glúten", conforme o caso. § 1o A advertência deve ser impressa nos rótulos e embalagens dos produtos respectivos assim como em cartazes e materiais de divulgação em caracteres com destaque, nítidos e de fácil leitura. § 2o As indústrias alimentícias ligadas ao setor terão o prazo de um ano, a contar da publicação desta Lei, para tomar as medidas necessárias ao seu cumprimento. 2.5 QUALIDADE FÍSICO-QUIMICA DE FARINHAS DE TRIGO O principal fator da qualidade dos grãos de trigo é decorrente da qualidade e quantidade de proteínas formadoras do glúten. Tais proteínas estão ligadas ao patrimônio genético da cultivar e são condicionadas por elementos ambientais, além das operações de colheita, secagem e armazenamento (GUTKOSKI, 2009). Segundo Rasper e Walker (2000) a qualidade de grãos e farinhas é determinada por características que assumem diferentes significados, dependendo do seu uso ou do tipo de produto final. Os mesmos autores afirmam ainda que tais características são mensuráveis por meio de análises e testes instrumentais específicos, baseados em aspectos físicos, químicos, 21 estimativa da atividade enzimática e propriedades reológicas dos cereais e suas respectivas farinhas. Uma análise muito importante que serve para medir o teor de glúten úmido e, a partir da secagem (glúten seco), possibilitar o cálculo do índice de glúten de determinada amostra (MONTENEGRO, 2008). O princípio do método consiste em fazer uma massa com farinha de trigo e água que, em seguida, deve ser lavada para remoção do amido e dos constituintes hidrossolúveis do glúten, obtendo-se o glúten úmido; após este procedimento o glúten é secado e pesado (POPPER et al., 2006), possibilitando a determinação do teor de glúten seco. A determinação da quantidade e da qualidade do glúten na farinha é uma das melhores ferramentas para se conhecer suas potencialidades (LÉON, 2007), já que o glúten é responsável pela retenção de gás na massa, o que confere leveza aos produtos fermentados (BECHTEL et al., 1977), estando então relacionado à qualidade final dos produtos, com relação à textura, forma e expansão (AMEMIYA et al., 1992). A manutenção da umidade dentro dos níveis recomendados é importante não só para a conservação durante o período de armazenamento, mas também economicamente, uma vez que o trigo e a farinha são comercializados em base úmida (GUTKOSKI, 2009). A legislação brasileira recomenda que a umidade da farinha de trigo não deve ser superior a 15 % (BRASIL, 2005). A influência da atividade da água e da temperatura no crescimento de fungos e na produção de micotoxinas deve ser considerada uma forma de preservar as características dos grãos (NOUREDDINE et al., 2009). A análise de cinzas serve para representar a quantidade de minerais ou cinzas do grão de trigo ou de sua farinha. Os principais sais minerais que estão presentes na farinha são o ferro, sódio, potássio, magnésio e fósforo, sendo obtidos pela queima da matéria orgânica da farinha (MIRANDA, 2009). A determinação da acidez indica o estado de conservação do produto, pois é a expressão convencional dos ácidos, principalmente ácidos graxos livres, extraídos em condições específicas (ICTA, 2013). 2.6 LEGISLAÇÃO BRASILEIRA DO TRIGO Segundo a legislação brasileira vigente para o trigo, em outubro de 2010, a IN nº 7 do MAPA, de 15 de agosto de 2001, denominada "Regulamento Técnico de Identidade e 22 Qualidade do Trigo", classifica o trigo como Brando, Pão, Melhorador e Trigo para Outros Usos. Segundo essa mesma legislação, o trigo pode ser classificado em Tipos 1, 2 e 3 (BRASIL, 2001). Usualmente, para a comercialização de trigo, são empregados parâmetros de qualidade adicionais ou diferenciados da IN nº 7, os quais são estabelecidos para atender às especificações de farinha de trigo exigidas pelos diferentes segmentos da cadeia (indústrias de moagem e de produto final) (EMBRAPA, 2010). Em relação à farinha de trigo, a norma em vigor é a IN nº 8 do MAPA, denominada “Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade da Farinha de Trigo” (BRASIL, 2005), na qual a umidade deve ser de até 15%, sendo a farinha de trigo classificada em Tipo 1, Tipo 2 e Integral, de acordo com o teor máximo de cinzas de 0,8%, 1,4% e 2,5% e teor de proteína de no mínimo 7,5%, 8,0% e 8,0%, respectivamente (EMBRAPA, 2010). 23 3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GERAL Avaliar o teor de proteína total e teor de glúten em farinhas de trigo espelta, kamut e comum. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar o teor de glúten úmido e glúten seco nas amostras de farinhas de trigo espelta, kamut e comum. Determinar o teor de proteínas totais nas amostras de farinha de trigo espelta, kamut e comum. Realizar análises físico-químicas de umidade, cinzas, acidez álcool solúvel e pH nas amostras de farinhas de trigo espelta, kamut e comum. Comparar os teores de proteínas totais e glúten das farinhas de trigo espelta e kamut com a farinha de trigo comum. 24 4 MATERIAL E MÉTODOS As amostras de farinha foram analisadas quanto às proteínas totais, teor de umidade e cinzas, glúten úmido e seco, acidez álcool-solúvel e pH. Todas as análises foram feitas em triplicata baseando-se nas Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz (BRASIL, 2010) e American Association of Cereal Chemists (AACC, 2009). As farinhas foram adquiridas em mercados do município de Blumenau, SC. Todos os solventes e reagentes utilizados na pesquisa possuíam pureza analítica e de procedência Vetec, Synth, Biotec e Dinâmica. Os procedimentos estão descritos a seguir. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Alimentos do Departamento de Química da FURB. 4.1 DETERMINAÇÃO DE GLÚTEN Os procedimentos de determinação do teor de glúten úmido e glúten seco foram realizados segundo o Método Oficial 38-10.01 (AACC, 2009). 4.1.1 Teor deGlúten Úmido Para a análise de glúten úmido, inicialmente pesou-se 20g de farinha, transferidas para um béquer e adicionado 11mL de água destilada. Em seguida, a massa foi boleada cuidadosamente e deixada descansar por 30min. Após este período, a massa foi coberta com solução de cloreto de sódio (NaCl) 2 %, permanecendo por mais 30min. Após o repouso, foi lavado o aglomerado com água corrente sobre um tamis de malha 100, apertando e amassando levemente com as mãos. A massa foi lavada até que a água não adquirisse coloração azul, ao ser adicionado uma gota da solução de iodo saturada. Em seguida, o glúten foi recolhido e transferido para um vidro de relógio, previamente dessecado e pesado. O teor de glúten úmido (%) foi determinado de acordo com a Equação 01. Glúten úmido (%, m/m) = PGU x 100 % P Onde: P = Massa da amostra, em gramas (g); PGU = Massa do glúten úmido, em (medida). 25 Figura 6 – Etapas do procedimento da determinação do glúten úmido. Fonte: A autora, 2019. Nota: A- Amostra pesada; B- Amostra boleada; C- Amostra submersa em solução NaCl 2%; D- Amostra lavada em água corrente. 4.1.2 Teor de Glúten Seco As amostras preparadas na análise do teor de glúten úmido foram secas em estufa a 105°C, por 2h. Após esta etapa, foi resfriado em dessecador até temperatura ambiente e pesado em balança analítica. O processo foi repetido até massa constante. O teor de glúten seco (%) foi determinado de acordo com a Equação 02. Glúten seco (%, m/m) = PGS x 100 % P Onde: P = Massa da amostra, em gramas (g); PGS = Massa do glúten seco, em gramas (g). 26 Figura 7 – Amostra de glúten seco. Fonte: Zanghini, 2018. 4.2 ANÁLISE DE PROTEÍNAS TOTAIS – MÉTODO KJELDAHL Inicialmente pesou-se em balança analítica cerca de 1,0g da amostra que foi transferida para um balão de digestão, juntamente com 6,0g de catalisador misto e 20mL de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. O tubo foi levado até ao bloco digestor, suspendendo a temperatura de 50 em 50 o C, até a temperatura de 400 o C, permanecendo nesta temperatura até que a solução tornou-se azul esverdeada e livre de material não digerido. Após esta etapa, adicionou-se ao balão de digestão 50mL de água destilada e, em seguida foi realizada a destilação. Na saída do condensador foi colocado um erlenmeyer contendo 50mL de ácido bórico (H3BO3) 0,033mol L -1 , e duas gotas do indicador misto, de modo que a ponta do condensador ficasse imersa no ácido bórico para evitar que a amônia destilada se perdesse para o ambiente por volatilização. Acionou-se a temperatura para o aquecimento da água da caldeira, que conduziu a amônia para o erlenmeyer contendo o ácido bórico. Na sequência, foi adicionando-se gota a gota de hidróxido de sódio (NaOH) 50%, até a cor do líquido que continha a amostra digerida ficou pardo, o que indica que o meio ficou alcalino. A destilação foi mantida até a obtenção de ¾ do volume inicial do frasco receptor (± 200mL). O destilado, contido no elermeyer, foi titulado com solução de ácido clorídrico (HCl) 0,1 mol L -1 , até viragem de cor do indicador. O teor de proteína bruta foi determinado pela Equação 03. 27 Proteína (%) = V x f x 0,14 P Onde: V = volume (mL) de HCl 0,1 mol L -1 gasto na titulação; P = massa da amostra, em gramas (g); f = fator de conversão do teor de N em proteína. Figura 8 – Parte de destilação (não está neutralizado na foto) do método kjeldahl. Fonte: A autora, 2019. 4.3 ANÁLISE DE UMIDADE Inicialmente pesou-se em balança analítica, cerca de 5g de amostra em uma cápsula dessecada e pesada, que foi transferida para a estufa a 105 o C, por 4h. Após este período, a cápsula com a amostra dessecada foi resfriada em dessecador até a temperatura ambiente e pesada em balança analítica. O processo de aquecimento e pesagem repetiu-se até massa constante. O teor de umidade foi determinado pela Equação 04. Umidade (%, m/m) = N x 100 % P Onde: P = massa da amostra integral, em gramas (g); 28 N = massa de umidade (amostra integral – amostra seca), em gramas (g). 4.4 ANÁLISE DE CINZAS (RESÍDUO MINERAL FIXO) Em um cadinho calcinado e pesado, pesou-se 2g de amostra em balança analítica e em seguida, as amostras foram incineradas em bico de Bunsen até cessar o desprendimento de fumaça e transferidos para mufla a 550 ºC. As amostras permaneceram na mufla até a ausência de pontos de carvão. As amostras foram resfriadas em dessecador até atingirem a temperatura ambiente e pesadas posteriormente. O teor de cinzas foi determinado pela Equação 05. Cinzas (%, m/m) = N x 100 % P Onde: P = Massa da amostra, em gramas (g); N = Massa, em gramas, de cinzas, em gramas (g). 4.5 ACIDEZ ÁLCOOL-SOLÚVEL Para determinação da acidez, pesou-se 5g da amostra em balança analítica e foi transferido para um balão volumétrico de 100mL, com auxílio de 80mL de etanol 95%. Esta mistura foi agitada algumas vezes e ficou em repouso por 24 horas. Após este período, o volume foi completado com etanol 95 % e a suspensão foi filtrada em papel filtro faixa preta. Com uma pipeta volumétrica, 20mL do filtrado foi transferido para um erlenmeyer de 250mL e adicionado duas gotas do indicador fenolftaleína. A titulação foi realizada com uma solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L -1 até coloração rósea. Foi feito uma prova em branco usando 20mL do álcool 95 % e duas gotas de indicador fenolftaleína. A acidez em álcool-solúvel foi determinada pela Equação 06. Acidez em álcool solúvel (%, v/p) = (V – V´) x f x 100 % P x c Onde: V = n o de mL da solução de NaOH 0,01 mol L -1 gasto na titulação; V’ = n o de mL da solução de NaOH 0,01 mol L -1 gasto na titulação do branco; 29 f = fator da solução de NaOH 0,1 mol L -1 ; P = massa da amostra, em gramas (g); c = fator de correção (c = 100 para NaOH 0,1 mol L -1 ). 4.6 ANÁLISE DE pH Para análise do pH, 10g da amostra foram transferidas para um béquer e adicionados 50mL de água destilada. Agitou-se essa mistura com um bastão de vidro com intervalos de 10min, durante 30min. Em seguida, o líquido foi filtrado e o pH do filtrado foi determinado com peagâmetro, previamente calibrado. 30 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO As médias e o desvio padrão das análises de glúten úmido, glúten seco e proteína total das farinhas de trigo kamut, espelta e comum estão apresentados na tabela 1. Para cada variedade de farinha de trigo, avaliada neste estudo, foram analisadas duas marcas de diferentes produtores. Farinhas de trigo kamut (codificadas em A1 e A2), farinhas de trigo espelta (B1, B2) e farinha de trigo comum (C1 e C2). Tabela 1 – Resultados dos teores de glúten úmido, glúten seco e proteínas totais das farinhas de trigo kamut, espelta e comum. AMOSTRAS PARÂMETROS AVALIADOS Glúten Úmido (%) Glúten Seco (%) Proteínas Totais (%) Trigo Kamut A1 23,76 ± 0,765 9,87 ± 0,07 11,26 ± 0,654 A2 25,88 ±0,678 10,56 ± 0,05 12,65 ± 0,456 Trigo Espelta B1 25,40 ± 0,123 9,77 ± 0,08 10,02 ± 0,822 B2 20,06 ± 0,541 8,65 ± 0,02 11,43 ± 0,876 Trigo Comum C1 24,56 ± 0,245 8,43 ± 0,02 10,96 ± 0,548 C2 23,65 ± 0,176 8,21 ± 0,04 9,31 ± 0,539 X ± * – Resultados expressos como média ± desvio padrão. Fonte: A autora, 2019. Conforme os dados dispostos na tabela 1, as amostras de farinha de trigo kamut apresentaram teores de glúten úmido entre 23,76 e 25,88 %, a farinha de trigo espelta entre 20,06 e 25,40 %, e farinha de trigo comum 23,65 e 24,56 %. Para obter uma massa com elevada qualidade panificadora, é recomendado que a farinha de trigo apresente porcentagem de glúten úmido de no mínimo 26 % (BRASIL, 2010). Das farinhas analisadas neste estudo, apenas uma amostra de farinha de trigo kamut (A2) e uma de trigo espelta (B1) apresentaram teores bem próximos a este valor. 31 Os grãos de trigo com elevado teor de glúten úmido produzem as farinhas denominadas fortes (strong), enquanto que os grãos com baixos teores originam as farinhas denominadas fracas (weak), que apresentam pouca elasticidade, sendo utilizadas, preferencialmente, na elaboração de produtos de confeitaria (CALDEIRA et a.l, 2000; EVANGELHO et al., 2012). Estudo realizado por Costa (2018), que avaliou o teor de glúten úmido em farinhas de trigo comum comercializadas em Vitória da Conquista – BA obteve valores que variaram de 24,83 a 28,72 %, e Zimmermann (2009), obteve valores entre 27,2 e 29,6 % para farinha de trigo comum. Segundo Schober e colaboradores (2003), o teor de glúten em farinhas de trigo espelta e kamut varia muito entre os diferentes cultivares e pode estar relacionado com fatores sazonais de produção dos grãos e processamento usado na elaboração das farinhas. Com relação ao teor de glúten seco (tabela 1), a farinha de trigo kamut apresentou valores entre 9,87 e 10,56 %, a farinha de trigo espelta 8,65 e 9,77 % e a farinha de trigo comum 8,21 e 8,43 %. A regulamentação técnica quanto à qualidade e classificação da farinha de trigo atribui o percentual de 8,0 % de glúten seco para farinhas de trigo comum. Não há uma legislação específica para as farinhas de trigo kamut e espelta, desta forma, se utiliza os padrões estabelecidos para o trigo comum para avaliar essas farinhas. (BRASIL, 2010). Salomão (2012) fez um estudo quantitativo de glúten em farinhas de trigo comum e encontrou um valor médio de glúten seco de 8,73 %. Da mesma forma, Dias (2014) encontrou resultados similares de 9,04 %. Já Pauly (2010) encontrou um valor de glúten seco maior, como 11,04 % para farinha de trigo comum, os mesmo foram realizados com farinhas de trigo comum nacionais. Todas as farinhas analisadas neste estudo tiveram um teor de glúten seco maior que a legislação atribui e valores similares foram encontrados por outros autores. Não foram encontrados dados na literatura sobre valores de glúten seco em farinhas de trigo kamut e espelta. A quantidade e qualidade do glúten são determinantes para a absorção de água e elasticidade da massa de panificação, que, quanto maior, melhor será a retenção do dióxido de carbono durante o processo de fermentação e, consequentemente, maior crescimento e maciez do produto final (FARONI et al., 2007; EVANGELHO, et a.l, 2012). Na análise de proteínas totais (tabela 1), na farinha de trigo kamut foram encontrados valores entre 11,26 e 12,65 %, na farinha de trigo espelta 10,02 e 11,43 % e na farinha de trigo comum 9,31 e 10,96 %. 32 O trigo pode ser classificado quanto ao seu teor de proteína em, muito baixa (≤ 9,0 %), baixa (9,1 – 11,5 %), média (11,6 – 13,5 %), alta (13,6 – 15,5 %), muito alta (15,6 – 17,5 %) e extra-alta (≥17,6 %) (WILLIAMS et al., 1988). Desta forma, as farinhas de trigo analisadas neste estudo, podem ser classificadas como de baixo teor de proteína, com exceção de uma amostra de trigo kamut que apresentou teor superior a 11,5 %, sendo classificada, desta forma, como de teor médio de proteína. Para a fabricação de pão francês, é desejável que o teor de proteína ideal, calculado em base seca, esteja na faixa que varia de 10,5 a 13,0 %; para o pão de forma, de 11,5 a 14,5 %; para biscoito tipo cracker, de 8,5 a 10,5 %; para os demais tipos de biscoito, de 7,5 a 9,0 %; para bolos, de 5 a 7,5 %; para extração de glúten vital, de 14 a 17 %; para massas curtas, de 8,5 a 10,5 % (SCHILLER, 1984). Os teores de proteína (de reserva e glúten) podem variar significativamente para uma dada cultivar de trigo, dependendo das condições ambientais de cultivo (clima e solo), controle genético, formas de colheita, condições do armazenamento e, também, dos procedimentos de produção das farinhas (TURNBULL; RAHMAN, 2002). As análises físico-químicas são parâmetros utilizados na avaliação da qualidade e pureza dos produtos elaborados a partir de cereais. Diante disso, é de grande importância que se avalie essas características para garantir a qualidade nutricional e tecnológica desses produtos (BRASIL, 2010). Os resultados das análises físico-químicas das farinhas de trigo kamut, de trigo espelta e trigo comum estão apresentados na tabela 2. 33 Tabela 2 – Resultados das análises físico-químicas das farinhas de trigo. AMOSTRAS PARÂMETROS AVALIADOS Umidade (%) Cinzas (%) Acidez Álcool-Solúvel (%) pH Trigo Kamut A1 10,81 ± 0,04 0,57 ± 0,05 0,57 ± 0,03 5,85 A2 11,26 ± 0,01 0,47 ± 0,04 0,67 ± 0,05 5,43 Trigo Espelta B1 11,67 ± 0,04 0,56 ± 0,02 0,56 ± 0,07 5,17 B2 10,85 ± 0,07 0,52 ± 0,02 0,68 ± 0,06 5,12 Trigo Comum C1 10,97 ± 0,02 0,23 ± 0,04 0,35 ± 0,04 5,25 C2 12 ± 0,05 0,25 ± 0,06 0,36 ± 0,02 5,11 X ± * - Resultados expressos como média ± desvio padrão. Fonte: A autora, 2019. Analisando os resultados da tabela 2, os teores de umidade das farinhas de trigo kamut ficaram entre 10,81 e 11,26 %, da farinha de trigo espelta 10,85 e 11,67 % e da farinha de trigo comum 10,97 e 12 %. As amostras estavam em conformidade com a legislação, que estabelece 15 % como teor máximo de umidade. O conteúdo de umidade do grão e da farinha de trigo tem importância econômica direta, por ser o principal fator relacionado com a conservação da qualidade destes produtos. Desta forma, para assegurar a conservação, o empacotamento e armazenamento satisfatório das farinhas é recomendado um teor de umidade inferior a 15 %. Valores superiores a este também podem propiciar o crescimento de fungos deteriorantes e produtores de toxinas (BRASIL, 2005; FARONI et al., 2007; GUTKOSKI, 2009). Resultados similares de umidade foram encontrados em farinhas de trigo comum analisadas por Gutkoski & Neto (2002), Pauly (2010) e Boen (2007), os resultados médios encontrados nestes estudos foram 13,42 %, 13,7 % e 10,78 %, respectivamente. Com relação ao teor de cinzas (tabela 2), os valores médios encontrados nas farinhas de trigo kamut, espelta e comum foram 0,52 %, 0,54 % e 0,24 %, respectivamente. Valores inferiores ao limite máximo estabelecido pela legislação (0,8 %). 34 Cinza é o resíduo resultante da queima de matéria orgânica, sendo, no caso do trigo, constituída por fosfatos e sulfatos de potássio, por cálcio e por magnésio (HOSENEY, 1986). No Brasil, o teor de cinzas é utilizado como critério para diferenciar os três tipos de farinhas existentes no mercado. Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), a farinha tipo 1 deve ter, no máximo, 0,8 % de cinzas, a farinha tipo 2, até 1,4 % e a farinha integral no máximo 2,5 %. Teores baixos de cinzas melhoram a qualidade panificadora das farinhas, uma vez que um teor elevado deste parâmetro está relacionado com a presença de farelo no produto, o que torna a massa mais pesada, gerando produtos panificáveis com um volume reduzido, influenciando significativamente na sua qualidade tecnológica (BRASIL, 2005). Comrelação à análise de acidez álcool-solúvel (tabela 2), os valores obtidos na farinha de trigo kamut ficaram entre 0,57 % e 0,67 %, na farinha de trigo espelta 0,56 % e 0,68 % e na farinha de trigo comum 0,35 % e 0,36 %. As farinhas de trigo avaliadas neste trabalho apresentaram acidez álcool-solúvel inferiores a 2 %, valor máximo permitido pela legislação brasileira (BRASIL, 2005). A determinação de acidez pode fornecer um dado valioso quanto ao estado de conservação de farinhas. Um processo de decomposição, seja por hidrólise, oxidação ou fermentação, geralmente, altera a concentração dos íons de hidrogênio (LUTZ, 1985, PIROZI; GERMANI, 1998). O valor médio de pH das farinhas de trigo kamut ficou entre 5,43 e 5,85, farinha de trigo espelta 5,12 e 5,17 e farinha de trigo comum 5,11 e 5,25. O valor do pH e de acidez álcool-solúvel em farinhas de cereais são importantes parâmetros para verificar possível deterioração por microrganismos produtores de ácido, atividade de enzimas e para o reconhecimento dos tratamentos aplicados às farinhas (AMORIM et al., 2012). 35 6 CONCLUSÃO De acordo com os resultados obtidos no presente estudo, pode-se inferir que a farinha de trigo da variedade kamut apresentou o maior teor de proteínas totais e de glúten, seguida pela variedade espelta. Estas espécies, consideradas rústicas, apresentaram valores superiores às farinhas de trigo comum analisadas neste estudo e as mesmas foram compradas pelo valor de sete vezes a mais comparada com a farinha de trigo comum. As farinhas de trigo kamut, espelta e comum estão de acordo com os parâmetros estabelecidos pela legislação vigente das analises físico-químicas realizadas neste trabalho, atendendo aos limites máximos e mínimos exigidos. O método convencional utilizado neste estudo, para a quantificação de glúten em farinhas de trigo, é um procedimento de baixo custo e simples de ser aplicado, que pode ser usado para uma quantificação prévia da qualidade tecnológica de farinhas de trigo. 36 REFERÊNCIAS AACC. American Association of Cereal Chemists. Approved Methods, 11 th ed., St Paul: AACC, 2009. ABITRIGO. Associação Brasileira da Indústria do Trigo. História do trigo. O papel do trigo na evolução da humanidade. A triticultura brasileira. 18 Jan. 2008. AMEMIYA, J. I.; MENJIVAR, J. A. Comparison of small and large deformation measurements to characterize the rheology of wheat flour doughs. Journal of Food Engineering. v.16, n.1-2, p.91-108, 1992. AMORIM, A. G.; SOUSA, T. A.; SOUZA, A. O. 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