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Page 1: CARACTERIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA E FÍSICO- QUÍMICA … · filtração e centrifugação, o que reduz o teor de amido retido no coproduto. Tabela 2 - Médias seguidas pelo desvio

CARACTERIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA E FÍSICO-

QUÍMICA DE COPRODUTOS OBTIDOS DA

INDUSTRIALIZAÇÃO DO AMIDO DE MILHO CEROSO

K. O. Ribeiro1, M. C. Garcia

2; A.R. Oliveira

3, M.S. Soares Junior

4, M. Caliari

5

1- Universidade Federal de Goiás – UFG, Escola de Agronomia, Campus Samambaia, Caixa Postal 131 - CEP

74001-970 - Goiânia – GO- Brasil, Telefone +55- 62- 3521-1611 ([email protected])

2- Universidade Federal de Goiás – UFG, Escola de Agronomia, Campus Samambaia, Caixa Postal 131 - CEP

74001-970 - Goiânia – GO- Brasil, Telefone +55- 62- 3521-1611 ([email protected])

3- Universidade Federal de Goiás – UFG, Escola de Agronomia, Campus Samambaia, Caixa Postal 131 - CEP

74001-970 - Goiânia – GO- Brasil, Telefone +55- 62- 3521-1611 ([email protected])

4- Universidade Federal de Goiás – UFG, Escola de Agronomia, Campus Samambaia, Caixa Postal 131 - CEP

74001-970 - Goiânia – GO- Brasil, Telefone +55- 62- 3521-1611 ([email protected])

5- Universidade Federal de Goiás – UFG, Escola de Agronomia, Campus Samambaia, Caixa Postal 131 - CEP

74001-970 - Goiânia – GO- Brasil, Telefone”+55- 62- 3521-1611 ([email protected])

RESUMO – O objetivo desse trabalho foi caracterizar os coprodutos obtidos da extração úmida da

indústria de amido de milho ceroso, quanto a sua qualidade microbiológica, composição química,

índice de solubilidade em água e índice de absorção em água. Os coprodutos úmidos e os farelos secos

apresentaram padrões microbiológicos para alimentação. O farelo B apresentou maiores teores de

proteínas (32,00 g. 100 g-1

), lipídeos (16,00 g. 100 g-1

) e carboidratos (45,00 g. 100 g-1

). Enquanto, o

farelo A mostrou alto teor de fibra alimentar (44,00 g. 100 g-1

) e amido de milho ceroso (32,12 g.

100g-1

). O elevado teor de fibra alimentar sugere o emprego do farelo A como matéria-prima

promissora para aumentar a disponibilidade de fibras em produtos alimentícios, consequentemente

aumentando sua atratividade e qualidade nutricional. O farelo A apresentou maiores índices de

solubilidade e absorção em água do que o farelo B, devido a alta hidrofobicidade das proteínas do

milho.

ABSTRACT – The aim of this work was to characterize the coproducts obtained from wet extraction

of waxy maize starch industry, regarding microbiological quality, chemical composition, water

solubility index and water absorption index. The wet coproducts and dried brans showed

microbiological standards suitable for human food. The bran B showed higher protein (32,00 g. 100 g-

1), lipids (16,00 g. 100 g

-1) and carbohydrates (45,00 g. 100 g

-1). While, the bran A showed high

dietary fiber (44,00 g. 100 g-1

) and waxy maize starch (32,12 g. 100g-1

) content. The high dietary fiber

content suggest the use of bran A as a promising raw material in order to increase the availability of

fibers in food products, hence increasing its attractively and nutritional quality. The bran A showed

higher solubility and absorption in water than the bran B, due to high hydrophobicity of maize

proteins.

PALAVRAS-CHAVE: coproduto, farelo de milho, moagem úmida, desenvolvimento de produtos.

KEYWORDS: coproduct, maize bran, wet milling, products development.

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1. INTRODUÇÃO

Na moagem úmida do milho, os grãos são fracionados em diferentes componentes,

resultando em vários coprodutos (Rausch e Belyea, 2006) que são recombinados para produzir o farelo

proteinoso de milho utilizado em grande parte como ração animal (Schroeder, 2003; Malumba et al.,

2015). O perfil fisico-químico desses coprodutos já estão bem definidos (Ji et al., 2012; Malumba et

al., 2015), porém pouco se sabe sobre os coprodutos obtidos da extração úmida do amido de milho

ceroso.

Os coprodutos gerados da extração úmida do amido de milho possuem alta umidade e

representam um grande problema de escoamento para a indústria. No processo de extração do amido

de milho ceroso, a maceração e desintegração são realizadas a partir do grão do milho ceroso e a

porção de coproduto gerada equivale ao peso de grãos de milho processado, devido ao sua alta

umidade.

Durante a extração do amido de milho ceroso são obtidos dois coprodutos com baixo valor

comercial que ainda não foram avaliados para utilização para a alimentação humana. Grande parte dos

nutrientes do grão fica retida nos coprodutos obtidos na extração do amido, e ainda carregam

características nutricionais intrínsecas do milho como fonte de proteína, óleo e fibra (Rose et al., 2010;

Robin et al., 2012; Singh et al., 2012), consequentemente com propriedades funcionais favoráveis

ainda pouco exploradas para alimentação humana.

A caracterização desses coprodutos é fundamental para iniciar a sua exploração e também

para verificar o seu potencial para a utilização na alimentação humana. Este estudo faz parte de uma

Rede de Pesquisa em Resíduos Agroindustriais ligada à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de

Goiás (FAPEG) que visa desenvolver pesquisas tecnológicas no ambiente de empresas do Estado de

Goiás, Brasil. O objetivo desse trabalho foi caracterizar os coprodutos obtidos da extração úmida da

indústria de amido de milho ceroso, para avaliar a qualidade microbiológica, composição química,

índice de solubilidade em água e índice de absorção em água.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Os coprodutos (A e B) foram coletados diretamente na linha de produção e doados pela

empresa Febela Agroindustrial Ltda, localizada no município de Bela Vista, Goiás, Brasil. A secagem

dos resíduos foi realizada com temperatura do ar de 65 °C por 12 horas e 70 °C por mais 12 horas, em

secador convectivo de bandejas. Os resíduos secos foram moídos em moinho de facas de bancada do

tipo Wiley. O Farelo A foi obtido da separação da parte sólida do processo de peneiração do grão

macerado e triturado. O Farelo B foi proveniente da flotação e decantação da parte aquosa após a

separação do amido por centrifugação.

2.1 Análises microbiológicas As análises microbiológicas dos coprodutos (A e B), úmido e dos respectivos farelos (Figura

1), foram realizadas considerando-se os padrões estabelecidos pelo Regulamento Técnico (Resolução

RDC no12, de 02 de janeiro de 2001) sobre os padrões microbiológicos para alimentos,

especificamente o item 10 para farelos (BRASIL, 2001). No coproduto úmido foram adicionadas a

contagem de Bolores e Leveduras e de Staphylococcus aureus. As análises foram realizadas conforme

as técnicas descritas no American Public Health Association (APHA, 2001).

2.2. Análises físico-químicas

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Os valores de umidade, teor de proteína, lipídeos, cinzas, fibra alimentar total e teor de

amido foram obtidos de acordo com a AOAC (2010). O carboidrato total foi estimado por diferença.

As determinações de índice de solubilidade em água (ISA) e índice de absorção em água (IAA) foram

realizadas de acordo com metodologia proposta por Schoch et al. (1964).

2.3. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) As micrografias foram obtidas em Microscópio Eletrônico de Varredura (JEOL/EO, JSM-

6610, Peabody, MA, USA).

2.4. Análise estatística Os dados foram submetidos ao teste de comparação múltipla de Scott-Knott ao nível de 5%

de significância. As análises estatísticas foram executadas no aplicativo computacional R (R

Development Core Team, 2016).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Análises microbiológicas Os coprodutos (A e B) obtidos do processamento de milho ceroso após secagem artificial

podem ser definidos como farelos, de acordo com a RDC no 263, de 22 de setembro de 2005 (Brasil,

2005). Segundo a Resolução RDC no12 (Brasil, 2001), que aprova o regulamento técnico sobre

padrões microbiológicos para alimentos, o item 10 estabelece os limites para farinhas, massas

alimentícias, produtos para panificação e similares. Análises microbiológicas dos coprodutos úmidos

foram realizadas para verificar a possível necessidade de tratamento para controle da população de

microrganismos (Tabela 1). Ambos os coprodutos úmidos apresentaram valores para Bacillus cereus,

Coliformes a 45 °C inferiores aos limites estabelecidos pelo regulamento e ausência de Salmonella sp

(Brasil, 2001) (Tabela 1). Estes resultados mostraram que os coprodutos obtidos do processamento de

milho ceroso apresentaram padrões microbiológicos para alimentação humana, permitindo a secagem

direta sem a necessidade de tratamento para reduzir a carga microbiana.

Tabela 1. Análises microbiológicas dos coprodutos A e B úmidos e secos (farelos), obtidos do

processamento de milho ceroso.

Microrganismos Coproduto A Coproduto B

VMP*

Úmido Seco Úmido Seco

Bolores e leveduras (UFC g-1

) 880 - 4320 - NE

Staphylococcus aureus (UFC g-1

) 960 - 49 - NE

Bacillus cereus (UFC g-1

) 524 <101 212 <10

1 5x10

3

Coliformes a 45 °C (UFC g-1

) 261 <101 34 <10

1 5x10

2

Clostridium sulfito redutores

(UFC g-1

) aus. -

2 - NE

Salmonella sp. (UFC 25 g-1

) aus. aus. aus. aus. aus. *VMP: valor máximo permitido para farelos pela Resolução RDC n° 12, de 02 de janeiro de 2001 (Brasil, 2001).

UFC: unidades formadoras de colônias por grama de amostra; NE: limite não estabelecido pela Anvisa.

O coproduto B úmido apresentou valores de Staphylococcus aureus, Bacillus cereus e

Coliformes a 45 °C inferiores ao coproduto A úmido (Tabela 1). Isso pode ser devido à alta

temperatura (75 a 80 °C) utilizada durante o processo de decantação do coproduto B. Além disso,

houve aumento na contagem de bolores e leveduras e Clostridium sulfito redutores no coproduto B

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úmido, em relação ao coproduto A úmido. Essas variações também podem ser justificadas pela

condição de alta temperatura submetida somente ao coproduto B.

Após a secagem dos coprodutos (65 a 70 °C), os farelos A e B mantiveram-se dentro dos

padrões microbiológicos estabelecidos para alimentos (Brasil, 2001). A avaliação microbiológica dos

farelos apresentou valores inferiores a 101 UFC g

-1 para Bacillus cereus e Coliformes a 45 °C; e

ausência de Salmonella sp, sugerindo que os farelos podem ser utilizados na alimentação humana sem

nenhum outro tratamento.

3.2. Composição química Os farelos A e B apresentaram teores de umidade de 4,27 g. 100 g

-1 e 4,71 g. 100 g

-1,

respectivamente. Ambos abaixo do limite máximo de umidade estabelecido pela legislação para

farelos, que é de 15,00 g. 100 g-1

(Brasil, 2005). Além de atender o limite máximo de umidade, a

condição de baixo teor de umidade dos farelos foi provocada também para facilitar o processo de

moagem.

O farelo A é o primeiro a ser separado do processo de extração de amido de milho ceroso, e

foi caracterizado pelo alto teor de fibra alimentar (44,12 g. 100 g-1

), no qual grande parte é solúvel

(36,02 g. 100 g-1

). O teor de fibra no farelo A foi superior ao encontrado no germe com pericarpo de

milho processado por Castro et al. (2011). O uso do farelo A como matéria-prima pode tornar uma

alternativa promissora para aumentar a disponibilidade de fibras em produtos alimentícios,

consequentemente aumentando sua atratividade e qualidade nutricional. O farelo B apresentou maior

parte de componentes energéticos (proteína, lipídeos e carboidratos) em relação ao farelo A (Tabela

2). O farelo B pode ser considerado uma fonte potencial de alto valor proteico. O farelo B apresentou

teores 2,7 vezes maiores de proteína e 1,5 vezes de carboidratos e teores de lipídeos semelhantes em

relação ao germe com pericarpo de milho conforme relatado por Castro et al. (2011). O farelo A

apresentou teor de amido significativamente maior do que o farelo B, visto que a sua extração é

realizada durante peneiramento e após moagem enquanto o farelo B passa por um processo de

filtração e centrifugação, o que reduz o teor de amido retido no coproduto.

Tabela 2 - Médias seguidas pelo desvio padrão das características físico-químicas, índices de absorção

e solubilidade em água de dois coprodutos gerados do processamento de amido de milho ceroso por

via úmida na Febela Agroindustrial.

Parâmetro Coproduto A Coproduto B

Cinzas1 0,74 ± 0,01

a 0,74 ± 0,01

a

Proteínas1 10,08 ± 0,13

b 32,50 ± 0,31

a

Lipídios1 5,53 ± 0,31

b 16,72 ± 0,29

a

Carboidratos1 39,53 45,39

Fibra alimentar total1 44,12 ± 0,62

a 4,65 ± 0,80

b

Amido 32,12 ± 0,98a 27,91± 0,61

b

ISA1 3,68 ± 0,18

a 2,11 ± 0,14

b

IAA2 3,22 ± 0,23

a 1,79 ± 0,11

b

Médias com letras diferentes na mesma linha diferem estatisticamente pelo teste de Scott-Knott (P<0,05). 1em g. 100 g–1 na base seca do coproduto; 2em g. g–1 gel; Coproduto A: proveniente da centrifugação do grão de milho

macerado e moído; Coproduto B: proveniente da flotação e decantação da parte aquosa da centrifugação do grão de milho

macerado e moído; ISA: índice de solubilidade em água; IAA: índice de absorção em água.

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Os índices de solubilidade e de absorção em água do farelo A foram significativamente maiores que os

do farelo B (Tabela 2), devido a baixa solubilidade em águas das proteínas do milho. As principais de

proteínas do milho são definidas principalmente pela sua solubilidade. As zeínas e as gluteninas são as

frações mais presentes no grão de milho com aproximadamente 40% cada grupo, as globulinas e

albuminas com aproximadamente 8% cada grupo. Os três primeiros grupos apresentam baixa

solubilidade em água (Shukla e Cheryan, 2001; Anderson e Lamsal, 2011).

3.3. Microscopia eletrônica de varredura Os teores de proteínas, lipídeos e carboidratos foram maiores no farelo B (Figura 1 B1),

enquanto que o farelo A (Figura 1 A1) apresentou maior teor de fibra alimentar total e amido de milho

ceroso. As micrografias mostraram maior presença de grânulos de amido de milho ceroso (AMC) no

Farelo A do que no Farelo B (Figura 1 A2, B2). Isso evidencia a presença de AMC retido durante o

processo de peneiração no Farelo A. (Figura 1 e Tabela 2).

Figura 1: Foto do farelo A (A1) e do farelo B (B1) e micrografias obtidas por MEV (com resolução de

10 μm) do farelo A (A2) e do farelo B (B2).

4. CONCLUSÃO Os coprodutos úmidos obtidos da extração úmida de milho ceroso apresentaram padrões

microbiológicos para alimentação humana, permitindo a secagem direta sem a necessidade de

tratamento para reduzir a carga microbiana. O farelo do coproduto A caracteriza-se pelo alto teor de

fibra alimentar (44,12 g. 100 g-1

), que sugere o seu emprego como matéria-prima promissora para

aumentar a disponibilidade de fibras em produtos alimentícios. O farelo do coproduto B caracteriza-se

alto teor de proteína e lipídeos, isto é, uma fonte alimentícia com potencial energético. O farelo A

apresentou maior teor de amido que no farelo B, e isto também foi evidenciado na MEV.

Referência bibliográfica American Public Health Association - APHA. (2001). Compendium of methods for the

microbiological examination of foods. (4. ed.). Washington: APHA.

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Agradecimentos A CAPES e FAPEG pela bolsa de pós-doutoramento e apoio financeiro e à Febela

Agroindustrial pela doação do material de pesquisa.