efeito das gomas guar e xantana em bolos como substitutos ... · os principais problemas...

AUTORESAUTHORS

PALAVRAS-CHAVEKEY WORDS

Braz. J. Food Technol., v.8, n.1, p. 63-71, jan./mar., 2005 63 Recebido / Received: 26/09/2003. Aprovado / Approved: 27/12/2004.

Efeito das Gomas Guar e Xantana em Bolos como Substitutos de Gordura

Effect of Guar and Xanthan Gums as Fat Substitutes in Industrially Produced Cakes

RESUMO

Objetivando reduzir o consumo de gorduras, ingrediente geralmente relacionado à maior incidência de doenças cardiovasculares, vários tipos de alimentos diferenciados têm sido produzidos e pesquisados. A maioria deles utiliza ingredientes com características funcionais similares às da gordura, o que também causa redução do valor calórico do produto como conseqüência. Este trabalho foi idealizado com a finalidade de aplicar esses conceitos para a produção de bolos de menor conteúdo energético. A redução do teor de gordura nesses produtos foi acompanhada da adição de ingredientes substitutos, como goma guar, goma xantana e emulsificante, e o nível de substituição da gordura foi avaliado por meio da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) do tipo composto rotacional de segunda ordem. Foram avaliados os seguintes parâmetros: volume específico, características internas, atividade de água (Aw), firmeza e elasticidade instrumental (TA-XT2i), viscosidade Brookfield e densidade específica da massa. Segundo a análise de variância (ANOVA) e conforme a MSR, apenas a firmeza permitiu a obtenção de um modelo matemático preditivo. Com base nos melhores resultados obtidos pela MSR foram selecionados dois (2) tratamentos para a determinação da redução de gordura e do valor calórico em comparação com uma amostra de bolo-padrão (sem substituição de gordura). Os resultados encontrados confirmam a possibilidade de obtenção de bolos com maior volume, características internas e aspecto geral similares e com redução do teor de gordura de pelo menos 50%, quando comparados com o padrão, se substituídos na formulação níveis iguais ou superiores a 29,80% de gordura.

Francy ZAMBRANOAudrey HIKAGE

Rita de Cássia Celeste ORMENESEFlávio Martins MONTENEGRO

Ana Maria RAUEN-MIGUELInstituto de Tecnologia de Alimentos –

ITAL/CEREAL CHOCOTEC.Avenida Brasil, 2880 – CEP 13073-001

Campinas-SP, Brasil. [email protected]

[email protected]

Substitutos de gordura; Goma guar; Goma xantana; Bolos light.

Fat substitutes; Guar gum; Xanthan gum; Light cakes.

SUMMARY

Various types of differentiated foods have been produced and investigated aimed at reducing the consumption of fat, an ingredient generally related to increased incidence of cardiovascular disease. The majority of these products use ingredients with functional characteristics similar to those of fat, also resulting in a reduction in the caloric value of the product. This study was idealized with the objective of applying these concepts to the production of cake with reduced energy content. The reduction in fat level of these products was accompanied by the addition of substitute ingredients such as guar gum, xanthan gum and emulsifier, the level of substitution being analyzed by Response Surface Methodology (RSM) of the second order compound rotational type. The following parameters were evaluated: specific volume, internal characteristics, water activity (Aw), instrumental firmness and elasticity (TA-XT2i), Brookfield viscosity and specific density of the dough. According to the analysis of variance (ANOVA) and RSM, a predictive mathematical model could only be obtained with the data for firmness. Based on the best results from the RSM, two treatments were selected for the determinations of fat content and caloric value reductions as compared to the standard sample (without fat substitution). The results confirmed the possibility of producing cakes with 50% and 60% reductions in fat content by substituting at least 29.80% of the fat in the formulation, showing increased volume and internal characteristics and general aspects similar to those of the standard.

Braz. J. Food Technol., v.8, n.1, p. 63-71, jan./mar., 2005 64

ZAMBRANO, F. et al. Efeito das Gomas Guar e Xantana em Bolos como Substitutos de Gordura



1. INTRODUÇÃO

Segundo GLICKSMAN (1991), os substitutos de gordura classificam-se em derivados de carboidratos, de proteínas e de gordura. Dentre os derivados de carboidratos destacam-se os amidos modificados e as gomas.

As gomas são polímeros de cadeia longa e alto peso molecular, solúveis em água (SUMMERKAMP & HESSER, 1990). Fornecem viscosidade, dão corpo e em alguns casos formam gel. A importância das gomas baseia-se nas suas habilidades de controlarem as características reológicas de sistemas aquosos por meio de estabilização de emulsões, suspensão de partículas, controle de cristalização e inibição da sinérese (LUCCA & TEPPER, 1994). Entre as gomas freqüentemente utilizadas em formulações com redução de gordura, encontram-se a guar e a xantana.

Os altos níveis de gordura requeridos em produtos de panificação, se substituídos, poderão representar reduções significativas no teor calórico do produto. No entanto, a substituição nesses produtos é difícil em razão da importante função que desempenha a gordura na estrutura e nas características sensoriais do produto (BARKER & CAUVIN, 1994).

Os principais problemas encontrados em produtos de panificação com teores de gordura e açúcar reduzidos são: pouca aeração, estrutura celular frágil, perda de umidade, pobre transferência de calor e redução da vida-de-prateleira. A substituição das propriedades funcionais da gordura e do açúcar é muito difícil e requer misturas de ingredientes para compensar as propriedades perdidas (SHUKLA, 1995).

O substituto de gordura precisa atender alguns requisitos (UIEARA, 2002) tais como ser livre de efeitos tóxicos, não produzir metabólitos diferentes daqueles produzidos pela gordura convencional ou ser eliminados completamente do organismo. Deve ser, preferencialmente, considerado Generally Recognized as Safe (Gras) pela Food and Drug Administration (FDA).

Os substitutos de gorduras são produtos que mimetizam o sabor, a textura, a aparência, a viscosidade e outras propriedades das gorduras, porém com menor valor calórico (UIEARA, 2002).

Este trabalho objetiva avaliar o efeito das gomas guar e xantana, de emulsificante e do nível de substituição de gordura em bolos por meio da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) do tipo composto rotacional de segunda ordem.

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1. Matéria-prima

Foram utilizadas as seguintes matérias-primas: goma guar – Higum 551 (Rhodia Brasil Ltda.), goma xantana – Rhodigel 200 (Rhodia Brasil Ltda.) e emulsificante Myvatex 26 (Quest International).

2.2. Metodologia

Formulação dos bolos

A formulação dos bolos está apresentada na Tabela 1. A quantidade de água e de gordura utilizadas na formulação do bolo-padrão foi de 80 e 43%, respectivamente. A quantidade de água adicionada aos bolos com substituição foi de 60%.

TABELA 1. Formulação dos bolos.

IngredientesQuantidade

% g

Farinha de trigo (Moinho Água Branca) 100 1.000,00

Clara em pó1 (Ito Ovos) 5 50,00

Gordura vegetal hidrogenada1 (Maeda) X3 **

Leite em pó desnatado1 (La Sereníssima) 6 60,00

Açúcar1 (União) 86,57 865,70

Sal1 (Cisne) 1 10,00

Água1,3 60 600,00

Fermento químico1 (Fleischmann Royal Nabisco)

4 40,00

Propionato de cálcio2 0,20 2,00

Aroma de leite2,3 (Quest International) 0,09 0,9

Goma1 (guar/xantana) X1 **

Emulsificante1 X2 **

Sorbitol2 (Getec) 2,50 2,50X1 = porcentagem de goma guar/goma xantana (%) de acordo com a Metodologia de Superfície de Resposta.X2 = porcentagem de emulsificante (%) de acordo com a Metodologia de Superfície de Resposta.X3 = porcentagem de gordura (%) de acordo com a Metodologia de Superfície de Resposta.** Quantidades definidas de acordo com a Metodologia de Superfície de Resposta.1 = % do peso da farinha2 = % do peso total da formulação3 = quantidade em ml

Modo de preparo do bolo

A massa dos bolos foi preparada em batedeira Kitchen Aid modelo K555, Hz 50-60.

1. O açúcar e as gomas foram misturados a seco, em velocidade 1 durante 1 minuto.

2. A seguir, a gordura e o emulsificante foram adicionados e misturados na velocidade 2 durante 10 minutos. No tratamento 19 (100% de substituição de gordura), foi adicionado apenas o emulsificante.

3. Os ingredientes secos previamente misturados e homogeneizados (farinha, fermento em pó, clara em pó, leite em pó desnatado, sal) foram incorporados, na velocidade 1, de forma alternada com a água, o aroma e o sorbitol (previamente misturados e homogeneizados). A formulação do bolo-padrão não contém sorbitol.

4. Após obter uma massa homogênea, esta foi misturada na velocidade 1 durante 3 minutos.

5. Foram pesados 200 g de massa em fôrmas de alumínio (com dimensões de 15,0 x 4,0 x 7,5 cm3) e assados à temperatura de 175 a 185 °C durante 30 minutos, em forno elétrico Layr modelo Luxo.





Delineamento conforme a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR)

As porcentagens de goma guar/goma xantana e de emulsificante e o nível de substituição de gordura foram estabelecidos como as variáveis independentes, as quais foram estudadas em cinco níveis codificados como –α, –1, 0, +1, +α, de acordo com um experimento estatisticamente delineado por superfície de resposta do tipo composto rotacional de segunda ordem, conforme ARTEAGA et al. (1994).

Os níveis de variação e as variáveis independentes são mostrados na Tabela 2. No delineamento experimental, foram realizados 19 experimentos, com 5 repetições no ponto central (Tabela 3).

TABELA 2. Variáveis independentes e níveis de variação.

Níveis Fatores ou variáveis independentes

Axiais Codificados X1 X2 X3

–α = –1,68 0,132/0,132 1,00 0,00

–1 0,200/0,200 1,68 29,80

0 0,300/0,300 2,00 50,00

+1 0,400/0,400 2,32 70,20

+α = +1,68 0,468/0,468 3,00 100,00X1 = porcentagem de goma guar/goma xantana (%)X2 = porcentagem de emulsificante (%)X3 = nível de substituição de gordura (%)

TABELA 3. Delineamento experimental e seus valores codificados e reais.

TratamentoValores codificados Valores reais

X1 X2 X3 X1 X2 X3

1 –1 –1 –1 0,200/0,200 1,68 29,80

2 1 –1 –1 0,400/0,400 1,68 29,80

3 –1 1 –1 0,200/0,200 2,32 29,80

4 1 1 –1 0,400/0,400 2,32 29,80

5 –1 –1 1 0,200/0,200 1,68 70,20

6 1 –1 1 0,400/0,400 1,68 70,20

7 –1 1 1 0,200/0,200 2,32 70,20

8 1 1 1 0,400/0,400 2,32 70,20

9 0 0 0 0,300/0,300 2,00 50,00

10 0 0 0 0,300/0,300 2,00 50,00

11 0 0 0 0,300/0,300 2,00 50,00

12 0 0 0 0,300/0,300 2,00 50,00

13 0 0 0 0,300/0,300 2,00 50,00

14 –α 0 0 0,132/0,132 2,00 50,00

15 +α 0 0 0,468/0,468 2,00 50,00

16 0 –α 0 0,300/0,300 1,00 50,00

17 0 +α 0 0,300/0,300 3,00 50,00

18 0 0 –α 0,300/0,300 2,00 0,00

19 0 0 +α 0,300/0,300 2,00 100,00

X1 = porcentagem de goma guar/goma xantana (%)X2 = porcentagem de emulsificante (%)X3 = nível de substituição de gordura (%)

Atividade de água (Aw) dos bolos

Para essa determinação foi utilizado o equipamento Higrômetro Decagon modelo CX-2 (USA) (AQUALAB, s/d.), à temperatura constante (25,0±0,3 °C).

Volume específico dos bolos

Após 4 horas do assamento, o volume dos bolos foi medido pelo método do deslocamento de sementes (PIZZINATTO & CAMPAGNOLLI, 1993).

Características internas dos bolos

As características internas dos bolos (Anexo 1) foram avaliadas após 4 horas do assamento pelo Método AACC 10-90 (AMERICAN ASSOCIATION OF CEREAL CHEMISTS, 1995).

Textura instrumental dos bolos

Os parâmetros analisados, utilizando o texturômetro TA-XT2i foram: firmeza (máxima força aplicada para comprimir 25% de uma fatia de 10,0 mm de espessura) e elasticidade expressa em porcentagem (%) como relação da força aplicada no tempo de 60 segundos e a força máxima vezes 100. Essas análises foram realizadas utilizando o probe cilíndrico 36 R, no modo Hold until time, velocidade pré-teste 1.0 mm/s, velocidade teste 1.0 mm/s, velocidade pós-teste 10.0 mm/s, distância 25% e tempo 60s. (STABLE MICRO SYSTEMS, 1997).

Após 4 horas do assamento os bolos foram fatiados utilizando uma cortadeira elétrica e as três fatias centrais foram utilizadas para a análise.

Densidade específica da massa

A densidade específica da massa foi determinada relacionando o peso da massa do bolo (g) e o seu volume (ml).

Viscosidade da massa

A viscosidade da massa dos bolos foi determinada utilizando-se um reômetro Brookfield RVDV-III, spindle 6 e 7, temperatura de 50 °C e velocidade de agitação de 5 rpm.

Análise estatística dos resultados conforme a Metodologia de Superfície de Resposta e a seleção dos melhores tratamentos

As médias dos resultados das variáveis respostas (Aw, volume específico, características internas, firmeza, elasticidade, densidade específica e viscosidade da massa) de cada um dos 19 experimentos foram tratadas por análise de regressão múltipla da Metodologia de Superfície de Resposta, para desenvolver modelos matemáticos de segunda ordem, contendo termos lineares, quadráticos e de interação das três variáveis independentes.





A fórmula geral desses modelos preditivos é representada pela seguinte equação polinomial quadrática:

Yi = β0 + β1X1 + β2X2 + β3X3 + β11X1 2 + β22X2

2 + β33X3

2 + β12X1 X2 +β13X1 X3 +β23X2X3 + ε

Onde:

Yi é a função-resposta genérica;

X1, X2 e X3 são os níveis codificados das variáveis independentes;

β’s são os coeficientes estimados pelo método dos mínimos quadrados;

ε é o resíduo que mede o erro experimental, apresentando uma distribuição normal, com média zero e variância igual a σ2.

A análise de variância (teste F) foi aplicada para testar a adequação dos modelos. Foi observada a significância da regressão e da falta de ajuste com relação a 95% de confiança pelo teste F e pelo coeficiente de determinação R2, que estabelece que quanto mais próximo de 1 melhor terá sido o ajuste do modelo (BARROS NETO et al., 1995). Para se determinar o efeito das variáveis independentes nas respostas avaliadas, foram realizados gráficos de superfícies de resposta quando a ANOVA mostrou diferença significativa e o modelo foi ajustado. Foi fixada uma variável independente de cada vez no ponto central (valor codificado) e com a equação, em razão das duas variáveis independentes restantes, foram traçados os gráficos. O processamento dos dados foi realizado com o programa Statistica.

Após concluída a análise estatística, foram selecionados os melhores tratamentos para comparação com o bolo-padrão em termos de análise centesimal e valor calórico.

Análise de composição centesimal (umidade, cinzas, lipídios, proteína e carboidratos) e valor calórico dos bolos selecionados em comparação com o bolo-padrão

Umidade – A umidade foi determinada seguindo a metodologia do INSTITUTO ADOLFO LUTZ (1985).

Cinzas – O teor de cinzas foi determinado seguindo CUNNIFF (1998).

Lipídios totais – Os lipídios totais foram determinados segundo CUNNIFF (1998).

Proteína bruta – A proteína bruta foi determinada de acordo com o Método AACC 46-12 (AMERICAN ASSOCIATION OF CEREAL CHEMISTS, 1990).

Valor calórico – O valor calórico das amostras foi determinado conforme a metodologia de KALIL (1995).

Fibra alimentar total

A fibra alimentar total foi analisada de acordo com CUNNIFF (1998) e PROSCKY et al. (1984).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1. Atividade de água (Aw) dos bolos

A atividade de água indica a quantidade de água disponível para realizar o movimento molecular e suas transformações, e promover o crescimento microbiano no

TABELA 4. Efeito da substituição de gordura nos bolos1.

Trat. AwVol. específico

(ml)Características

internasFirmeza

(g)Elasticidade

(%)Dens. específica

(g/ml)Viscosidade

(cP)

1 0,865 226,667 94 1180,80 39,340 1,029 78.400

2 0,866 293,333 94 1265,32 40,266 1,043 102.000

3 0,868 250,000 98 982,47 43,415 0,902 52.000

4 0,870 243,333 88 1168,00 38,997 1,004 111.200

5 0,860 246,667 96 1423,85 40,287 1,007 102.600

6 0,865 223,333 92 1621,31 41,084 1,079 100.800

7 0,865 233,333 94 1266,80 45,213 1,033 87.800

8 0,858 266,667 94 1336,88 40,159 1,014 117.000

9 0,866 243,333 92 1149,04 40,006 1,039 106.600

10 0,860 266,667 88 1315,81 39,403 1,034 101.000

11 0,863 276,667 88 1217,53 39,160 1,037 99.800

12 0,861 280,000 90 1091,04 39,761 1,043 97.000

13 0,856 223,333 96 1144,59 40,408 1,032 101.000

14 0,863 283,333 96 1304,33 38,943 1,023 94.200

15 0,860 203,333 96 1117,84 39,849 1,004 147.000

16 0,860 266,667 92 1478,70 41,643 1,077 101.600

17 0,868 296,667 96 1102,41 39,258 0,967 98.600

18 0,860 243,333 96 1039,80 39,030 0,988 86.400

19 0,866 240,000 80 1347,94 38,533 1,030 107.6001 Média de 3 determinações.





produto. A atividade de água média dos bolos foi de 0,863, sendo o maior valor 0,870 (tratamento 4) e o menor, 0,856 (tratamento 13). Segundo JARDIM & GERMER (1997), valores acima de 0,80 e 0,88 favorecem o desenvolvimento de bolores e leveduras, respectivamente.

A substituição de gordura nos bolos com goma e emulsificante provocou mínima variação na atividade de água (Tabela 4) e a análise de variância (ANOVA) mostrou que o modelo não foi significativo (p>0,05) e o coeficiente de determinação foi de 0,37. Segundo SANDERSON (1996), as gomas não causam qualquer redução significativa na atividade de água. E isso foi comprovado neste trabalho.

3.2 Volume específico dos bolos

Os resultados do efeito da substituição de gordura no volume específico dos bolos são apresentados na Tabela 4. Os valores de volume específico obtidos estão dentro da faixa de 203,333 cm3 (tratamento 15) a 296,667cm3 (tratamento 17). Verifica-se que o menor volume está relacionado com a maior quantidade de goma utilizada e o maior volume, com a maior quantidade de emulsificante.

Este resultado está relacionado a um dos efeitos mais conhecidos dos emulsificantes, a propriedade de promover a aeração da massa, o que influencia de maneira direta o volume do bolo, em razão da formação e estabilização da espuma. Assim, a incorporação de ar na massa, durante o batimento, constitui um aspecto fundamental para a obtenção de bolos de boa qualidade, com bom volume e estrutura de miolo homogênea. Ao mesmo tempo em que se posicionam na interface entre a gordura e a fase aquosa, os emulsificantes também reduzem a tensão superficial entre a fase aquosa e o ar, permitindo maior e mais rápida incorporação de ar na massa. Quando o ar é introduzido na massa durante o batimento, a proteína proveniente principalmente das claras de ovo sofre um desdobramento, de tal forma que sua porção lipofílica fica voltada para a fase gasosa, ou seja, para o interior das bolhas de ar, e sua porção hidrofílica permanece na fase aquosa. Este filme protéico também atua na formação e estabilização da espuma, juntamente com as moléculas do emulsificante. A presença do emulsificante na interface óleo-água auxilia indiretamente a aeração, porque os emulsificantes impedem o contato da gordura com a proteína, o que poderia desestabilizar o filme protéico (PAVANELLI et al. 1990).

A análise de variância (ANOVA) do volume específico mostrou que não existe diferença significativa entre os valores obtidos (p>0,05) e o coeficiente de determinação obtido foi de 0,30.

3.3 Características internas dos bolos

A maior pontuação nas características internas do bolo (98 pontos) foi no tratamento 3, que contém 2,32% de emulsificante, 0,2% de goma guar/0,2% de goma xantana e 29,80% de nível de substituição de gordura (Tabela 4). A goma xantana (ANON, 1986) e a goma guar são adicionadas em massas de bolo para melhorar a retenção da umidade e

a estrutura do miolo. No caso da goma guar, o único fator limitante para seu uso como substituto de gordura é o sabor residual que confere aos produtos (WARING, 1988).

As vantagens de se utilizar emulsificantes em formulações de bolo são também relatadas por PAVANELLI et al. (1990). Além do menor volume, o bolo preparado sem emulsificantes apresenta ainda estrutura de miolo bastante heterogênea, com a presença de grumos em algumas regiões, ao contrário do bolo preparado com emulsificantes, que apresenta estrutura de miolo bem mais fechada e homogênea. Também com relação à aparência externa, a diferença entre os dois bolos é significativa. A superfície do bolo preparado sem emulsificantes é rugosa, com diversas saliências, ao passo que a do bolo com emulsificantes é lisa e homogênea.

Em contrapartida, a menor pontuação (80 pontos) nas características internas corresponde ao tratamento 19, que possui substituição de 100% de gordura. Segundo SETSER & RACETTE (1992), a remoção total da gordura, muitas vezes, altera o flavor, a textura, a leveza, o corpo e a suavidade do produto. As gorduras também contribuem com a umidade e um bom mouthfeel.

Segundo CAUVAIN (1987), a aeração proporcionada pela gordura é de vital importância no processo de fabricação de bolos. A estrutura da massa é formada durante o estágio de batimento, quando minúsculas bolhas de ar são incorporadas na massa. Essas bolhas se expandem quando a temperatura aumenta e, quando a massa endurece, elas explodem e formam a estrutura porosa tradicional. Assim, se não houver algum agente estabilizador, essas bolhas de ar se rompem e migram para a superfície da massa. Essa função de estabilização é exercida pela fração cristalina da gordura. Além disso, quando a gordura é misturada com a farinha, ocorre a dispersão de forma irregular, interrompendo a continuidade da cadeia de glúten que se forma quando as proteínas começam a ser hidratadas, criando assim áreas frágeis na estrutura. O resultado é que o produto se torna mais fácil de mastigar e, em geral, quanto mais gordura menos compacto ele fica (CAUVAIN, 1987).

A análise de variância (ANOVA) mostrou que não existe diferença significativa entre as características internas dos bolos estudados (p>0,05). O coeficiente de determinação encontrado foi de 0,48.

3.4 Firmeza e elasticidade dos bolos e densidade específica da massa

Os resultados de firmeza e elasticidade dos bolos e da densidade específica da massa são apresentados na Tabela 4. O maior valor de elasticidade foi o do tratamento 7 (45,213%) e o menor, o do tratamento 19 (38,533%). Este resultado provavelmente está relacionado com a capacidade de reter e evitar migração de água, propriedade que faz com que as gomas sejam utilizadas como ferramentas na substituição de gordura em produtos de panificação.

O tratamento 3 (com 29,80% de substituição, 0,2% de goma guar/0,2% de goma xantana e 2,32% de emulsificante) permitiu obter o bolo menos firme (982,47 g) e uma massa com menor densidade específica (0,902 g/ml). Em





contrapartida, o tratamento 6 (com 70,20% de substituição, 1,69% de emulsificante e 0,4% de goma guar/0,4% de goma xantana) foi o mais firme (1621,31 g) e apresentou o maior valor de densidade específica da massa (1,079 g/ml). Segundo GLICKSMAN (1982), em produtos de panificação, a goma guar e/ou xantana (concentração de até 1%) oferecem melhor retenção de ar na massa dos bolos e maior maciez. Os resultados da firmeza e da densidade específica podem estar relacionados com a quantidade de emulsificante e de gordura utilizadas. Sabe-se que a incorporação do ar está relacionada com as características oferecidas pela gordura e pelo emulsificante. Sendo assim, segundo BATH et al. (1992), a retenção do ar e dos gases da fermentação reflete na densidade específica e na viscosidade da massa. As massas contendo substitutos de gordura e sem emulsificantes apresentam maior densidade específica na temperatura ambiente e durante o assamento. Essa característica pode ser observada ao comparar o tratamento 3 (menor densidade e firmeza) com o tratamento 6 (maior densidade e firmeza).

As formulações sem gordura produzem massas com densidades específicas significativamente maiores que a do controle. A quantidade de ar incorporada nas massas com substitutos de gordura é menor ao ser comparada com as massas contendo gordura, baseando-se nas suas densidades específicas (BATH et al., 1992).

Enfim, os emulsificantes podem aumentar a incorporação de ar, diminuir a densidade específica e produzir uma boa dispersão da gordura, resultando no aumento do volume final do bolo (BAKER et al., 1990).

Segundo SETSER & RACETTE (1992), a firmeza, a oleosidade, a elasticidade, a viscosidade e a suavidade são, entre os atributos da textura, os que podem ser alterados de acordo com os sólidos da gordura.

A ANOVA dos valores da firmeza dos bolos mostrou que o modelo foi significativo (p≤0,05), indicando a influência da substituição de gordura com a utilização de goma e emulsificante na firmeza do bolo. O modelo está ajustado e explicou 0,78 da variação da resposta (R2). Nesse caso, a equação obtida pode ser utilizada para prever a resposta:

Y = 1239,708 – 100,353X2 + 115,057X3

A firmeza do bolo diminui com o incremento na quantidade de emulsificante e a diminuição do nível de substituição da gordura, como era de se esperar (Figura 1). Com relação à elasticidade e à densidade específica da massa, os modelos da regressão não foram significativos (p>0,05) e foram obtidos os coeficientes de determinação 0,52 e 0,75, respectivamente.

3.5 Viscosidade da massa

A menor viscosidade foi obtida no tratamento 3 (52.000 cP), coincidindo com os resultados de menor firmeza, maior pontuação nas características internas e menor valor de densidade específica (Tabela 4). Em contrapartida, o tratamento 15 (maior quantidade de goma) apresentou maior viscosidade (147.000 cP).

FIGURA 1. Efeito da substituição de gordura na firmeza do bolo.

Segundo SANDERSON (1996), a goma guar não forma gel com a goma xantana, mas apresenta um comportamento sinérgico no parâmetro viscosidade. Por causa da particular arquitetura molecular da goma xantana, a molécula fica na solução como uma “vara rígida” estabilizada pelas interações entre a cadeia principal da célula e as cadeias laterais da terceira unidade do açúcar. Na ausência do rompimento, as moléculas rígidas interagem transitoriamente para produzir a estrutura do gel e, portanto, a alta viscosidade em baixas concentrações de gomas. Na presença de sal ou ácido e elevadas temperaturas, a estrutura molecular estável persiste, resultando em uma viscosidade estável sob essas condições freqüentemente encontradas nos alimentos. Como já foi dito, a estrutura ordenada da goma xantana em soluções é responsável pelo efeito sinérgico com a goma guar, resultando no aumento da viscosidade (ANON, 2002).

Segundo MILLER & HOSENEY (1993), embora a goma xantana seja amplamente utilizada em formulações de bolos, seus efeitos e mecanismos para melhorar as características do bolo não são conhecidos. Os autores investigaram os efeitos da goma xantana nas propriedades reológicas das massas dos bolos e na expansão das massas durante o assamento. A retenção do ar e os gases da fermentação refletem na função da viscosidade da massa.

A ANOVA mostrou que o modelo da regressão não foi significativo para os valores de viscosidade determinados (p>0,05) e o coeficiente de determinação obtido foi de 0,90.

Os resultados das ANOVAs de volume específico, Aw, elasticidade, viscosidade e densidade específica da massa impediram obter modelos matemáticos preditivos. Esses resultados se devem provavelmente a uma das seguintes causas: as variáveis independentes avaliadas não influenciam nas variáveis dependentes ou existe algum fator fora de controle que está influenciando nos valores das respostas (variáveis dependentes).

Apesar de estatisticamente não existir diferença significativa entre os parâmetros acima, tecnologicamente é relevante o fato de poderem ser produzidas 19 formulações de bolo com substituição de gordura utilizando gomas guar e





xantana (1:1) e emulsificante sem alterar de forma significativa a Aw, o volume específico, as características internas, a elasticidade, a viscosidade e a densidade específica do bolo.

3.6 Seleção dos melhores tratamentos para comparação com o bolo-padrão

Com base nos resultados obtidos na avaliação dos bolos, foram selecionados dois tratamentos para determinação da redução do valor calórico em comparação com o bolo-padrão (sem substituição de gordura).

Dessa forma, foi selecionado o tratamento 3, por ter apresentado os melhores resultados quanto às características internas e à firmeza, parâmetros estes de grande relevância para o consumidor, e o ponto central (tratamentos 9, 10, 11, 12 e 13), por apresentar formulação e resultados intermediários.

Os resultados de cor externa e de volume do bolo-padrão e dos bolos selecionados são apresentados na Figura 2. O volume do bolo-padrão (sem substitutos de gordura) foi menor quando comparado com os bolos dos tratamentos 3 e 9. Desse modo, o volume final dos bolos com substituição de gordura foi maior que o do padrão, sendo aquele com maior quantidade de emulsificante (tratamento 3) o que apresentou maior volume específico.

A utilização de goma xantana como substituto parcial de gordura em bolos é bastante benéfica, pois provoca um aumento no volume do produto, característica esta muito importante em bolos com níveis reduzidos de gordura, pois estes tendem a apresentar um baixo volume. A conhecida característica da goma xantana de aumentar o volume de bolos, por meio do aumento da viscosidade, não é verificada com outras gomas (SPIES, 1981).

Os bolos com gomas não apresentam diferença com relação à cor externa quando comparados com o bolo-padrão (Figura 2). Segundo WARING (1988), bolos feitos com goma xantana ficaram um pouco mais escuros, ao passo que os bolos com goma guar apresentaram a mesma coloração que o bolo-padrão. A estrutura celular foi considerada boa para todos os bolos, embora os feitos com xantana tivessem a estrutura um pouco mais frágil que a estrutura do bolo-padrão.

FIGURA 2. Cor externa e volume dos bolos selecionados e do bolo-padrão (da esquerda para a direita: tratamento 9, tratamento 3 e padrão).

As estruturas de miolo dos bolos selecionados com substituição de gordura e do bolo-padrão são, em termos gerais, similares (Figura 3).

FIGURA 3. Estrutura de miolo dos bolos selecionados e do bolo-padrão (da esquerda para a direita: tratamento 9, tratamento 3 e padrão).

3.7 Análise centesimal (umidade, cinzas, lipídios, proteína e carboidratos) e valor calórico dos bolos selecionados e do bolo-padrão

Os resultados das análises de umidade, cinzas, lipídios totais, proteína, carboidratos, fibra alimentar e valor calórico dos bolos selecionados (tratamentos 3 e 9) e do bolo-padrão são apresentados na Tabela 5.

TABELA 5. Análise centesimal e valor calórico dos bolos selecionados em comparação com o bolo-padrão.

Bolo-padrão

Tratamento3

Tratamento9

Umidade (g/100g) 22,7 20,5 20,4

Cinzas (g/100g) 1,4 1,6 1,6

Lipídios totais (g/100g) 14,6 7,4 5,9

Proteína (Nx6,25) (g/100g) 7,1 7,5 8,1

Carboidratos a, c (g/100g) 53,0 62,0 63,0

Calorias b, c (kcal/100g) 372 344 338

Fibra alimentar total (g/100g) 1,22 1,16 1,13A Calculado por diferença: 100 – (g/100g umidade + g/100g cinzas + g/100g proteína bruta + g/100g lipídios totais + g/100g de fibra alimentar total).

B O valor calórico da amostra foi calculado pela soma das porcentagens de proteína bruta e carboidratos multiplicados pelo fator 4 (kcal/g), somado ao teor de lipídios totais multiplicado pelo fator 9 (kcal/g).

C O cálculo foi feito usando a média dos valores de cada análise.

A diferença no teor de umidade entre os bolos deve-se à maior quantidade de água utilizada na formulação do bolo-padrão (80%) com relação aos tratamentos selecionados (60%).

Os tratamentos 3 e 9 apresentaram uma redução de gordura próximo de 50 e 60%, respectivamente, com relação ao bolo-padrão. Em razão da metodologia utilizada para a





determinação do teor de carboidratos dos bolos (por diferença com relação aos outros nutrientes e incluindo o teor de fibra alimentar nesse cálculo), a redução do valor calórico dos bolos selecionados não foi tão marcante como era esperado, embora a diferença com o produto-padrão tenha ficado em 8% (tratamento 3) e 9% (tratamento 9). Além disso, as gomas são detectadas como carboidratos, o que também interferiu para que não houvesse a redução energética esperada.

4. CONCLUSÕES

O delineamento de superfície de resposta, tendo como variáveis independentes a quantidade de goma guar/xantana (X1), de emulsificante (X2) e o nível de substituição de gordura (X3), permitiu obter modelo matemático preditivo apenas para a firmeza.

Foram obtidos bolos com redução do teor de gordura próximo de 50% e 60% com maior volume, características internas e aspecto geral similares quando comparados com o padrão, se substituídos na formulação níveis iguais ou superiores a 29,80% de gordura.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AMERICAN ASSOCIATION OF CEREAL CHEMISTS – AACC. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists. 8. ed., v. II, St. Paul, 1990 (Método 46-12).

AMERICAN ASSOCIATION OF CEREAL CHEMISTS - AACC. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists. 9. ed. St. Paul, 1995. 1, 2.

ANON. Keltrol TF xanthan gum in cakes. Technical Bulletin F-81, Kelco, San Diego, CA, 1986.

ANON. Disponível em: <http://www.uel.br/cca/tam/Fibras-Disc-Esp-1-.pdf>. Acesso em: 31 out. 2002.

ARTEAGA, G.E.; LI-CHAN, E.; VAZQUEZ-ARTEAGA, M.C.; NAKAI, S. Systematic experimental designs for product formula optimization. Trends in Food Science and Technology, Cambrigde, v. 5, n. 8, p. 243-254, aug. 1994.

AQUALAB. Operator’s Manual DECAGON. Revision 2. Washington, s/d. 68 p.

BAKER, B.A.; DAVIS, E.A.; GORDON, J. The influence of sugar and emulsifier type during microwave and conventional heating of a lean formula cake batter. Cereal Chemistry, v. 67, n. 5, p. 451-457, 1990.

BARROS NETO, B; SCARMINIO, I.S.; BRUNS, R.E. Planejamento e otimização de experimentos. 2. ed. Campinas: Editora da Universidade Estadual de Campinas, 1995.

BARKER, P.; CAUVIN, S. Fat and calorie-modified bakery products. International Food Ingredients, n. 1/2, p. 19-24, 1994.

BATH, D.E.; SHELKE, K.; HOSENEY, R.C. Fat replacers in high-ratio layer cakes. Cereal Foods World, v. 37, n. 7, p. 495-496, p. 498-500, 1992.

CAUVAIN, S. Let them eat cake... especially if it’s low fat. Food, Flavourings Ingredients, Packaging and Processing, London, v. 9, n. 8, p. 37-39, 1987.

CUNNIFF, P. (Ed.). Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists – AOAC. 16. ed. Arlington, Virginia, 1998 (Método 985.29).

GLICKSMAN, M. Food Hydrocolloids. CRC Press, Inc., v. 1 e 2, 1982. Disponível em: <http://www.uel.br/cca/tam/Fibras-Disc-Esp-1-.pdf>. Acesso em: 31 out. 2002.

GLICKSMAN, M. Hydrocolloids and the search for the oily grail. Food Technology, Chicago, v. 45, n. 10, p. 95-101, 1991.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz. 3. ed. São Paulo, 1985.

JARDIM, D.C.P.; GERMER, S.P.M. Atividade de água em alimentos, Campinas: Ital, 1997. p. 3-2.

KALIL, A.C. Manual Básico de Nutrição. São Paulo: Instituto de Saúde, 1995.

LUCCA, P.A.; TEPPER, B.J. Fat replacers and the funcionality of fat foods. Trends in Food Science & Technology, Cambridge, v. 5, n. 1, p. 12-19, jan. 1994.

MILLER, R. A.; HOSENEY, R. C. The role of xanthan gum in white layer cakes. Cereal Chemistry, St. Paul, v. 70, n. 5, p. 585-588, 1993.

PAVANELLI, A.P.; CICHELLO, M.S.; PALMA, E.J. Emulsificantes como agentes de aeração em bolos. Food Ingredients (Pesquisa e Desenvolvimento na Indústria de Alimentos e Bebidas), n. 02, p. 34-38, set./out. 1990.

PIZZINATTO, A.; CAMPAGNOLLI, D.M.F. Avaliação tecnológica de produtos derivados de farinha de trigo (pão, macarrão, biscoito). Campinas: Ital, 1993. 58 p.

PROSCKY, L.; ASP, N.G.; FURDA, I.; DEVRIES, J.W.; SCHWEIZER, T.F.; HARLAND, B.F. Determination of total dietary fiber in foods, food products and total diets: Interlaboratorial Study. J. Assoc. Off. Anal. Chem., v. 67, n. 6, p. 1.044-1.052, 1984 (modificado).

ROCKS, J.K. Xanthan Gum. Food Technology, Chicago, v. 25, n. 5, p. 476, 1991.

SANDERSON, G.R. Gums and their use in food systems. Food Technology, Chicago, p. 81-84, mar. 1996.

SETSER, C.S.; RACETTE, E.L. Macromolecule replacers in food products. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, v. 32, n. 3, p. 275-297, 1992.

SHUKLA, T.P. Problems in fat free and sugarless baking. Cereal Foods World, St. Paul, v. 40, n. 3, p. 159-160, 1995.

SPIES, R.D. Effect of sugar on gelatinization and replacement of sucrose in layer cakes with high maltose corn syrup. Manhattan, 1981. Dissertation. (Ph.D.) – Kansas State.

STABLE MICRO SYSTEMS. User Manual. Texture Analyser modelo TA-XT2i, Vienna Court, Version 6.10 e 7.10, agosto, 1997. 87 p.

SUMMERKAMP, B.; HESSER, M. Fat substitute up date. Food Technology, Chicago, v. 44, n. 3, p. 92-97, 1990.

UIEARA, M. Disponível em: <http://www.quimica.matrix.com.br/exemplar24.html#fakefats>. Acesso em: 31 out. 2002.

WARING, S. Shortening replacement in cakes. Food Technology, Chicago, v. 42, n. 3, p. 114-116, 1988.





ANEXO 1. Distribuição de pontos das características internas dos bolos frescos (AACC 10-90, 1995)

CARACTERÍSTICAS INTERNAS PONTOSRESULTADO

(ASSINALAR COM UM X A OPÇÃO ADEQUADA)

COMENTÁRIO

A) CÉLULAS

UNIFORMIDADE

Normal 10

Levemente desigual 6

Desigual 2

TAMANHO

Normal 10

Fechadas 8

Levemente abertas 6

Abertas 4

ESPESSURA DAS PAREDES

Normal 10

Levemente espessas 6

Espessas 2

B) GRÃO

Normal 16

Áspero 10

Grosseiro 8

C) TEXTURA

Normal 10

Levemente seca 8

Gomosa 6

Seca 4

FIRMEZA

Normal 14

Firme 12

Levemente duro 10

Duro 4

MACIEZ

Normal 10

Levemente firme 8

Firme 4

D) COR DO MIOLO

Normal 10

Branco 8

Levemente escuro 8

Levemente amarelado 8

Amarelado 6

Levemente escuro e levemente amarelado 4

E) SABOR

Normal 10

Estranho 0

SOMA TOTAL

efeito das gomas guar e xantana em bolos como substitutos ... · os principais problemas...

Documents