matérias-primas alimentícias. composição e controle de qualidade livro

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    Matrias-prim

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    M a r i a G a b r i e l a B e l l o K o b l i t z

    Maria G

    abriela Bello Koblitz

    Matrias-primasAlimentciasComposio e Controle de Qualidade

    Matrias-primasAlimentciasComposio e Controle de Qualidade

    Um dos principais focos da tecnologia de alimentos proporcionar meios para que os seres humanos consumam alimentos nutritivos e saudveis. O grande desa o de quem lida com essa cincia enfrentar a realidade de que a grande maioria dos produtos alimentcios de origens animal e vegetal altamente perecvel quando exposta aos diversos agentes de deteriorao. Alm disso, necessria muita ateno ao fato de que impossvel se obter um produto de alta qualidade se ele provm de matria-prima de baixa qualidade.

    A investigao minuciosa das diversas matrias-primas e de seus principais

    modos de deteriorao essencial, uma vez que determina no somente a escolha e o desenvolvimento adequados de conservao, mas, tambm, a correta especi cao de processamento.

    Apesar da importncia do tema para a sade, a literatura em lngua

    portuguesa sobre a tecnologia de alimentos escassa e incompleta. Com o objetivo de preencher essa lacuna, este livro rene, em um nico volume, informaes fundamentais, antes dispersas em diversas fontes e, por este motivo, pouco acessveis.

    Esta , portanto, uma obra indispensvel para estudantes de graduao

    e ps-graduao, bem como para pro ssionais das reas de Engenharia de Alimentos, Nutrio, Agronomia, Zootecnia, Engenharia de Pesca, Medicina Veterinria e outras cincias em que deter um conhecimento slido em relao s matrias-primas alimentcias imprescindvel para o exerccio da correta prtica diria.

    Sumrio Introduo, 1

    1 Frutas e Hortalias, 5

    2 Tubrculos e Razes Tuberosas, 25

    3 Gros | Cereais e Leguminosas, 43

    4 Caf, Cacau e Ch, 121

    5 Leite, 147

    6 Carnes, 187

    7 Pescado, 227

    8 Ovo, 251

    9 Mel, 267

    ndice Alfabtico, 291

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  • Matrias-primas Alimentcias Composio e Controle de Qualidade

    Maria Gabriela Bello KoblitzGraduada em Agronomia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (1995), Mestre em Tecnologia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas (1997) e Doutora em Cincia de Alimentos, rea de concentrao Bioqumica, pela Universidade Estadual de Campinas (2003). Foi Professora Titular do curso de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Campinas e atualmente Professora Adjunta da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro UNIRIO. Tem atuado principalmente nas seguintes reas: bioqumica, biotecnologia, enzimologia e recursos genticos vegetais.

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  • A autora deste livro e a EDITORA GUANABARA KOOGAN LTDA. empenharam seus melhores esforos para assegurar que as informaes e os procedimentos apresentados no texto estejam em acordo com os padres aceitos poca da publicao, e todos os dados foram atualizados pela autora at a data da entrega dos originais editora. Entretanto, tendo em conta a evoluo das cincias da sade, as mudanas regula-mentares governamentais e o constante fl uxo de novas informaes sobre teraputica medicamentosa e reaes adversas a frmacos, recomendamos enfaticamente que os leitores consultem sempre outras fontes fi dedignas, de modo a se certifi carem de que as informaes contidas neste livro esto corretas e de que no houve alteraes nas dosagens recomendadas ou na legislao regulamentadora. Adicionalmente, os leitores podem buscar por possveis atualizaes da obra em http://gen-io.grupogen.com.br. A autora e a editora se empenharam para citar adequadamente e dar o devido crdito a todos os detentores de direitos autorais de qualquer material utilizado neste livro, dispondo-se a possveis acertos posteriores caso, inadvertida e involuntariamente, a identifi cao de algum deles tenha sido omitida.

    Direitos exclusivos para a lngua portuguesaCopyright 2011 byEDITORA GUANABARA KOOGAN LTDA.Uma editora integrante do GEN | Grupo Editorial Nacional

    Travessa do Ouvidor, 11Rio de Janeiro RJ CEP 20040-040Tels.: (21) 3543-0770/(11) 5080-0770 | Fax: (21) 3543-0896www.editoraguanabara.com.br | www.grupogen.com.br | [email protected]

    Reservados todos os direitos. proibida a duplicao ou reproduo deste volume, no todo ou em parte, em quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrnico, mecnico, gravao, fotocpia, distribuio pela Internet ou outros), sem permisso, por escrito, da EDITORA GUANABARA KOOGAN LTDA.

    Capa: Bruno SallesEditorao eletrnica: Projeto grfi co: Editora Guanabara Koogan

    Ficha catalogrfi ca

    K79m

    Koblitz, Maria Gabriela Bello, 1973- Matrias-primas alimentcias : composio e controle de qualidade / Maria Gabriela Bello Koblitz.

    - Rio de Janeiro : Guanabara Koogan, 2011.il.

    Inclui bibliografi aISBN 978-85-277-1815-8

    1. Alimentos - Composio. 2. Alimentos - Anlise. 3. Alimentos - Controle de qualidade. 4. Tecnologia de alimentos. I. Ttulo.

    11-0415. CDD: 664 CDU: 664

    AN TH A R E S

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  • Colaboradores

    Alessandra Fernandes RosaGraduada em Zootecnia e Engenharia de Ali-mentos pela Universidade de So Paulo (1999) e Mestre em Zootecnia pela Universidade de So Paulo (2004). Tem experincia na rea de Cincia e Tecnologia de Alimentos, com nfase em Tecno-logia de Produtos de Origem Animal. Tem atuado principalmente em: qualidade da carne; anlises fsico-qumicas da carne; oxidao de carnes; protemica; tecnologias de conservao da carne; manejo pr- e ps-abate.

    Ana Carolina Sampaio Doria ChavesGraduada em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas (1995), Mestre em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas (1997) e Doutora em Enge-nharia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas (2002) em cooperao com Nizo Food Research e Wageningen Center for Food Science (WCFS) na Holanda. Ps-Doutora em Cincia e Tecnologia de Alimentos na ESALQ/USP (2003) com bolsa do Instituto Danone. Foi Professora Adjunta do curso de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Feira de Santana e do Departamento de Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal de Sergipe; atualmente Professora Adjunta do Centro de Cincia e Tecno-logia de Alimentos (CAL) da Universidade Federal de Santa Catarina. Tem atuado principalmente em: processamento de leites fermentados; leite de cabra; probiticos; frutas do Nordeste; controle de qualidade e boas prticas de fabricao.

    Celia Maria Doria Frasca Scorvo Graduada em Zootecnia pela Universidade Estadual Paulista Jlio de Mesquita Filho (1978) e Mestre em Aquicultura pela Universidade Estadual Paulista Jlio de Mesquita Filho (1999). Atualmen-te Pesquisador Cientfi co 3 da Agncia Paulista

    de Tecnologia dos Agronegcios. Foi Assistente de Direo do Departamento de Descentralizao do Desenvolvimento da APTA, atuando no Departa-mento de Gesto estratgica da APTA. Diretora do Ncleo de Pesquisa da APTA Polo Leste Paulista. Tem atuado principalmente em: matrinx; manejo alimentar; boas prticas de manejo; tilpia em tanques-rede em represas rurais.

    Edna Dria PeraltaGraduada em Cincias Biolgicas pela Universi-dade Catlica do Salvador (1980) e Doutora em Biotecnologia pela Universidade Estadual de Feira de Santana (2010). Tem atuado em: anlises fsico-qumicas; microscopia; microbiologia; anlise instrumental e tecnologia de pescado, alm de cromatografi a e atividade biolgica, com nfase em atividade antimicrobiana.

    Elisabete Maria Macedo Viegas Graduada em Cincias Biolgicas pela Univer-sidade de So Paulo, Mestre em Zootecnia pela Universidade Estadual Paulista Jlio de Mesquita Filho e Doutora em Tecnologia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas. Fez estgio de ps-doutoramento em 2008, na Universit degli Studi di Firenze, Dipartimento di Scienze Zoo-tecniche, em Firenze, Itlia. Professor Associado (Livre-Docente) e Bolsista de Produtividade em Pesquisa 2. Atua como Professora Doutora na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de So Paulo, campus de Piras-sununga. Tem atuado principalmente em: nutrio e alimentao de peixes de gua doce; processa-mento ps-despesca; conservao de pescado e aproveitamento de resduos do processamento.

    Flavio de Souza Neves CardosoGraduao em Engenharia de Alimentos pela Uni-versidade Estadual de Campinas (1996) e Mestre

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  • vi Matrias-primas Alimentcias

    em Cincia da Nutrio pela Universidade Estadual de Campinas (2000). De 2003 a 2010, foi Profes-sor Assistente da Universidade Estadual de Feira de Santana. Tem experincia na rea de Cincia e Tecnologia de Alimentos, com nfase em Tecno-logia de Produtos de Origem Vegetal. Tem atuado principalmente em: tecnologia de leo e gorduras e tecnologia de frutas e hortalias.

    Jaime Urdapilleta TaroucoGraduado em Zootecnia pela Pontifcia Universi-dade Catlica do Rio Grande do Sul (1982), Mestre em Zootecnia pela Universidade Federal de Pelotas (1990), Doutor em Zootecnia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2004) e Ps-Doutor pela Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos FZEA/USP (2009). Atualmente Pro-fessor Adjunto do Departamento de Zootecnia da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Tem atuado principalmente em: bovinos; composio corporal; ultrassom e seleo.

    Marco Antonio Trindade Graduado em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual Paulista Jlio de Mesquita Filho (1993), Mestre em Alimentos e Nutrio pela Universidade Estadual de Campinas (1998) e Doutor em Tecnologia de Alimentos pela Universidade Esta-dual de Campinas (2003). Atualmente Professor da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos USP. Tem atuado principalmente em: tecnologia de aves; carne mecanicamente separada; produtos crneos; anlise sensorial e estabilidade de alimentos.

    Renato Souza Cruz Graduado em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Viosa (1997), Mestre em Cincia e Tecnologia de Alimentos pela Univer-sidade Federal de Viosa (2000) e Doutor em Cincia e Tecnologia de Alimentos pela Universi-dade Federal de Viosa (2003). Professor Adjunto da Universidade Estadual de Feira de Santana, com experincia na rea de embalagem de alimentos e tecnologia de amidos e farinhas.

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  • Prefcio

    muito gratifi cante poder levar este livro aos estudantes de graduao e ps-graduao e aos profi ssionais das reas de Engenharia de Alimentos, Nutrio, Agronomia, Zootecnia, Engenha-ria de Pesca e Medicina Veterinria, entre outras cincias, em que o conhecimento das matrias-primas alimentcias to fundamental. Essa satisfao deriva da certeza de um trabalho feito com grande dedicao que contou com o apoio de colaboradores de formao impecvel e de grande conhecimento prtico , que preencher uma lacuna importante na oferta de literatura em lngua portuguesa sobre o assunto.

    O principal objetivo da tecnologia de alimentos garantir o abastecimento de alimentos nu-tritivos e saudveis para o ser humano. A grande maioria dos produtos alimentcios de origens animal e vegetal altamente perecvel quando exposta aos diversos agentes de deteriorao. Uma declarao inegvel: impossvel se obter um produto de alta qualidade quando ele provm de matria-prima de baixa qualidade. Assim, ter informao sobre as diversas matrias-primas e os principais modos de deteriorao possibilita tanto a escolha ou o desenvolvimento do melhor tipo de conservao quanto uma especifi cao mais acurada para o processamento.

    A partir desse princpio, a realizao deste livro teve dois propsitos fundamentais: oferecer a alunos, professores e profi ssionais, em um nico volume, informaes antes muito dispersas e raramente encontradas em Portugus e contribuir para a difuso das bases do conhecimento para a tecnologia de alimentos.

    Todos os colaboradores deste livro e eu esperamos que este trabalho seja til para a formao e o aprimoramento de estudantes e profi ssionais a que se destina.

    Maria Gabriela Bello Koblitz

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  • Sumrio

    Introduo, 1Maria Gabriela Bello Koblitz

    X Alimentos e nutrientes, 2X Histrico, 2X Cincia e tecnologia de alimentos, 3X Matrias-primas alimentcias, 3X Bibliografi a, 3

    1 Frutas e Hortalias, 5Flvio de Souza Neves Cardoso

    X Introduo, 6X Frutas, 6X Hortalias, 7X Principais caractersticas, 8X Conservao, 15X Legislao e controle de qualidade, 20X Bibliografi a, 24

    2 Tubrculos e Ra zes Tuberosas, 25Renato Souza Cruz Maria Gabriela Bello Koblitz

    X Introduo, 26X Batata, 26X Mandioca, 36X Bibliografi a, 41

    3 Gros | Cereais e Leguminosas, 43Renato Souza Cruz Maria Gabriela Bello Koblitz

    X Introduo, 44X Cereais, 45X Leguminosas, 72X Conservao dos gros, 101X Legislao e controle de qualidade, 112X Bibliografi a, 117

    4 Caf, Cacau e Ch, 121Maria Gabriela Bello Koblitz

    X Caf, 122X Cacau, 129X Ch, 138X Bibliografi a, 146

    5 Leite, 147Ana Carolina Sampaio Doria Chaves

    X Introduo, 148X Principais caractersticas, 150X Conservao, 166X Legislao e controle de qualidade, 176X Bibliografi a, 184

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  • xii Matrias-primas Alimentcias

    6 Carnes, 187Marco Antonio Trindade Alessandra Fernandes Rosa Jaime Urdapilleta Tarouco

    X Introduo, 188X Principais caractersticas, 189X Conservao, 214X Legislao e controle de

    qualidade, 222X Consideraes fi nais, 224X Bibliografi a, 224

    7 Pescado, 227Clia Maria Doria Frasca-Scorvo Elisabeth Maria Macedo-Viegas

    X Introduo, 228X Principais caractersticas, 230X Conservao, 238X Legislao e controle de qualidade, 243X Bibliografi a, 248

    8 Ovo, 251Maria Gabriela Bello Koblitz

    X Introduo, 252X Principais caractersticas, 254X Conservao, 260X Legislao e controle de qualidade, 263X Bibliografi a, 265

    9 Mel, 267Edna Doria Peralta Maria Gabriela Bello Koblitz

    X Introduo, 268X Principais caractersticas, 271X Produo e manejo, 277X Equipamentos e utenslios, 280X Conservao, 282X Legislao e controle de qualidade, 283X Bibliografi a, 288

    ndice Alfabtico, 291

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  • 3 Gros | Cereais e Leguminosas

    Renato Souza Cruz Maria Gabriela Bello Koblitz

    Introduo, 4 4Cereais, 4 5Leguminosas, 72Conservao dos gros, 10 1Legislao e controle de qualidade, 11 2Bibliografia, 11 7

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  • 44 Matrias-primas Alimentcias

    Introduo A defi nio de gros na literatura tcnica

    de alimentos muitas vezes vaga e geralmente confusa. A palavra pode ser usada de modo bem amplo para designar todos os alimentos comercializados como gros secos, o que inclui tanto cereais, como o arroz, quanto outros pro-dutos, como o caf e o cacau, por exemplo; ou pode ser aplicada, de maneira bem restrita, como sinnimo de cereais. Em publicaes do Instituto Brasileiro de Geografi a e Estatstica (IBGE), gros so divididos em cereais, legu-minosas e oleaginosas, entretanto a maior parte das oleaginosas consideradas (principal-mente soja, mas tambm amendoim e milho, por exemplo) est tambm inclu da como legu-minosa (soja, amendoim) ou cereal (milho). Neste captulo, sero defi nidos como gros os frutos das gramneas (cariopses de cereais) e as sementes de leguminosas (leguminosas de gro) armazenados secos e utilizados, em diversas formas, nas alimentaes humana e animal.

    Os cereais e as leguminosas esto na base da alimentao de diversos povos por terem sido os primeiros vegetais domesticados quando do advento da grande revoluo econmica que foi o incio da agricultura. Ainda que os cereais silvestres tenham sido colhidos antes, nos locais em que cresciam es pon ta nea men te, foi preciso esperar o incio do Neoltico para ver surgir no Oriente Prximo, no Oriente Mdio e depois na Europa o processo que a base da nossa alimentao tradicional: a cultura de gros. Escavaes arqueolgicas na regio norte dos Andes peruanos levaram descoberta de varie-dades completamente domesticadas de feijo-comum com cerca de 10.000 anos. Na China, a obra intitulada Matria Mdica, de autoria do imperador Shen Nung, de 2838 a.C., considera o arroz, o trigo, a cevada, o milheto e a soja os cinco gros sagrados, essenciais para a civili-zao chinesa, embora recentemente sinologis-tas venham expressando dvidas a respeito da verdadeira idade e da autoria do manuscrito. Gros como lentilha, gro-de-bico, feijo e ervilha faziam parte da dieta de civilizaes antigas, como a dos egpcios, dos gregos, dos incas e dos astecas.

    O site do Departamento de Agricultra dos EUA (USDA: www.usda.gov; www.usdabrazil.

    org.br) divulgou em fevereiro de 2009 uma estimativa de produo anual de 2,22 bilhes de toneladas de gros em todo o mundo, pouco maior que a produo de 2008 (2,12 bilhes de toneladas). Do total estimado, a produo bra-sileira, segundo a mesma fonte, deve represen-tar 6,1%.

    Segundo a Estatstica da Produo Agrcola (Indicadores IBGE, junho de 2009), era espe-rada, no Brasil, para o ano de 2009, a produo de 133,3 milhes de toneladas de gros, pro-duo esta 8,7% menor que a obtida em 2008 e ocupando uma rea plantada 0,2% menor que a daquele ano. A regio Sul a principal produtora de gros do Pas, sendo responsvel por 39,9% da produo, seguida pelas re gies Centro-Oeste (35,6%), Sudeste (12,7%), Nordeste (9,1%) e Norte (2,8%). No entanto, o estado com maior contribuio para a produ-o nacional de gros o Mato Grosso, respon-dendo sozinho por 20,3% da produo brasi-leira. Em seguida esto Paran (18,8%), Rio Grande do Sul (16,7%), Gois (9,8%) e Minas Gerais (7,6%). Dos estados da Unio, apenas Acre, Amap, Amazonas e Rio de Janeiro no contribuem para a produo de gros. Os prin-cipais gros produzidos no Pas, sua produo estimada para 2009 e os principais estados pro-dutores esto listados na Tabela 3.1.

    De acordo com dados divulgados pelo Ministrio da Agricultura em seu site (www.agricultura.gov.br), entre janeiro e julho de 2009 o agronegcio brasileiro (produtos de origens animal e vegetal) exportou cerca de 31 bilhes de dlares para mais de 200 pa-ses, sendo os principais compradores a China, com 16,86% de participao, os Pa ses Baixos (7,62%) e os EUA (7,04%). Dos produtos agr-

    Tabela 3.1 Principais gros produzidos no Brasil em

    2009.

    GroProduo (em milhes

    de toneladas) Estados produtores

    Arroz 12,6 RS > SC > MT > MAFeijo 3,7 PR > MG > BA > SPMilho 49,8 PR > MT > MG > GOSoja 56,8 MT > PR > RS > GOTrigo 5,7 PR > RS > SC > SP

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  • 46 Matrias-primas Alimentcias

    apenas uma fl or, enquanto no trigo, no centeio e no triticale as espculas, tambm alternadas, podem conter at seis fl ores cada.

    Didaticamente, pode-se dividir o ciclo de vida dos cereais nas seguintes fases principais: germinao e emergncia das plntulas, pega-mento (enraizamento e emisso das primeiras folhas fotossintetizantes), extenso do caule, emergncia das infl orescncias, polinizao e amadurecimento. A capacidade de germinar desejvel em gros a serem usados como sementes e para malteamento (pr-germinao controlada para produo de enzimas). No entanto, para gros a serem industrializados de outro modo ou armazenados, a sntese enzim-tica associada germinao pode ser conside-rada deletria para a conservao da matria-prima e para sua aplicao posterior.

    Caractersticas do groO gro dos cereais no uma semente e sim

    um fruto seco, caracterstico das gramneas,

    chamado cariopse, composto das seguintes partes bsicas (Figura 3.3): embrio; endos-perma; hialina e testa (conjunto chamado de tegumento) e pericarpo.

    Embrio o nome dado ao conjunto for-mado pelo eixo embrionrio e pelo escutelo. Durante a produo de farinha, denomina-se germe ou grmen a frao rica nessa parte do gro. O eixo embrionrio tambm denomi-nado plntula e consiste em plmula e rad-cula, que originaro uma nova planta. O escu-telo separa o embrio do endosperma amilceo e funciona como rgo secretor e absorvedor de hormnios, enzimas e nutrientes durante a germinao.

    Endosperma o tecido que ocupa a maior parte do gro, e pode ser dividido em duas fraes distintas. A poro maior, que ocupa a parte central do gro e tambm se denomina endosperma amilceo, formada por clulas grandes, de parede celular fi na, que armaze-nam grande quantidade de amido e menores

    Triticum

    Figura 3.1 Classificao taxonmica dos principais gneros de cereais.

    Famlia Subfamlia Tribo Gnero

    Poaceae

    Arundinoideae

    Bambusoideae

    Chloridoideae

    Oryzoideae (C3)

    Panicoideae

    Poideae (C4)

    Chlorideae (C4)

    Eragrosteae (C4)

    Oryzeae

    Paniceae (C3 e C4)

    Andopogoneae (C4)

    Aveneae

    Triticeae

    Eleusine

    Oryza

    BrachariaDigitariaEchinochloaPanicumPaspalumPennisetumSetaria

    CoixSorghumZea

    Avena

    HordeumSecaleTriticosecale

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  • Captulo 3 | Gros | Cereais e Leguminosas 49

    A forma do grnulo, assim como sua tem-peratura de gelatinizao, caracterstica de cada espcie e pode possibilitar a identifi ca-o da matria-prima de uma dada farinha ou produto por microscopia ptica. Os cereais da tribo Triticeae (trigo, centeio, triticale e cevada) apresentam dois tipos de grnulos: grandes e biconvexos (em forma de lente), que correspondem a cerca de 70% dos grnulos, e pequenos e esfricos (30%). No arroz e na aveia os grnulos so bem pequenos, mas tendem a se aglomerar, formando uma estrutura oval maior. Milho e sorgo apresentam dois tipos de grnulos (esfricos e com arestas), dependendo do tipo de tecido. Em endosperma farinceo, os grnulos so esfricos; em endosperma crneo,

    em virtude da grande concentrao de grnu-los muito prximos uns dos outros, eles se apresentam deformados. Alteraes na forma podem tambm ser decorrentes de associaes com outros compostos, como prote nas, por exemplo.

    Os grnulos de amido apresentam birrefrin-gncia, propriedade de refratar a luz polarizada incidente em duas direes diferentes, carac-terstica de estruturas cristalinas altamente organizadas, que correspondem a cerca de 30% do amido. A cristalinidade dada pelas cadeias mais externas de amilopectina. A forma da luz refratada (cruz-de-malta) indica ainda que as molculas no grnulo so organizadas de modo radial em torno de um ponto inicial de crescimento (hilo). Por meio de difrao de raios X, possvel distinguir trs tipos de grnulos que, dependendo de sua forma e sua estrutura cristalina, denominam-se A, B e C. As cadeias externas relativamente curtas das molculas de amilopectina de cereais (menos de 20 unidades de glicose) favorecem a forma-o de polimorfos cristalinos do tipo A, que apresentam empacotamento mais compacto. As cadeias externas maiores (mais de 22 uni-dades de glicose) das molculas de amilopec-tina de tubrculos (batata) e de milho ceroso favorecem a formao de polimorfos do tipo B, encontrados tambm na banana e apresentam estrutura mais aberta com centro hidratado. O polimorfo do tipo C considerado um in ter-me di rio entre os tipos A e B, sendo caracte-rstico de amido de leguminosas, ra zes (man-dioca) e sementes em geral.

    Os grnulos de amido apresentam ainda componentes diferentes do amido, especial-mente prote nas (0,35% em milho e 0,40% em

    Tabela 3.3 Composio centesimal de cereais.

    Cereal Umidade (%) Carboidratos (%) Prote nas (%) Lipdios (%) Fibras (%)

    Arroz 11 65 8 2 9Aveia 13 58 10 5 10Centeio 11 71 12 2 2Cevada 14 63 12 2 6Milho 11 72 10 4 2Sorgo 11 70 12 4 2Trigo 11 69 13 2 3

    Figura 3.4 Estrutura da amilopectina.

    15 (60 )

    2

    1

    1

    2

    1

    2

    2

    2

    1

    1

    1

    0 Cadeia C

    Cadeia B

    Cadeias A

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  • 52 Matrias-primas Alimentcias

    conhecida como dextrina ou maltodextrina. Sua ao reduz rapidamente a massa molecular dos polmeros do amido, diminuindo sua capa-cidade de formar compostos coloridos com o iodo e tambm a viscosidade das suspenses de amido. As -amilases so exocarboidrases, tambm capazes de hidrolisar a ligao -1,4 entre unidades de glicose. No entanto, so exo-enzimas, que atacam os polmeros de amilose e amilopectina a partir de sua extremidade no redutora, removendo unidades de maltose. Sua ao leva ao rpido aumento da capacidade redutora da soluo, mas inicialmente pouco interfere na capacidade de formar complexos com iodo ou na viscosidade da soluo, pois demora a reduzir a massa molecular de seus substratos. A ao de -amilases sobre o amido favorece a atividade de -amilases sobre o pro-duto formado. Nenhuma dessas amilases capaz de hidrolisar as ligaes -1,6 presentes na amilopectina, de modo que a hidrlise deste polmero incompleta, gerando oligossacar-deos que contm as ligaes -1,6, conhecidos como dextrinas-limite.

    As amilases de cereais so sintetizadas basi-camente ao longo da germinao. No trigo, no centeio e na cevada a sntese ocorre tanto no escutelo quanto na camada de aleurona, enquanto no milho apenas o escutelo sintetiza amilases. So produzidas diversas isoenzimas, que podem ser divididas em dois grupos dis-tintos de acordo com seu ponto isoeltrico. Os cereais da tribo Triticeae apresentam os dois grupos, enquanto os demais cereais apresen-tam apenas um.

    -glicanasesSo enzimas par ticular mente importantes

    na cevada, cuja parede celular formada em grande parte por -glicanas. No malte de cevada so encontradas duas isoformas de

    -glicanases, produzidas durante a germina-o, tanto no escutelo quanto na camada de aleurona. Essas enzimas hidrolisam as ligaes -1,4 adjacentes a ligaes -1,3 nas glicanas, formando pequenos oligossacardeos. A ao das -glicanases depende da solubilizao pr-via de seu substrato, possivelmente por outras enzimas do malte.

    Proteases Foi detectada nos cereais atividade de endo-

    proteases e de carboxipeptidases. Sua ao facilita o acesso de amilases ao amido dos gr-nulos e fornece amino cidos para o desenvol-vimento do embrio na germinao e para o crescimento de culturas de leveduras durante a produo de cervejas e outras bebidas base de cereais. Em panifi cao, a presena de protea-ses auxilia na hidrlise do glten, reduzindo a necessidade de trabalho mecnico da massa.

    Lipases Lipases e outras esterases so produzidas

    sobretudo nos primeiros estdios da germina-o, porm sua atividade pode ser detectada mesmo em gros armazenados. A atividade lipoltica par ticular mente problemtica na aveia e no milho, cereais mais ricos em lip-dios. Essas enzimas hidrolisam as ligaes ster dos triacilgliceris presentes, liberando cidos graxos e aumentando, assim, a acidez da frao lipdica dos gros, o que reduz a qua-lidade de seus leos. Alm disso, os produtos da atividade lipoltica (cidos graxos livres e monoacilgliceris) so importantes substratos para lipo-oxigenases, levando rancifi cao oxidativa. A rancidez hidroltica e oxidativa mais importante em farinhas e farelos do que no gro ntegro. Nesses produtos necessrio tomar certas precaues para evitar a atividade enzimtica. Na aveia, comum o tratamento

    Tabela 3.5 Fraes proteicas encontradas em alguns cereais.

    Cereal Albumina (%) Globulina (%) Prolamina (%) Glutelina (%)

    Arroz 5 10 5 80Aveia 1 13 18 68Cevada 3 a 5 10 a 20 35 a 45 35 a 45Milho 4 2 54 40Trigo 3 a 5 6 a 10 40 a 50 30 a 40

    Cap 3.indd 52Cap 3.indd 52 27/1/2011 16:55:4427/1/2011 16:55:44

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    trmico do gro (com vapor) para inativar enzimas, antes da extrao da farinha. Em outros cereais, como milho e trigo, a frao lipdica concentra-se no embrio e na camada de aleurona, sendo removida na obteno da farinha, o que aumenta sua conservao. Nesses casos, produtos como farinha integral, grmen e farelo apresentam vida de prateleira mais curta que a da farinha refi nada.

    Fitases Fitases so enzimas capazes de hidrolisar o

    cido ftico (fi tatos e fi tina), gerando mioinosi-tol e ortofosfato livre.

    O cido ftico o cido inositol-hexafosf-rico. Raramente encontrado em sua forma livre, que instvel, sendo mais comum na forma de fi tato (sal de diversos metais, espe-cialmente Ca, Mg e K), tambm conhecido como fi tina (Figura 3.6), que se acumu la no embrio (em milho) e na camada de aleurona (arroz e trigo). Fitatos so considerados fato-res antinutricionais em cereais, para animais monogstricos e humanos, pois so capazes de complexar os minerais (sobretudo P, Zi, Cu, que formam sais mais estveis, mas tambm Ca, Mg, Ni, Co e Fe) presentes no gro, impe-dindo sua absoro no intestino. Alm disso, em pH cido, fi tatos podem complexar prote-nas, reduzindo sua digestibilidade, e funcionam como inibidores de proteases gstricas (pep-sina) e pancre ticas (tripsina e quimotripsina) e de amilases. Fitatos so compostos altamente termoestveis, que dependem de autoclavagem a 115C por 4 h para destruio efetiva. A ao de fi tases sobre os fi tatos pode reduzir seus

    efeitos deletrios e aumentar o valor nutricio-nal dos cereais. Em alguns casos, a aplicao de fi tases exgenas (de fungos fi lamentosos como Rhizopus oligosporus e Aspergillus fi ccum) pode proporcionar grande melhora na biodisponibi-lidade, especialmente de fsforo, em cereais e tambm em leguminosas.

    Enzimas oxidativas Lipo-oxigenases

    Catalisam a oxidao de cidos graxos insa-turados (na sua forma livre ou em monoacil-gliceris) que contenham um grupo metileno no carbono 8 como os cidos linoleico e linolnico, abundantes em cereais. O produto dessa reao so hidroperxidos, que, sendo instveis, se decompem formando radicais livres e levando oxidao em cadeia dos demais lipdios presentes. Uma consequncia comum da ao de lipo-oxigenases em fari-nhas a destruio de carotenoides presentes, produzindo farinhas mais brancas, desejveis em produtos destinados ao consumidor fi nal e como matria-prima para produtos de panifi -cao. No entanto, a destruio de pigmentos considerada bastante indesejvel na produ-o de macarro, que deve ser sempre bem amarelado. Nesses casos, as lipo-oxigenases presentes devem ser inativadas por branquea-mento com vapor. A oxidao dos lipdios leva ainda gerao de aroma de rano, bastante desagradvel e que determina o fi m da vida de prateleira dos produtos, no apenas pelo aroma caracterstico, mas tambm porque a ingesto de produtos oxidados est associada ao desen-volvimento de diversas doen as degenerativas, como o cncer, e deve, portanto, ser evitada.

    Polifenol oxidase (PFO), peroxidase (PER) e catalase So enzimas oxidativas presentes tanto no

    endosperma quanto no pericarpo e cuja ativi-dade bastante aumentada durante a germina-o. As PFO so encontradas em diversas iso-formas, especialmente no pericarpo (farelo), e as PER so mais abundantes no trigo do que nos demais cereais.

    As prote nas insolveis, prolaminas e gluteli-nas, so denominadas em conjunto e de acordo com sua origem: ze nas do milho, horde nas da cevada, secalinas do centeio e avelinas da aveia, por exemplo. A excesso o trigo, que tem nomenclatura diferenciada, em virtude da importncia dessas prote nas na formao do glten: gliadinas (prolaminas) e gluteninas Figura 3.6 Estrutura do fitato.

    OH

    O

    O

    O

    O

    OH

    OO

    O

    O

    O

    O O

    O

    OH

    PP

    P

    P P

    P

    O

    O

    O

    O

    O

    O

    OO

    O

    Cap 3.indd 53Cap 3.indd 53 27/1/2011 16:55:4427/1/2011 16:55:44

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  • 58 Matrias-primas Alimentcias

    precipitadas por adio de sal (salting out), em qualquer valor de pH. Sua solubilidade aumentada pela adio de agentes capazes de desfazer ligaes de hidrognio (ureia, guani-dina, dimetilformamida) e sua extrao faci-litada pela adio de agentes redutores.

    Gliadinas so prolaminas extra das com etanol (70%) e representam cerca de 50% da frao proteica insolvel do trigo. So prote-nas de massa molecular entre 25 e 50 kDa (maior frao em torno de 46 kDa), com maiores concentraes de prolina, glutamina, cistina, isoleucina e fenilalanina do que as gluteninas. Quando em soluo, formam um fl uido viscoso e conferem coesividade (ade-rncia) massa, sem apresentar elasticidade. Acredita-se que sejam prote nas globulares de estrutura compacta, ricas em pontes dissulfeto intramoleculares. As gliadinas foram separa-das, com aplicao de diversas tcnicas eletro-forticas e cromatogrfi cas, inicialmente em quatro fraes (bandas) denominadas , , , gliadinas. Posteriormente, cada uma dessas fraes foi dividida em novas bandas. O per-fi l eletrofortico das prolaminas do trigo um parmetro que se altera com a espcie e com a variedade testadas e pode ser aplicado para avaliao e identifi cao dessas variedades em lotes e produtos de trigo. Uma teoria que pre-

    tende explicar a grande variedade de prote-nas encontradas no trigo sustenta que, inicial-mente, o ancestral comum s diversas espcies de Triticum teria apenas um tipo de prote na de reserva, cujo gene codifi cador teria sofrido diversas mutaes ao longo da sua evoluo. Isso teria levado ao surgimento das diversas prote nas encontradas atualmente. Em prote-nas de reserva (e no enzimas ou prote nas transportadoras, por exemplo), as alteraes de composio e estrutura no seriam graves do ponto de vista funcional, no interferindo de modo decisivo na presso de seleo.

    Gluteninas so glutelinas insolveis em gua, solues salinas e l cool, mas solveis em solues cidas e alcalinas, que representam os outros 50% da frao proteica insolvel do trigo. So prote nas de altssima massa mole-cular: podem ser encontradas fraes entre 40 e mais de 2.000 kDa, embora a maior frao apresente massa mdia de 120 kDa. So mais ricas em glicina, lisina e triptofano do que as gliadinas e, quando hidratadas, formam um slido coeso porm de alta elasticidade. Sua presena exerce maior in fl un cia sobre as caractersticas do glten (e da massa). A teoria atualmente mais aceita indica que a frao de glutenina formada por prote nas que contm em suas extremidades estruturas em -hlice

    Figura 3.7 Corte transversal de um gro de trigo.

    Sulco (crease)

    Endosperma

    Filamento de pigmento

    Farelo

    Germe

    Cap 3.indd 58Cap 3.indd 58 27/1/2011 16:55:4627/1/2011 16:55:46

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    S S

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    S S

    e que, no meio da molcula, organizam-se em estruturas do tipo -pregueada. As extremida-des ligam-se a outras prote nas semelhantes por pontes dissulfeto, gerando compostos de alta massa molecular, mais facilmente solubilizados e extra dos quando essas ligaes so desfeitas por ao de agentes redutores. A frao mdia dessas prote nas (estruturas -pregueadas) teria a capacidade de se desdobrar quando sob presso, fornecendo elasticidade ao conjunto (Figura 3.8).

    A estrutura da massa, uma matriz con t-nua de prote na preenchida por amido, no est presente no endosperma do gro. Ela se forma aps extrao da farinha (com conse-quente liberao de prote nas, amido e lipdios de suas estruturas compartimentalizadas) e a mistura com a proporo adequada de gua (hidratao). As caractersticas desejadas de viscosidade, aderncia e elasticidade so deter-minadas por todos os componentes presentes, embora as prote nas apresentem maior in fl un-cia. A capacidade das prote nas formadoras do glten de se agregarem em uma rede viscoels-tica est relacionada com sua estrutura tridi-mensional. As gliadinas, prote nas globulares, tendem a formar estruturas fi brilares de modo a participar da rede do glten. Em pH muito cido (abaixo de 3,0), com alterao da estru-tura globular, as fi brilas no se formam, o que reduz a capacidade de expanso da massa. A coesividade da massa pode ser explicada por diversas interaes caractersticas das prote-nas presentes: formao de ligaes de hidro-gnio, interaes apolares (entre amino cidos e envolvendo fosfolipdios) e a formao de interaes inicas (consideradas mais raras). A elasticidade da massa dada, muito prova-velmente, pela capacidade de gluteninas de se desdobrar ou esticar. Essas estruturas so mantidas por pontes dissulfeto, cuja destrui-

    o, pela adio de agentes redutores, leva ao colapso da rede, enquanto sua formao, pela adio de agentes oxidantes, leva formao de complexos proteicos com a capacidade de se comportar como uma rede forte.

    Carboidratos O embrio dos gros de trigo composto

    de 50% de carboidratos, dos quais 1/3 de acares livres (sacarose, rafi nose e neokes-tose [Figura 3.9], alm de acares redutores e frutosanas de baixa massa molecular), 1/3 de amido e 1/3 de fi bra (celulose, pentosanas). O farelo, composto das camadas mais externas do gro (inclusive a aleurona), formado por cerca de 70% de carboidratos, dos quais a prin-cipal frao de fi bras (78%), com menores propores de amido (15%) e acares livres (7%). O endosperma contm principalmente amido (96%) com pequena frao de fi bras (2,5%) e de acares livres (1,5%).

    O gro de trigo apresenta quantidades signi-fi cativas de pentosanas (arabinoxilanas, 6,6%), porm relativamente pequenas quantidades de -glicanas (0,65%), ambas fi bras presentes nas paredes celulares e consideradas componen-tes funcionais, cuja ingesto traria benefcios sa de do consumidor, par ticular mente em rela-o composio de sua microbiota intestinal.

    Figura 3.8 Desenho esquemtico da estrutura das gluteninas do trigo.

    Estiramento

    Relaxamento

    Regio da-hlice

    Regio da-pregueada

    Figura 3.9 Estrutura da neokestose.

    OH

    H

    2CH OH

    H

    H

    O

    O

    OH

    HO

    OH

    H

    2CH

    H

    H

    O

    OH

    HO OH2CH

    O

    2CHO H

    H

    H

    HH

    OH

    OHOH

    Cap 3.indd 59Cap 3.indd 59 27/1/2011 16:55:4827/1/2011 16:55:48

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  • 66 Matrias-primas Alimentcias

    Figura 3.13 Fluxograma dos produtos obtidos do processamento industrial do arroz.

    Arroz integral

    Brunimento (polimento)

    Quirera

    Cervejaria Dentifrcio Bebidas fermentadas Vinagre Biscoitos Macarro Farinha Vinho Amido

    Arroz polido

    Arroz inteiro

    Amido Farinha Arroz pr-cozido Arroz expandido Cereais matinais

    Farelo gordo

    Extrao de leo

    Farelo desengordurado

    Rao animal

    leo

    leo combustvel Esteris Margarinas Fitina cidos graxos Sabo

    Figura 3.12 Fluxograma do beneficiamento do gro de arroz com seus respectivos produtos.

    Arroz em casca

    Processamento hidrotrmico

    Secagem

    Descascamento

    Parboilizado integral

    Brunimento

    Parboilizado

    Descascamento

    Arroz integral

    Casca

    Uso agrcola Raes Camas

    Uso industrial

    Combustvel

    Furfural

    Isolante

    Abrasivos

    lcool

    Cinzas

    Tetracloreto de silcio

    Silcio puroSilicones

    Tetrafluoreto de silcio

    Refratrios especiais

    Cap 3.indd 66Cap 3.indd 66 27/1/2011 16:55:5327/1/2011 16:55:53

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  • 68 Matrias-primas Alimentcias

    Everta, pop ou pipoca (Zea mays convar everta) grupo de variedades com grande quan-tidade de endosperma crneo em gros de tamanho pequeno, duros e muitas vezes pon-tiagudos. Nesses gros o pericarpo apresenta a caracterstica de resistir ao aquecimento at altas temperaturas (acima de 150C). Isso garante que a umidade do endosperma esteja vaporizada e sob alta presso no momento da ruptura, o que promove a sbita expanso que inverte o gro e produz a pipoca. Acredita-se, em virtude da alta dureza dos ancestrais conhecidos do milho, que os primeiros tipos de milho eram semelhantes ao grupo Everta e que uma das primeiras formas de consumo do milho tenha sido na forma de pipoca

    Tunicata ou pod (Zea mays convar tunicata) grupo de variedades que apresentam brc-teas envolvendo o gro, tambm conhecido como milho vestido

    Ceracea ou ceroso (Zea mays convar cera-tina) grupo de variedades encontrado na China no incio do sculo XX e que apre-senta amido constitu do quase totalmente por amilopectina, o que lhe confere aspecto ceroso e aplicaes especficas na indstria de alimentos

    Sacarata ou doce (Zea mays convar saccha-rata) grupo de variedades que acumu la grande quantidade de sacarose, em detri-mento do amido, no endosperma. Quando seco, o gro apresenta aspecto vtreo e enru-gado. Caracteriza-se por grande suscetibili-dade ao ataque de insetos e mi cror ga nis mos, e apresenta curta vida de armazenamento, mesmo aps secagem. Seu principal uso como milho verde.

    Variedades hbridas O primeiro milho hbrido foi desenvolvido

    em 1877 na Michigan Agricultural College (EUA). Sua obteno, que tem como objetivo atingir o vigor hbrido por alta heterozigose, depende da criao de linhagens progenitoras de alta homozigose (por sucessivos cruzamen-tos) com as caractersticas desejadas, seguida do cruzamento entre essas duas linhagens (por emasculao ou infertilidade masculina de uma das linhagens), gerando uma F1 (hbrido simples) de alta produtividade. A principal desvantagem do uso de cultivares hbridos a necessidade de produo especializada das sementes no gera o mesmo resultado o plan-tio da F2, e portanto os produtores devem sem-pre comprar sementes da F1 para rea li zao do plantio. Atualmente, diversas tcnicas de cru-zamento e tambm tcnicas de manipulao gnica so utilizadas na obteno de hbridos (simples, duplos etc.*), o que faz do milho a cultura que apresenta maior produo por rea plantada do planeta.

    Segundo informaes do Centro Nacional de Pesquisa em Milho e Sorgo (www.cnpms.embrapa.br), para a safra de 2008/2009 foram disponibilizados para comercializao 302

    Figura 3.14 Caractersticas do gro de milho de diferentes grupos genticos.

    Everta Indurata Indentata Amilcea

    *Hbrido simples obtido pelo cruzamento de duas linha-gens endogmicas. Em geral, mais produtivo que os demais tipos de hbridos, apresentando grande uniformi-dade de plantas e espigas. A semente tem maior custo de produo, porque obtida a partir de linhagens que, por serem endgamas, apresentam menor produtividade.Hbrido duplo obtido pelo cruzamento de dois hbridos simples, envolvendo, portanto, quatro linhagens endog-micas. o tipo de hbrido mais utilizado no Brasil.

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  • 70 Matrias-primas Alimentcias

    so o -sitosterol e o campesterol, que somam cerca de 90% dos esteris presentes.

    Vitaminas e minerais Em comparao com os demais cereais, os

    teores de vitaminas do complexo B presentes no milho so considerados medianos, assim como os teores de fsforo e zinco, enquanto a concentrao dos demais minerais conside-rada abaixo da mdia (Tabela 3.24).

    Utilizao do milho Os diversos destinos e os modos de utilizao

    do milho esto apresentados na Tabela 3.25.

    Outros cereaisOs demais cereais apresentam produo

    pouco apreci vel no Brasil, porm so de grande importncia econmica e nutricional em outras partes do mundo. A seguir sero compiladas algumas informaes de maior relevncia sobre esses produtos.

    Cevada (Hordeum sativum e Hordeum vulgare)Existem registros do uso de cevada para pro-

    duo de pes primitivos que datam da Idade da Pedra, encontrados calcinados em stios arqueolgicos na Su a. A cevada foi um cereal de importncia econmica no Antigo Egito (havendo inclusive aluses bblicas ao cereal relacionadas com as pragas do xodo), na Grcia e no Imprio Romano. Na Idade Mdia, era o cereal usado para confeco de pes dos camponeses, enquanto o trigo era consumido apenas pelos nobres. A maior disponibilidade de trigo e centeio, alm do cultivo de batatas, levou reduo do consumo de cevada na Europa, embora o cereal ainda seja de grande importncia nos pa ses do Oriente Prximo.

    So cultivados trs principais tipos de cevada: duas fi las e seis fi las variedades com casca utilizadas na obteno de malte, cuja principal diferena a proporo de casca no

    gro (seis fi las apresenta casca mais espessa) e sem casca variedade no utilizada na pro-duo de malte.

    Atualmente, a principal aplicao da cevada na obteno de malte, utilizado sobretudo na produo de bebidas al colicas (cerveja e us-que, por exemplo) e em panifi cao. Embora qualquer cereal possa ser malteado, a cevada presta-se especifi camente a esse fi m em vir-tude da presena da casca, que protege o gro durante o processo e que, posteriormente, fun-ciona como auxiliar de fi ltrao, facilitando a remoo de componentes insolveis do pro-duto. Alm disso, a cevada apresenta maior fi rmeza em grande teor de umidade, o que tambm facilita sua manipulao ao longo da malteao. O processo de obteno do malte envolve as etapas de encharcamento (o gro absorve gua), germinao (o gro mantido em cmaras com temperatura e umidade con-troladas para favorecer a sntese de horm-nios com subsequente produo das enzimas de interesse), secagem (o embrio destru do, forma-se a cor caracterstica e o teor de umi-dade reduzido para 4%, objetivando maior conservao) e moagem (para remoo da casca e obteno da granulometria desejada para as diversas aplicaes). O produto fi nal apresenta alta atividade de - e -amilases

    Tabela 3.23 Lipdios contidos no milho (%).

    Lipdio Gro Pericarpo Embrio Casca Endosperma

    Lipdios neutros 84,6 39,1 90,4 73,3 79,8Glicolipdios 2,8 3,4 1,8 7,8 5,9Fosfolipdios 7,5 2,3 3,3 7,8 4,1Insaponifi cveis 5,1 55,2 4,4 11,1 10,2

    Tabela 3.24 Teores de vitaminas do complexo B

    e minerais presentes no milho.

    Vitamina (mg/100 g) Milho

    B1 0,44B2 0,13Niacina 2,60cido pantotnico 0,70B6 0,57P 310K 330Ca 30Mg 140Fe 2Cu 0,2Mn 0,6Zn Na

    Cap 3.indd 70Cap 3.indd 70 27/1/2011 16:55:5627/1/2011 16:55:56

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  • 74 Matrias-primas Alimentcias

    catlise da reao que leva formao de NH4 a partir do N2 atmosfrico, e a leg-hemoglobina, prote na semelhante hemoglobina animal, com grande afi nidade pelo O2 e que protege a nitrogenase do seu efeito oxidativo. Sendo uma hemeprote na, a leg-hemoglobina apresenta colorao avermelhada, que caracteriza os ndulos ativos nas ra zes das leguminosas.

    As fl ores dispem-se em infl orescncias cha-madas racemos, que podem ser axilares e/ou ter-minais. A subfamlia Faboideae tambm conhe-cida como Papilionideae, em virtude do formato de suas fl ores, que se assemelharem a borboletas, com simetria bilateral e spalas fundidas for-mando estruturas em forma de barco (Figura 3.15). Esto presentes dez estames, fundidos em diferentes arranjos, sendo o mais comum um grupo com nove estames fundidos e um nico estame isolado. Os frutos so chamados legumes ou vagens. So frutos secos que podem ou no se abrir quando maduros (apresentar ou no deis-cncia). Em seu interior encontra-se uma quan-tidade va ri vel de sementes de formato e aspecto caractersticos da espcie e do cultivar.

    A durao do ciclo de vida das leguminosas varia bastante, de acordo com a espcie plan-tada e com o cultivar, que pode ser de ciclo precoce, semiprecoce, mdio, semitardio e tar-dio, o que na soja, por exemplo, pode corres-ponder a 120 a 170 dias (nos dois extremos). Independentemente da durao, o ciclo pode ser esquematicamente dividido nas seguintes etapas: germinao e emergncia (que dura em mdia 5 a 8 dias e consiste na emisso da radcula e do

    Figura 3.15 Representao esquemtica da folha e da flor de feijo.

    Botes florais

    Brcteas

    Ramo florfero

    Corola

    Clice Filete

    Antera

    Estilete

    Ovrio

    Estigma

    Folo lo central

    EstpulaRquis

    Peci lulo

    Peco lo

    Plvino

    hipoctilo, seguida da abertura dos cotildones at o estabelecimento das primeiras folhas uni-foliadas), crescimento vegetativo (que pode ser limitado pelo fl orescimento, em variedades de crescimento dito determinado), fl orescimento (que vai at prximo ao incio da maturao), frutifi cao e maturao (Figura 3.16). Na maior parte das variedades comerciais selecionadas no h deiscncia no campo e, portanto, para nova germinao sempre necessria a semea-dura manual ou mecnica.

    Caractersticas do groAs sementes maduras das leguminosas de

    gro apresentam duas partes: tegumento e embrio. O tegumento representa apenas cerca de 3% da massa do gro e bastante delicado, mas protege o embrio contra agentes exter-nos e, se for danifi cado, pode prejudicar tanto a germinao quanto a conservao durante o armazenamento. O embrio responde por 97% do gro, sendo dividido em duas partes dis-tintas: os cotildones (cerca de 94% da massa do gro, onde se acumu lam as substncias de reserva) e o eixo embrionrio (cerca de 3% da massa do gro), constitu do de plmula (que contm duas folhas primrias e a gema apical), epictilo (caule rudimentar) e radcula/hipo-ctilo (que levanta os cotildones acima da superfcie do solo). O gro apresenta ainda hilo, marca ou cicatriz da juno da semente com o fruto, por onde se estabelece, nos estgios iniciais de frutifi cao, a relao fonte-dreno, e micrpila, orifcio atravs do qual permeia a

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  • 76 Matrias-primas Alimentcias

    de 35 a 45% da massa do gro. Em oleagino-sas, no entanto, as outras fraes de carboidra-tos so mais importantes e o amido representa apenas 0,5 a 1,5% da massa. O amido armaze-nado por leguminosas de gro basicamente o mesmo encontrado em cereais. Entretanto, h evidncias de que em leguminosas o amido menos digervel, em funo de caractersticas do grnulo (empacotamento, forma cristalina e

    presena de prote nas e lipdios) e da presena de fatores antinutricionais.

    Entre os acares solveis, os monossaca-rdeos esto presentes em menor proporo nos gros secos. O principal monossacardeo encontrado a glicose, que se apresenta em maiores concentraes no eixo embrionrio do que nas clulas dos cotildones. Os oligos-sacardeos aparecem em concentraes mais

    Figura 3.17 Representao esquemtica dos gros de feijo e de soja.

    Tabela 3.27 Composio centesimal (base seca) de alguns gros de leguminosas.

    GroProte nas

    (%)Carboidratos

    (%)Lipdios

    (%)Fibras

    (%)Minerais

    (%)

    Feijo-comum 26,1 61,4 1,80 6,60 4,10Feijo-de-corda 27,5 58,5 2,10 7,00 4,90Soja 40,0 29,0 20,0 5,00 6,00Gro-de-bico 20,6 65,2 7,00 3,80 3,40Ervilha 28,8 60,0 1,60 6,70 2,90Lentilha 29,6 61,7 3,10 3,20 2,40

    Rafe

    Hilo

    Micrpila

    Plmula

    Tegumento

    N cotiledonar

    Hipoctilo

    Radcula

    Cotildone

    Eixo hipoctilo/radcula

    Hipoctilo

    Micrpila

    HiloCotildone

    Plmula

    Cap 3.indd 76Cap 3.indd 76 27/1/2011 16:56:0627/1/2011 16:56:06

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  • Captulo 3 | Gros | Cereais e Leguminosas 77

    expressivas, sendo a sacarose o dissacardeo mais abundante (podendo representar at 6% da massa dos gros). Em leguminosas esto presentes ainda diversos grupos de oligossa-cardeos, ligeiramente maiores, conhecidos como -galactosdeos. Como o nome indica, so formados por unidades de galactose liga-das a diversos compostos. Os galactosdeos mais abundantes so os derivados da sacarose, conhecidos como oligossacardeos da famlia da rafi nose (RFO raffi nose family of oligo-saccharides) e so formados por unidades de -galactose ligadas ao carbono 6 da glicose pertencente sacarose. O grupo composto por rafi nose, estaquiose, verbascose, ajugose e outros oligossacardeos maiores (at nonassa-cardeos) sem nome especfi co (Figura 3.18).

    Outros -galactosdeos encontrados em diversas leguminosas so derivados do mioi-nositol (famlia do galactinol), do d-ononitol (famlia do galactosilononitol), do d-pinitol (famlias A e B do galactopinitol) e do d-qui-roinositol (famlia A do fagopiritol).

    Os galactosdeos apresentam atividade pr-bi tica, no so digeridos no trato intestinal humano e favorecem o desenvolvimento de bifi dobactrias na populao da microbiota intestinal. No entanto, o consumo em doses muito elevadas pode acarretar fermentao excessiva, com produo de gases e gerao de fl atulncia.

    Os polissacardeos estruturais so compos-tos por celulose, hemicelulose e pectinas.

    Tabela 3.28 Composio de carboidratos (% do gro) presentes nas leguminosas.

    Leguminosa Total Amido Sacarose Rafi nose Estaquiose Verbascose Parede celular

    Soja 32,5 1,5 6,2 0,9 4,3 0,1 20Tremoo 36,7 0,4 2,5 0,7 6,8 0,6 26Gro-de-bico 65,3 44,4 2,0 1,5 5,5 3,0 9Feijo-da-china 60,0 45,0 1,1 1,7 2,0 3,0 7Guandu 64,9 44,3 2,5 1,0 3,0 4,0 10Feijo-de-porco 47,8 35,0 1,5 0,7 1,5 0,1 9Feijo-comum 61,3 41,5 5,0 0,3 4,1 0,1 10Fava 59,8 41,0 3,3 0,2 0,7 2,5 12Lentilha 64,4 46,0 2,9 0,5 2,4 0,9 12Ervilha 65,5 45,0 2,1 0,9 2,4 3,2 12

    OH

    OH2CH OH

    O O

    OH

    OH

    OH

    OH

    OH

    OH

    O

    2CH

    O

    OH

    OH

    OH

    O

    2CH

    O

    OH

    OH

    OH

    2CH OH

    OH2CH

    2CH

    O

    O

    O

    Sacarose

    Rafinose

    Estaquiose

    Verbascose

    Figura 3.18 Estruturas dos oligossacardeos da famlia da rafinose.

    Cap 3.indd 77Cap 3.indd 77 27/1/2011 16:56:0827/1/2011 16:56:08

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  • 92 Matrias-primas Alimentcias

    so destinados a exportao, o que gera uma receita de cerca de 5,7 bilhes de dlares (dados de 2006), e 56,0% so destinados ao benefi cia-mento (separao de leo e farelo). Do leo obtido, cerca de 55% so consumidos interna-mente e aproximadamente 45% so destinados a exportao (cerca de 1,2 bilho de dlares em 2006), enquanto do farelo 60% so exportados e 40% so destinados ao mercado interno.

    Do total de sementes produzidas, uma pequena parcela (cerca de 5%) destinada ao consumo direto, como feijo de soja (verde ou maduro), e obteno de produtos tradi-cionais ou de nova gerao. Em geral, as varie-dades plantadas para essas ltimas fi nalidades costumam ser diferentes daquelas utilizadas

    normalmente, apresentando maior teor de prote na, menor atividade de lipo-oxigenase, e menor teor de oligossacardeos, alm de cotil-dones, tegumento e hilo de cor clara. comum que essas variedades apresentem menor pro-dutividade no campo e/ou maiores difi culda-des de cultivo, mas normalmente esse tipo de gro alcana tambm maior valor de mercado, especialmente de exportao.

    O esquema da Figura 3.27 ilustra os diferen-tes modos possveis de utilizao da soja.

    FeijoOrigem, produo e consumo

    O feijo (Phaseolus vulgaris L.) uma legu-minosa tipicamente americana. Hoje se acre-

    Figura 3.27 Utilizao do gro de soja.

    leo de sojaleo alimentcio saladas, friturasMolhosMargarinas

    Gros para leo e torta

    Torta desengorduradaFarinhaConcentrados e isoladosProte na texturizada

    Soja

    Alimentos de nova gerao

    SorveteIogurteQueijoHambrgueresOutros anlogos

    Gros para alimentos tradicionais

    Alimentos tradicionais

    Feijo-de-sojaLeite de sojaTofuYubaShoyuMissTempNattoMoyashi

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  • 96 Matrias-primas Alimentcias

    os lipdios neutros, especialmente triglice-rdios, que variam de 32 a 45% do total. Em seguida esto os fosfolipdios, que representam at 35% da frao lipdica. O teor de cidos gra-xos de diferentes variedades de feijo depende de fatores genticos e ambientais, porm, de modo geral, predominam os cidos graxos insaturados (84% na variedade Pinto, 86% na Red Kidney e 87% na Navy), entre os quais os mais abundantes so os cidos linolnico (37 a 54%), linoleico (21 a 28%) e oleico (7 a 10%). Entre os cidos graxos saturados, predomina o cido palmtico, que representa 10 a 15% do total.

    Vitaminas e minerais Os feijes apresentam valores apreci veis

    de vitaminas hidrossolveis (especialmente do complexo B) e minerais. No entanto, as ope-raes de molho e cozimento tendem a redu-zir signifi cativamente esse valor nos produtos processados (domsticos ou industriais). Alm disso, a presena de fi tatos, taninos e a grande

    quantidade de fi bras tende a reduzir de modo expressivo a absoro de minerais no intestino. Sendo produtos pobres em lipdios, os feijes no so fontes importantes de vitaminas lipos-solveis. Mesmo assim, uma xcara de feijo cozido pode proporcionar 30% do cido flico; 25% da tiamina; 10 a 12% da piridoxina; 10% da niacina e da ribofl avina; e 40% do ferro; 20 a 25% do fsforo, magnsio e mangans; 20% do potssio e do cobre; e 10% do clcio e do zinco necessrios a uma dieta saudvel. A Tabela 3.41 apresenta os valores aproximados de vitaminas e minerais encontrados em diferentes varieda-des de feijo.

    Outros compostos Compostos fenlicos

    Os feijes apresentam diversos tipos de poli-fenis, que se localizam preferencialmente no tegumento e so mais abundantes nos feijes de cor escura, quando comparados s variedades menos pigmentadas. So encontrados diver-sos taninos hidrolisveis (cidos p-cumrico,

    Tabela 3.41 Teor de minerais e vitaminas de diferentes variedades de feijo.

    Red Kidney Branco Pinto Navy

    Minerais Teor em mg/100 g de feijes secos crus

    Ca 83 240 121 155Fe 6,7 10,4 5,9 6,4Mg 138 190 159 173P 406 301 418 443K 1.359 1.795 1.328 1.140Na 12 16 10 14Zi 2,8 3,7 2,5 2,5Cu 0,7 1,0 0,8 0,9Mn 1,1 1,8 1,1 1,3

    Vitaminas Teor por 100 g de feijes secos crus

    cido ascrbico (mg) 4,5 0,0 7,3 3,0Tiamina (mg) 0,6 0,4 0,5 0,6Ribofl avina (mg) 0,2 0,1 0,2 0,2Niacina (mg) 2,1 0,5 1,4 2,1cido pantotnico (mg) 0,8 0,7 0,8 0,7Piridoxina (mg) 0,4 0,3 0,4 0,4cido flico (g) 394 387 506 369Vitamina A (UI) 8 0 5 4

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  • 110 Matrias-primas Alimentcias

    Figura 3.31 Delimitao das zonas de risco e estabilidade de gros armazenados em funo da temperatura, da umidade, da atividade de gua e do uso de coadjuvantes de conservao.

    Zona de deteriorao as setas indicam o interior do domnio de deteriorao

    Insetos

    Microrganismos e enzimas (exceto lipase e lipo-oxigenase)

    Fermentao celular e bactrias (na ausncia de O2)

    Lipases; lipo-oxigenases

    Oxidaes no enzimticas

    Reao de Maillard

    Desnaturao de protenas, inativao enzimtica, gelatinizao do amido

    Zona de estabilidade

    Na presena de O2, sem conservantes (estabili-dade natural)

    Zona de estabilidade adicional

    Na ausncia de O2

    Com bacteriostticos (cidos orgnicos)

    Aps desinfestao de insetos (qumica ou fsica)

    Ponto crtico

    UR%

    Oleaginosas (ou sementes oleaginosas)

    Trigo

    Interaes entre carboidratos e lipdios

    BactriasFermentaes celulares

    Insetos

    LipasesLipo-oxigenase

    Oxidaes

    Reao de Maillard

    Microrganismos e enzimas

    ,

    ----------

    ______

    --

    ---...---..

    ............

    ======

    . .

    Cap 3.indd 110Cap 3.indd 110 27/1/2011 16:56:2527/1/2011 16:56:25

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  • 116 Matrias-primas Alimentcias

    Controle de qualidade Para assegurar a qualidade de gros em

    geral, a principal caracterstica a ser verifi cada sempre o teor de umidade. De acordo com a legislao nacional, esse teor deve ser avaliado pelo mtodo convencional em estufa a 103C por 72 h, a 135C por 2 h ou em presso redu-zida (25 mmHg) a 98 a 100C por 5 h. Podem tambm ser aplicados mtodos indiretos, desde que calibrados com base no mtodo conven-cional. As metodologias aprovadas so aquelas preconizadas pela American Association of Cereal Chemists (AACC) e incluem: determi-nao da constante dieltrica (AACC: mtodo 44 a 11) e destilao azeotrpica com tolueno

    Tabela 3.58 Classifi cao em tipos da soja do grupo II.

    Avariados

    TipoArdidos e

    queimadosMximo

    queimados Mofados Total* EsverdeadosPartidos, quebrados e

    amassadosMatrias estranhas e

    impurezas

    Padro bsico

    4,0 1,0 6,0 8,0 8,0 30,0 1,0

    *A soma de queimados, ardidos, mofados, fermentados, germinados, danifi cados, imaturos e chochos.

    Tabela 3.59 Classifi cao do feijo em grupos e

    classes.

    Classes Tolerncia

    Grupo IPhaseolus vulgaris(feijo-comum)

    Branco 97% de brancosPreto 97% de pretosCores At 10% de outras coresMisturada Nenhuma das anteriores

    Grupo IIVigna unguiculata(feijo-fradinho)

    Branco 90% de brancosPreto 90% de pretosCores At 10% de outras coresMisturada Nenhuma das anteriores

    Tabela 3.60 Classifi cao do feijo em tipos.

    Enquadramento do produto

    Defeitos graves

    Matrias estranhas e impurezas Total de mofados, ardidos

    e germinados

    Total de carunchados e atacados por

    lagartas-das-vagensTotal Insetos mortos* Total de defeitos leves

    Tipo 1 0 a 0,50% 0 a 0,10% 0 at 1,50% 0 at 1,50% 0 at 2,50%

    Tipo 2 Acima de 0,50% at 1,00%

    Acima de 0,10% at 0,20%

    Acima de 1,50% at 3,00%

    Acima de 1,50% at 3,00%

    Acima de 2,50% at 6,50%

    Tipo 3 Acima de 1,00% at 2,00%

    Acima de 0,20% at 0,30%

    Acima de 3,00% at 6,00%

    Acima de 3,00% at 6,00%

    Acima de 6,50% at 16,00%

    Fora de tipo Acima de 2,00% at 4,00%

    Acima de 0,30% at 0,60%

    Acima de 6,00% at 12,00%

    Acima de 6,00% at 12,00%

    Acima de 16,00%

    Desclassifi cado Acima de 4,00% Acima de 0,60% Acima de 12,00% Acima de 12,00%

    *Mximo de insetos mortos permitido, dentro do total de matrias estranhas e impurezas.

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  • Captulo 3 | Gros | Cereais e Leguminosas 117

    (AACC: mtodo 44 a 51). Mais recentemente, mtodos que envolvem a espectrometria em infravermelho (refl ectncia na regio do infra-vermelho prximo) tm se mostrado extrema-mente confi veis e rpidos.

    Para avaliao da qualidade do trigo, para a produo de diversos derivados, duas caractersticas de qualidade da farinha so de extrema importncia: (1) a fora do glten e sua resistncia ao trabalho mecnico e (2) a atividade de amilases, sobretudo -amilases. Diversas metodologias esto disponveis para avaliao e estimativa dessas caractersticas. A legislao brasileira reconhece, inclusive para fi ns de classifi cao, o mtodo do alve grafo (AACC: 54-30), que informa a fora do glten em unidades de W ( 104 joules), e o mtodo do nmero de queda (falling number, AACC: 56-81B), o qual informa a atividade de amilase da farinha em unidades de tempo (segundos).

    Alve grafo um equipamento capaz de insufl ar ar em uma amostra de massa, pre-viamente preparada com adio de 51,4% de gua, e de medir a presso do ar dentro dessa massa, em funo do tempo de insufl ao. O resultado obtido consiste em um grfi co carac-terstico (Figura 3.32), o alveograma, no qual a maior altura da curva representa a medida da resistncia da massa extenso. A rea deli-

    mitada pela curva pode ser convertida para o valor W, expresso em joules e denominado energia de deformao, que representa o tra-balho total necessrio para provocar a expan-so da amostra.

    O teste do nmero de queda uma medida da viscosidade de uma suspenso de amido gelatinizado (proveniente da farinha), deter-minada pelo tempo necessrio para que um mbolo especfi co percorra uma determinada distncia dentro da suspenso. Assim, quanto maior a atividade amiloltica da matria-prima, menor ser a viscosidade da suspenso (a hidr-lise do amido provoca reduo no tamanho das cadeias do polmero, reduzindo sua capacidade de aumentar a viscosidade do meio) e tambm menor ser o tempo de queda do mbolo.

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    Vrupt

    P

    L

    S

    h

    t

    P = h 1,1

    G =

    ruptV

    W = 1,32 V/L S

    Figura 3.32 Alveograma. (P a presso medida pelo equipamento [em mm], L o tempo do momento da ruptura da massa [quando o ar passa a escapar], G o volume de insuflao da massa [em mA], V o volume de ar insuflado [em mA], Vrupt o volume mximo atingido pela massa imediatamente antes da ruptura [mA] e W a energia de deformao [em 104 J].)

    Cap 3.indd 117Cap 3.indd 117 1/2/2011 10:04:351/2/2011 10:04:35

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    Maria G

    abriela Bello Koblitz

    Matrias-primasAlimentciasComposio e Controle de Qualidade

    Matrias-primasAlimentciasComposio e Controle de Qualidade

    Um dos principais focos da tecnologia de alimentos proporcionar meios para que os seres humanos consumam alimentos nutritivos e saudveis. O grande desa o de quem lida com essa cincia enfrentar a realidade de que a grande maioria dos produtos alimentcios de origens animal e vegetal altamente perecvel quando exposta aos diversos agentes de deteriorao. Alm disso, necessria muita ateno ao fato de que impossvel se obter um produto de alta qualidade se ele provm de matria-prima de baixa qualidade.

    A investigao minuciosa das diversas matrias-primas e de seus principais

    modos de deteriorao essencial, uma vez que determina no somente a escolha e o desenvolvimento adequados de conservao, mas, tambm, a correta especi cao de processamento.

    Apesar da importncia do tema para a sade, a literatura em lngua

    portuguesa sobre a tecnologia de alimentos escassa e incompleta. Com o objetivo de preencher essa lacuna, este livro rene, em um nico volume, informaes fundamentais, antes dispersas em diversas fontes e, por este motivo, pouco acessveis.

    Esta , portanto, uma obra indispensvel para estudantes de graduao

    e ps-graduao, bem como para pro ssionais das reas de Engenharia de Alimentos, Nutrio, Agronomia, Zootecnia, Engenharia de Pesca, Medicina Veterinria e outras cincias em que deter um conhecimento slido em relao s matrias-primas alimentcias imprescindvel para o exerccio da correta prtica diria.

    Sumrio Introduo, 1

    1 Frutas e Hortalias, 5

    2 Tubrculos e Razes Tuberosas, 25

    3 Gros | Cereais e Leguminosas, 43

    4 Caf, Cacau e Ch, 121

    5 Leite, 147

    6 Carnes, 187

    7 Pescado, 227

    8 Ovo, 251

    9 Mel, 267

    ndice Alfabtico, 291

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