Date post: | 08-Nov-2018 |
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Ulliana Marques Sampaio
CEREAL MATINAL EXTRUSADO À BASE DE ARROZ COM ADIÇÃO DE CAFÉ
TORRADO E MICRONIZADO E EXTRATO DE CAFÉ CRIOCONCENTRADO
Campinas, SP
2017
Ulliana Marques Sampaio
CEREAL MATINAL EXTRUSADO À BASE DE ARROZ COM ADIÇÃO DE CAFÉ
TORRADO E MICRONIZADO E EXTRATO DE CAFÉ CRIOCONCENTRADO
Dissertação apresentada à Faculdade
de Engenharia de Alimentos como
parte dos requisitos exigidos para a
obtenção do título de Mestra em
TECNOLOGIA DE ALIMENTOS.
Orientador: Prof. Dr. Yoon Kil Chang
Co-orientadora: Profa. Dra. Maria Teresa Pedrosa Silva Clerici
Campinas, SP
2017
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE A VERSÃO FINAL
DA DISSERTACÃO DEFENDIDA PELA ALUNA
ULLIANA MARQUES SAMPAIO, E ORIENTADA PELO
PROF DR YOON KIL CHANG
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________________
Prof. Dr. Yoon Kil Chang
Orientador
___________________________________________________
Profa. Dr
a. Ana Carolina Conti e Silva
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho
Membro Titular
___________________________________________________
Dra. Magali Leonel
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho
Membro Titular
___________________________________________________
Profa. Dr
a. Priscilla Efraim
Universidade Estadual de Campinas
Membro Suplente
___________________________________________________
Dra. Elizabeth Harumi Nabeshima
Instituo de Tecnologia de Alimentos
Membro Suplente
A ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida
acadêmica da aluna.
AGRADECIMENTOS
À minha família pelo apoio, suporte e fé fornecidos durante esse caminho, que sempre
acreditaram na minha capacidade, que superaria as dificuldades, e que sempre haveria algo de
bom a ser conquistado.
Ao Prof. Dr. Yoon Kil Chang, pela orientação, suporte e conhecimentos transferidos.
À Profa. Dr
a. Maria Teresa, pela co-orientação, conselhos e apoio na execução do projeto.
Ao Márcio Schmiele, pelo conhecimento e treinamento fornecidos para a realização da
extrusão.
Ao Instituto de Tecnologia de Alimentos (ITAL), através do pesquisador Flávio Montenegro,
e ao laboratório de Bioaromas, através da Ana Paula e Profa. Dr
a. Gláucia, por possibilitar a
realização de parte experimental, disponibilizando recursos físicos para a consolidação desta
etapa.
Às técnicas Juliana Hashimoto e Izilda Santos, pela paciência, auxílios fornecidos durante a
execução de análises experimentais e processos administrativos.
Aos colegas de laboratório, Aline Brito, Amanda Rios, Elisa Andrade, Fernanda Ortolon,
Flávio Montenegro, Lara Brites, Mária Ferrari, Michele Scarton e em especial Thaísa Moro,
que além de colegas se tornaram amigos, participando de momentos felizes, de cumplicidade,
ansiedades, superação e conhecimentos. A todos que acompanharam e contribuíram com este
trabalho.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela concessão
da bolsa de mestrado. Às empresas, pela doação de matérias-primas necessárias para a
execução da pesquisa: Café Iguaçú (extrato de café), Ipanema Coffees (café verde) e SL
Alimentos (farinha de arroz).
À Universidade Estadual de Campinas, pelo suporte e estrutura institucional.
À banca examinadora pelas contribuições, permitindo um enriquecimento para a qualidade do
trabalho.
Muito obrigada!
RESUMO
Pela crescente demanda por conveniência e nutrição, o cereal matinal está
ganhando um novo conceito, pois além de nutrir, deseja-se também que traga benefícios à
saúde, que podem ser obtidos através da adição de compostos bioativos. Com o intuito de
aliar os benefícios e a tecnologia, o arroz e o café tornam-se atrativos para o desenvolvimento
de novos produtos. O arroz é um cereal hipoalergênico, sem glúten, de sabor suave e cor
branca, e o café possui cor, sabor e aroma característicos, além de compostos com capacidade
antioxidante e cafeína, que apresenta propriedade estimulante. Para a fabricação do cereal
matinal, a extrusão termoplástica é o processo mais utilizado, pois apresenta vantagens de
versatilidade para obtenção de produtos, baixo custo e alto rendimento de processo, por não
gerar efluentes. Assim, a proposta desse trabalho foi avaliar o efeito da adição de café torrado
e micronizado e extrato de café crioconcentrado, sobre as propriedades tecnológicas,
sensoriais e funcionais de cereal matinal extrusado à base de arroz. As matérias-primas foram
caracterizadas quanto à composição centesimal, e o café, também, quanto aos compostos
bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante. Para a extrusão variou-se as quantidades de
café torrado e micronizado (CTM: 2,2, 3,0, 5,0, 8,0 e 9,2%) e extrato de café crioconcentrado
(ECC: 1,6, 2,0, 3,0, 5,0 e 5,8%), e temperatura da 3ª zona da extrusora (131,8, 140,0, 160,0,
180,0 e 188,2 °C). Os cereais obtidos foram avaliados quanto as suas propriedades físicas
(expansão, dureza, bowl-life, cor, seção transversal do extrusado) e tecnológicas (índices de
absorção e solubilidade em água, propriedades de pasta). Os ensaios selecionados para o teste
sensorial de aceitação também foram avaliados quanto ao teor de cafeína, ácido caféico e
ácidos clorogênicos, fenóis totais e a atividade antioxidante. A composição centesimal da
farinha de arroz esteve de acordo com as demais literaturas. CTM e ECC apresentaram
diferenças quanto os teores de compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante. A
farinha de arroz apresentou uma alta luminosidade (96,19), enquanto, os cafés apresentaram
coloração escura (CTM – 43,73; ECC – 20,31), devido aos processos de torrefação,
percolação e concentração. Para os cereais matinais com CTM e ECC, o comportamento foi
similar quanto às propriedades físicas e tecnológicas. A expansão, os índices de absorção e
solubilidade em água e propriedades de pasta foram reduzidos com o aumento da
concentração de CTM e ECC, como consequência da menor disponibilidade de amido e
presença de fibras. E por estes fatos a dureza aumentou e a porosidade do cereal diminui com
o aumento o número de células. A cor também foi alterada, tornando-se mais escura com a
maior concentração de café, reduzindo L* e aumentando a* e b*. Os cereais selecionados para
sensorial e determinação de compostos bioativos foram com concentrações de 2,2%, 5% e
9,2% para CTM, e 1,6%, 2,0%, 3,0% e 5,0% para ECC, apresentando teores de cafeína,
ácidos clorogênicos e ácido caféico entre 0,45-1,22 mg g-1
, 0,38-0,94 mg g-1
e 0,03-0,08 mg g-
1 para CTM, e entre 0,27-0,64 mg g
-1, 0,09-0,21 mg g
-1, 0,01-0,02 mg g
-1 para ECC,
respectivamente. A atividade antioxidante dos cereais foi maior para os cereais com maior
concentração de café tanto para CTM quanto para ECC. Para os dois tipos de cereais matinais
extrusados houve homogeneidade na aceitação dos cereais com médias acima de 5 em uma
escala hedônica de 9 pontos, sendo o mais aceito o cereal com 5% de CTM e 5% de ECC.
Concluiu-se com os dados obtidos que os dois tipos de cafés combinados com a farinha de
arroz modificaram as características tecnológicas do cereal, devido à composição das
matérias-primas e parâmetros utilizados do processo de extrusão, sendo possível à retenção de
compostos bioativos mesmo após extrusão. O café, portanto, apresentou potencial para uso
como ingrediente fonte de compostos bioativos em produtos extrusados e com boa
aceitabilidade sensorial.
Palavras-chave: extrusão termoplástica, café, extrato, compostos bioativos, cafeína, ácidos
clorogênicos
ABSTRACT
Due to the increasing demand for convenience and nutrition, breakfast cereal is
gaining a new concept of providing health benefits as well as nourishing, which can be
obtained by adding bioactive compounds. In order to combine benefits and technology, rice
and coffee have become attractive for the development of new products. For instance, rice is a
hypoallergenic and gluten-free cereal, which presents a mild flavor and white color, the
coffee, on the other hand, has a characteristic color, flavor and aroma as well as antioxidant
and caffeine compounds, which present a stimulating feature. For the cereal manufacturing,
the thermoplastic extrusion is the most utilized process, because it presents advantages such as
versatility to obtain products, low cost and high process efficiency, by not generating
effluents. Thus, the aim of this work is to evaluate the effect of the addition of both
micronized-roasted and cryoconcentrated coffee extract over the technological, sensorial and
functional properties of extruded rice cereal. The raw materials were characterized by their
centesimal composition, and the coffee, in the same manner, by the bioactive compounds,
total phenols and antioxidant activity. With regards the extrusion, the amounts of micronized-
roasted coffee (MRC: 2.2, 3.0, 5.0, 8.0 and 9.2%), cryoconcentrated coffee extract (CCE: 1.6,
2.0, 3.0, 5.0 and 5.8%), and temperature of the third zone of the extruder (131.8, 140.0, 160.0,
180.0 and 188.2 ° C) were obtained. The resulting cereals were evaluated by their physical
(expansion, hardness, bowl-life, color, a cross section of the extruded) and technological
(absorption and water solubility indexes, paste properties) properties. The samples selected
for the sensory acceptance test were also assessed by their content such as caffeine, caffeic
acid, chlorogenic acids, total phenols and antioxidants activity. The centesimal composition of
the rice flour agreed with the results obtained by other literature. MRC and CCE showed
differences in the levels of bioactive compounds, total phenols and antioxidant activity. The
rice flour presented a high luminosity (96.19), while the coffees presented dark coloration
(MRC – 43.73; CCE – 20.31) due to the roasting, percolation and concentration processes.
For the breakfast cereals with MRT and CCE, the behaviour was similar with regards the
physical and technological properties. The expansion, absorption and water solubility index
and paste properties were reduced with increasing MRC and CCE concentration as a
consequence of reduced starch availability and the presence of fibers. As a result, the hardness
increased and the porosity of the cereal decreased with the growth of the number of cells. The
color has also changed, becoming darker with the higher coffee concentration, reducing L*
and increasing a* and b*. The selected cereals for sensory and bioactive compound
determination were 2.2%, 5.0% and 9.2% for MRC, and 1.6%, 2.0%, 3.0% and 5.0% for
CCE, with caffeine, chlorogenic acids and caffeic acid contents between 0.45-1.22 mg g -1
,
0.38-0.94 mg g -1
and 0.03-0.08 mg g -1
for MRC, and between 0.27-0.64 mg g -1
, 0.09-0.21
mg g -1
, 0.01-0.02 mg g -1
for CCE, respectively. The antioxidant activity of cereals was
higher for cereals that presented higher concentrations of coffee for both MRC and CCE. For
the two types of extruded breakfast cereals there was homogeneity in the acceptance of the
cereals with averages above 5 on a hedonic scale of 9 points, being the most accepted cereal
with 5% of MRC and 5% of CCE. It was concluded from the data obtained that the two types
of coffees combined with the rice flour modified the technological features of the cereal, due
to the composition of the raw materials and parameters used in the extrusion process,
permitting the retention of bioactive compounds after extrusion. Coffee, therefore, presented a
potential for use as a source ingredient of bioactive compounds in extruded products with
good sensory acceptability.
Key-words: thermoplastic extrusion, coffee, extract, bioactive compounds, caffeine,
chlorogenic acids
LISTA DE FIGURAS
Artigo 2 - Avaliação das propriedades tecnológicas, funcionais e sensoriais de cereal matinal
extrusado com farinha de arroz e café torrado e micronizado
Figura 1 - Cor da farinha de arroz (FA), café verde (CV) e café torrado e micronizado (CTM).
.................................................................................................................................................. 60
Figura 2 - Imagem da seção transversal dos extrusados. Os números correspondem aos cereais
matinais obtidos em diferentes concentrações de CTM e temperatura. ................................... 66
Figura 3 - Propriedades de pasta da farinha de arroz (a) e dos cereais matinais (b) adicionados
de café torrado e micronizado. ................................................................................................. 69
Figura 4 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de
expansão (IE), absorção em água (IAA), solublidade em água (ISA), dureza e bowl-life dos
cereais matinais com café torrado e micronizado. .................................................................... 73
Figura 5 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de cor
L*, a* e b* dos cereais matinais com café torrado e micronizado. .......................................... 74
Figura 6 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de
diâmetro, área, perímetro, circularidade do extrusado (CE), área da célula (AC), número de
células (NC) e circularidade da célula (CC) dos cereais matinais com café torrado e
micronizado. ............................................................................................................................. 75
Figura 7 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 da viscosidade a frio
(Vfrio), viscosidade máxima (Vmax), tempo, temperatura, viscosidade mínima (Vmin),
breakdown, viscosidade final (Vfinal) e setback dos cereais matinais com café torrado e
micronizado. ............................................................................................................................. 76
Figura 8 - Ensaios selecionados para a sensorial. ..................................................................... 79
Figura 9 - Intenção de compras conforme as notas atribuídas para os extrusados C1, C5 e C9.
.................................................................................................................................................. 81
Artigo 3 – Efeito da extrusão termoplástica em cereal matinal com farinha de arroz e extrato
de café crioconcentrado
Figura 10 - Cor da farinha de arroz (FA) e extrato de café crioconcentrado. ........................ 102
Figura 11 - Imagem da seção transversal dos cereais matinais à base de arroz com extrato de
café crioconcentrado. .............................................................................................................. 107
Figura 12 - Propriedades de pasta da farinha de arroz (a) e dos cereais matinais (b) obtidos
com extrato de café crioconcentrado. ..................................................................................... 110
Figura 13 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de
expansão (IE), absorção em água (IAA), solublidade em água (ISA), dureza e bowl-life dos
cereais matinais com extrato de café crioconcentrado. .......................................................... 114
Figura 14 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de cor
L*, a* e b* dos cereais matinais com extrato de café crioconcentrado. ................................. 115
Figura 15 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de
diâmetro, área, perímetro, circularidade do extrusado (CE), área da célula (AC), número de
células (NC) e circularidade da célula (CC) dos cereais matinais com extrato de café
crioconcentrado. ..................................................................................................................... 116
Figura 16 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 da viscosidade a frio
(Vfrio), viscosidade máxima (Vmax), tempo, temperatura, viscosidade mínima (Vmin),
breakdown, viscosidade final (Vfinal) e setback dos cereais matinais com extrato de café
crioconcentrado. ..................................................................................................................... 117
Figura 17 - Ensaios selecionados para a sensorial. ................................................................. 119
Figura 18 - Gráfico de intenção de compra conforme notas atribuídas para os cereais matinais
EC1, EC2, EC5 e EC7. ........................................................................................................... 121
Apêndice A – Cromatogramas obtidos do café verde, café torrado e micronizado, do extrato
de café crioconcnetrado e dos cereais matinais
Figura 1 - Cromatograma obtido dos padrões de cafeína (C), ácido clorogênico (ACG) e ácido
cafeico (AC) nos comprimentos de ondas de 272 nm e 325 nm. ........................................... 144
Figura 2 - Cromatograma obtido da amostra de café verde (CV) nos comprimentos de onda de
272 nm e 325 nm para identificação de cafeína (C), ácido clorogênico (ACG) e ácido cafeico
(AC). ....................................................................................................................................... 144
Figura 3 - Cromatograma obtido da amostra de café torrado e micronizado (CTM) nos
comprimentos de onda de 272 nm e 325 nm para identificação de cafeína (C), ácido
clorogênico (ACG) e ácido cafeico (AC). .............................................................................. 145
Figura 4 - Cromatograma obtido da amostra de extrato de café crioconcentrado (ECC) nos
comprimentos de onda de 272 nm e 325 nm para identificação de cafeína (C), ácido
clorogênico (ACG) e ácido cafeico (AC). .............................................................................. 145
Figura 5 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 2,2%, 5,0% e 9,2% de café
torrado e micronizado (CTM) nos comprimentos de onda de 272 nm para identificação de
cafeína (C). ............................................................................................................................. 146
Figura 6 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 2,2%, 5,0% e 9,2% de café
torrado e micronizado (CTM) nos comprimentos de onda de 325 nm para identificação de
ácido clorogênico (ACG) e ácido cafeico (AC). .................................................................... 146
Figura 7 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 1,6%, 2,0%, 3,0% e 5,0% de
extrato de café crioconcentrado (ECC) nos comprimentos de onda de 272 nm para
identificação de cafeína (C). ................................................................................................... 147
Figura 8 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 1,6%, 2,0%, 3,0% e 5,0% de
extrato criocentrado de café (ECC) nos comprimentos de onda de 325 nm para identificação
de ácido clorogênico (ACG) e ácido cafeico (AC). ................................................................ 147
LISTA DE TABELAS
Artigo 1 - Adição de ingredientes funcionais no desenvolvimento de cereais matinais
extrusados – Revisão
Tabela 1 - Efeitos dos nutrientes, compostos bioactivos e características tecnológicas de
produtos obtidos pelo processo de extrusão termoplástica. ...................................................... 32
Tabela 2 - Efeito da torrefação nos grãos de café Arábica (Guatemala) em relação ao conteúdo
de ácidos clorogênicos (g kg-1). ............................................................................................... 37
Tabela 3 - Conteúdo de caféína no café em base seca. ............................................................. 38
Artigo 2 - Avaliação das propriedades tecnológicas, funcionais e sensoriais de cereal matinal
extrusado com farinha de arroz e café torrado e micronizado
Tabela 4 - Composição centesimal da farinha de arroz (FA), café verde (CV) e café torrado e
micronizado (CTM) em base seca (g 100g-1
)1,2
. ....................................................................... 57
Tabela 5 – Compostos fenólicos e actividade antioxidante do café verde (CV) e café torrado e
micronizado (CTM) em base seca1. .......................................................................................... 58
Tabela 6 - Distribuição do tamanho das partículas da farinha de arroz (FA) e café torrado e
micronizado (CTM). ................................................................................................................. 60
Tabela 7 - Parâmetros de cor (L, a*, b*) obtidos para as matérias-primas1. ............................ 60
Tabela 8 - Dados experimentais de índices de expansão, dureza e bowl-life dos cereais
matinais com farinha de arroz e café torrado e micronizado*. ................................................. 62
Tabela 9 - Dados experimentais dos parâmetros de cor dos cereais matinais com farinha de
arroz e café torrado e micronizado1. ......................................................................................... 65
Tabela 10 - Dados experimentais para a análise de imagem da seção transversal dos cereais
matinais contendo farinha de arroz e café torrado e micronizado*. ......................................... 67
Tabela 11 - Médias dos dados experimentais de índices de absorção (IAA) e solubilidade
(ISA) em água dos cereais matinais com farinha de arroz e café torrado e micronizado*. ..... 68
Tabela 12 - Médias dos dados experimentais para a resposta das propriedades de pasta (Vfrio,
Vmax, Tempo do pico, Temperatura, Vmin, Breakdown, Vfinal e Setback) dos extrusados*. ..... 72
Tabela 13 - Composição química dos extrusados quanto aos teores de cafeína, ácidos
clorogênicos e caféico, fenóis totais e atividade antioxidante, em base seca. ......................... 77
Tabela 14 - Nota média de aceitação quanto aos atributos de aparência, aroma, sabor, textura,
cor, impressão global e intenção de compra dos extrusados. ................................................... 80
Artigo 3 – Efeito da extrusão termoplástica em cereal matinal com farinha de arroz e extrato
de café crioconcentrado
Tabela 15 - Composição centesimal da farinha de arroz (FA) e extrato de café
crioconcentrado (ECC) em base seca (g 100g-1)*. ................................................................ 101
Tabela 16 - Compostos química do extrato de café crioconcentrado (ECC) em base seca*. 102
Tabela 17 - Parâmetros de cor (L, a*, b*) obtidos para a farinha de arroz (FA) e extrato de
café crioconcentrado (ECC)*. ................................................................................................ 103
Tabela 18 - Dados experimentais de índices de expansão, dureza e bowl-life dos cereais
matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado*. ............................................ 104
Tabela 19 - Dados experimentais de cor dos cereais matinais à base de arroz com extrato de
café crioconcentrado1. ............................................................................................................ 106
Tabela 20 - Dados experimentais para a análise de imagem da seção transversal dos cereais
matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado *. ........................................... 108
Tabela 21 - Dados experimentais de índices de absorção (IAA) e solubilidade (ISA) em água
dos dos cereais matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado*. .................. 109
Tabela 22 - Dados experimentais para a resposta das propriedades de pasta (Vfrio (25 °C),
Vmax (25 °C), Tempo do pico, Temperatura, Vmin (95 °C), Breakdown, Vfinal (25 °C) e
Setback dos cereais matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado*. ........... 113
Tabela 23 - Composição química dos extrusados quanto aos teores de cafeína, ácidos
clorogênicos e caféico (mg g-1), fenóis totais (g ácido gálico 100 g-1
) e atividade antioxidante
(µmol Trolox g-1
)*. ................................................................................................................. 118
Tabela 24 - Nota média de aceitação quanto aos atributos de aparência, aroma, sabor, textura,
cor, impressão global e intenção de compra dos cereais matinais*. ....................................... 120
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO GERAL ......................................................................................................... 19
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 21
OBJETIVOS ............................................................................................................................. 23
OBJETIVO GERAL ................................................................................................................. 23
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................... 23
Artigo 1. Adição de ingredientes funcionais no desenvolvimento de cereais matinais
extrusados - Revisão ................................................................................................................. 25
RESUMO.................................................................................................................................. 25
ABSTRACT ............................................................................................................................. 25
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 26
2. EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA ....................................................................................... 27
3. CEREAIS MATINAIS ......................................................................................................... 29
3.1 MATÉRIAS-PRIMAS........................................................................................................ 29
3.2 INGREDIENTES FUNCIONAIS EM EXTRUSADOS .................................................... 30
3.2.1 Efeitos do processo de extrusão nos compostos bioativos .............................................. 34
4. CAFÉ .................................................................................................................................... 35
4.1 COMPOSTOS BIOATIVOS DO CAFÉ ............................................................................ 36
4.1.1 Ácidos clorogênicos ........................................................................................................ 36
4.1.2 Cafeína ............................................................................................................................. 38
5. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 38
6. REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 39
Artigo 2. Avaliação das propriedades tecnológicas, funcionais e sensoriais de cereal matinal
extrusado com farinha de arroz e café torrado e micronizado .................................................. 46
RESUMO.................................................................................................................................. 46
ABSTRACT ............................................................................................................................. 46
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 47
2. METODOLOGIA ................................................................................................................. 49
2.1 MATERIAL........................................................................................................................ 49
2.2 MÉTODOS ......................................................................................................................... 49
2.2.1 Preparo do café torrado e micronizado ............................................................................ 49
2.2.2 Caracterização das matérias-primas ................................................................................ 49
2.2.2.1 Composição centesimal da farinha de arroz, café verde e café torrado e micronizado
.................................................................................................................................................. 49
2.2.2.2 Cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos .............................................................. 49
2.2.2.3 Fenóis totais ................................................................................................................. 50
2.2.2.4 Atividade antioxidante (ABTS +•) ................................................................................ 51
2.2.2.5 Tamanho de partículas ................................................................................................. 51
2.2.2.6 Cor ................................................................................................................................ 51
2.2.3 Produção do cereal matinal .............................................................................................. 52
2.2.3.1 Processo de extrusão termoplástica ............................................................................. 52
2.2.4 Caracterização do cereal matinal extrusado .................................................................... 52
2.2.4.1 Índice de expansão (IE) ................................................................................................ 53
2.2.4.2 Dureza instrumental ..................................................................................................... 53
2.2.4.3 Bowl-life........................................................................................................................ 53
2.2.4.4 Cor instrumental ........................................................................................................... 53
2.2.4.5 Análise de imagem da secção transversal do extrusado .............................................. 54
2.2.4.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA) ................ 54
2.2.4.7 Propriedades de pasta .................................................................................................. 55
2.2.4.8 Teste afetivo de aceitação............................................................................................. 55
2.3 ANÁLISE DE DADOS ...................................................................................................... 56
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................................... 56
3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS ......................................................... 56
3.1.1 Composição centesimal ................................................................................................... 56
3.1.2 Compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante ........................................... 57
3.1.3 Tamanho de partículas ..................................................................................................... 59
3.1.4 Cor ................................................................................................................................... 60
3.2 CARACTERIZAÇÃO DE CEREAL MATINAL EXTRUSADO .................................... 61
3.2.1 Caracterização física e tecnológica .................................................................................. 61
3.2.1.1 Índice de expansão (IE) ................................................................................................ 61
3.2.1.2 Dureza intrumental ....................................................................................................... 63
3.2.1.3 Bowl-life........................................................................................................................ 63
3.2.1.4 Cor ................................................................................................................................ 64
3.2.1.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado ................................................ 65
3.2.1.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA) ................ 68
3.2.1.7 Propriedades de pasta .................................................................................................. 69
3.2.2 Análise de Componente Principal ................................................................................... 73
3.2.3 Caracterização química .................................................................................................... 77
3.2.3.1 Cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos .............................................................. 77
3.2.3.2 Fenóis totais e Atividade antioxidante (ABTS +•) ....................................................... 78
3.2.4 Caracterização sensorial .................................................................................................. 79
4. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 82
5. AGRADECIMENTOS ......................................................................................................... 82
6. REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 82
Artigo 3. Efeito da extrusão termoplástica em cereal matinal com farinha de arroz e extrato de
café crioconcentrado ................................................................................................................. 91
RESUMO.................................................................................................................................. 91
ABSTRACT ............................................................................................................................. 91
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 92
2. METODOLOGIA ................................................................................................................. 93
2.1 MATERIAL........................................................................................................................ 93
2.2 MÉTODOS ......................................................................................................................... 93
2.2.1 Caracterização das matérias-primas ................................................................................ 93
2.2.1.1 Composição centesimal ................................................................................................ 93
2.2.1.2 Cafeína, ácido caféico e ácidos clorogêncios ............................................................. 94
2.2.1.3 Fenóis totais ................................................................................................................. 94
2.2.1.4 Atividade antioxidante (ABTS +•) ................................................................................ 95
2.2.1.5 Cor ................................................................................................................................ 95
2.2.2 Produção do cereal matinal .............................................................................................. 96
2.2.2.1 Processo de extrusão termoplástica ............................................................................. 96
2.2.3 Caracterização do cereal matinal extrusado .................................................................... 96
2.2.3.1 Índice de expansão (IE) ................................................................................................ 97
2.2.3.2 Dureza intrumental ....................................................................................................... 97
2.2.3.3 Bowl-life........................................................................................................................ 97
2.2.3.4 Cor ................................................................................................................................ 97
2.2.3.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado ................................................ 98
2.2.3.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA) ................ 98
2.2.3.7 Propriedades de pasta .................................................................................................. 99
2.2.3.8 Teste afetivo de aceitação............................................................................................. 99
2.3 ANÁLISE DE DADOS .................................................................................................... 100
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................ 100
3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS ....................................................... 100
3.1.1 Composição centesimal ................................................................................................. 100
3.1.2 Compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante ......................................... 101
3.1.3 Cor ................................................................................................................................. 102
3.2 CARACTERIZAÇÃO DO CEREAL MATINAL EXTRUSADO .................................. 103
3.2.1 Índice de expansão (IE) ................................................................................................. 103
3.2.2 Dureza ............................................................................................................................ 104
3.2.3 Bowl-life......................................................................................................................... 105
3.2.4 Cor ................................................................................................................................. 105
3.2.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado .................................................. 106
3.2.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA) ................. 109
3.2.7 Propriedades de pasta .................................................................................................... 110
3.3 ANÁLISE DE COMPONENTE PRINCIPAL ................................................................. 114
3.4 CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA ................................................................................... 118
3.4.1 Compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante ......................................... 118
3.4 CARACTERIZAÇÃO SENSORIAL ............................................................................... 119
4. CONCLUSÃO .................................................................................................................... 121
5. AGRADECIMENTOS ....................................................................................................... 122
6. REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 122
DISCUSSÃO GERAL ............................................................................................................ 127
CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS ............................................................. 127
CARACTERIZAÇÃO DOS CEREAIS MATINAIS............................................................. 128
Qualidade tecnológica ............................................................................................................ 128
Química e Sensorial ................................................................................................................ 129
CONCLUSÃO GERAL ......................................................................................................... 131
REFERÊNCIAS GERAIS ...................................................................................................... 132
APÊNDICES .......................................................................................................................... 144
Apêndice A – Cromatogramas obtidos do café verde, café torrado e micronizado, do extrato
de café crioconcentrado e dos cereais matinais ..................................................................... 144
Apêndice B - Aprovação do Comitê de ética ......................................................................... 148
Apêndice C - Termo de consentimento livre e esclarecido .................................................... 154
Apêndice D - Ficha sensorial .................................................................................................. 156
19
INTRODUÇÃO GERAL
Os cereais matinais apresentam alto teor de carboidratos, minerais, vitaminas e
baixo teor de gordura, tornando-se, dessa forma, uma fonte de energia, além de prática e
saudável (BERTRAIS et al., 2000). De acordo com as tendências de mercado, esse produto
será um dos mais consumidos nos próximos anos, podendo, de acordo com a sua composição,
caracterizar-se como um alimento funcional, que é uma das grandes demandas da atualidade
(ITAL, 2010). Ingredientes funcionais estão sendo introduzidos nas formulações de
extrusados, com o intuito de aliar praticidade, disponibilidade de nutrientes e maior
palatabilidade (SPENCE, 2006; ANNUNZIATA e VECCHIO, 2011).
A extrusão termoplástica é a tecnologia mais utilizada na produção de cereais
matinais. Esta tecnologia baseia-se na aplicação de altas temperaturas e baixa umidade, que
levam a modificação das características da matéria-prima, conferindo propriedades
tecnológicas e sensoriais ao produto final. Como consequência do processo, ocorre a
gelatinização do amido, desnaturação de proteínas, e perdas de parte dos compostos fenólicos
que estejam presentes na matéria-prima (MERCIER, LINKO e HARPER, 1998). Contudo, há
a formação de outros compostos resultantes das reações químicas e trabalho mecânico que
também podem contribuir para a atividade antioxidante global (RUFIÁN-HENARES e
DELGADO-ANDRADE, 2009).
Para a produção de cereais matinais tem-se como bases o trigo, aveia, milho e
arroz. As duas primeiras matérias primas são fonte de prolaminas que podem gerar problemas
digestivos em pacientes celíacos (KAGNOFF, 2005), limitando, assim, o consumo desses
produtos para esse público. O milho apesar de ideal para auxiliar na expansão de extrusados,
por apresentar uma maior proporção de amido, entre 55% e 75%, em relação aos demais
cereais, tem cor e sabor característicos (KOBLITZ, 2011). O arroz possui uma boa quantidade
de amido, baixo teor de lipídeos, sendo uma importante fonte de vitamina B1 e B2 (JULIANO
e HICKS, 1996).
Estima-se, ainda, que o Brasil possa atingir 17,1 milhões de toneladas de arroz até
2020, e que essa produção irá gerar um excedente de aproximadamente 3,5 milhões de
toneladas de arroz. Uma das propostas sugeridas foi a inserção dessa matéria-prima na
indústria, visando não somente o aumento do consumo do grão, mas também sua inclusão em
produtos (FERREIRA, 2009). Assim, há oportunidades de desenvolvimento de novos
produtos, visto que, o arroz, por suas características de sabor suave, cor branca, alta
20
digestibilidade e hipoalergenicidade, torna-se, uma matéria-prima de fácil aplicação, servindo
também como base para produtos sem glúten (SOMPONG et al., 2011).
Dois terços da população mundial têm o hábito de consumir café. E esse consumo
cresce regularmente há mais de 40 anos, com uma taxa anual de 1,6% (ICO, 2012). O grande
movimento no mercado de café está relacionado principalmente por suas características
sensoriais, efeito estimulante e seus benefícios à saúde humana pela presença de compostos
bioativos. O café é uma das principais fontes de cafeína e ácidos clorogênicos, e por isso, vem
sendo apontado como ingrediente funcional, pois a presença destes compostos na alimentação
reduz o estresse oxidativo e auxilia em um melhor desempenho intelectual (ALVES, CASAL
e OLIVEIRA, 2009; ITAL, 2010; FERREIRA et al., 2013).
O café ocupa o segundo lugar em importância de mercadoria mundial, atrás
apenas do petróleo bruto (ESQUIVEL e JIMÉNEZ, 2012). Em 2010, foram produzidos cerca
de 7 milhões de toneladas de grãos de café (ORGANIZAÇÃO PARA ALIMENTAÇÃO E
AGRICULTURA), sendo o Brasil o maior produtor e segundo maior mercado consumidor,
atrás apenas dos Estados Unidos. A expectativa é que ocorra a produção de 800 mil toneladas
de café até 2019 somente no Brasil (BMI RESEARCH, 2015).
Dessa forma, com a evolução da tecnologia da extrusão termoplástica, com o
maior objetivo de enriquecimento de produtos com diferentes ingredientes (OBRADOVIĆ et
al., 2014), deve-se compreender as influências dos parâmetros envolvidos no processo de
extrusão, tais como temperatura, umidade, velocidade da rosca e a composição centesimal da
matéria-prima, a fim de favorecer uma maior retenção de compostos, obter um produto de
qualidade nos aspectos físicos e sensoriais e determinar o comportamento tecnológico da
matéria-prima base rica em amido associada com outros ingredientes (MERCIER, LINKO e
HARPER, 1998).
21
REFERÊNCIAS
ALVES, R. C.; CASAL, S.; OLIVEIRA, B. Benefícios do café na saúde: Mito ou
realidade? Química Nova, v. 32, n. 8, p. 2169–2180, 2009.
ANNUNZIATA, A.; VECCHIO, R. Functional foods development in the
European market: A consumer perspective. Journal of Functional Foods, v. 3, n. 1, p. 223–
228. 2011.
BERTRAIS, S.; POLO LUQUE, M. L.; PREZIOSI, P.; FIUEX, B.; TORRA DE
FLOT, M.; GALAN, P.; HERCBERG, S. Contribution of ready-to-eat cereals to nutrition
intakes in French adults and relations with corpulence. Annals in Nutrition and Metabolism,
v. 44, n.1, p. 249–255, 2000.
BMI RESEARCH. Brazil Food & Drink Report Q4, 2015.
ESQUIVEL, P.; JIMÉNEZ, V. Functional properties of coffee and coffee by-
products.
Food Research International, v. 46, n. 2, p. 488- 495, 2012.
FERREIRA, C. M. Projeções do agronegócio do arroz brasileiro. 6° Congresso
Brasileiro de Arroz Irrigado. Porto Alegre, 2009.
FERREIRA, R. et al. Technological properties of precooked flour containing
coffee powder and rice by thermoplastic extrusion. Food Science and Technology
(Campinas), v. 33, n. 1, p. 7–13, 2013.
INTERNATIONAL COFFEE ORGANIZATION (ICO). Monthly coffee market
report – February 2012. Disponível em: <http://dev.ico.org/documents/cmr-0212-e.pdf>.
Acesso em: 12 de outubro de 2015.
ITAL. Instituto de Tecnologia de Alimentos. Brasil Food Trends 2020. 2010.
Disponível em: <www.brasilfoodtrends.com.br>. Acesso em: 20 de março de 2016.
JULIANO, B. O.; HICKS, P. A. Rice functional properties and rice food products.
Food Reviews International, v. 12, n. 1, p. 71–103, 1996.
KAGNOFF, M. F. Overview and pathogenesis of celiac disease.
Gastroenterology, v. 128, n. 4, Suppl 1, p. S10–8, 2005.
KOBLITZ, M. G. B. Matérias-primas alimentícias: composição e controle de
qualidade. Rio de Janeiro: GUANABARA KOOGAN, 2011. 301p.
MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion cooking. 2a ed., St. Paul:
American Association of Cereal Chemists, 1998. 471p.
22
OBRADOVIC, V. et al. Improvement of nutritional and functional properties of
extruded food products. Journal of Food and Nutrition Research, v. 53, n. 3, p. 189–206,
2014.
RUFIAN-HENARES, J. A.; DELGADO-ANDRADE, C. Effect of digestive
process on Maillard reaction indexes and antioxidant properties of breakfast cereals. Food
Research International, v. 42, n. 3, p. 394-400, 2009.
SOMPONG, R. et al. Extrusion cooking properties of white and colored rice
varieties with different amylose content. Starch – Stärke, v. 63, n. 2, p. 55-63, 2011.
SPENCE, J. T. Challenges related to the composition of functional foods. Journal
of Food Composition and Analysis, v. 19, n. 1, p. S4–S6, 2006.
23
OBJETIVOS
OBJETIVO GERAL
Produzir cereal matinal à base de arroz com a adição de café torrado e
micronizado e extrato de café crioconcentrado e avaliar as propriedades tecnológicas,
sensoriais e funcionais.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● Caracterizar as matérias-primas quanto à composição centesimal e propriedades
físicas
● Caracterizar o café torrado e micronizado e extrato de café crioconcentrado quanto
aos teores de cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos
● Produzir dois cereais matinais à base de arroz, com um contendo café torrado e
micronizado e o outro com extrato de café crioconcentrado
● Definir os melhores parâmetros do processo de extrusão em relação às
características tecnológicas
● Determinar os teores de cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos nos cereais
matinais com melhores características tecnológicas
● Avaliar a aceitabilidade do cereal matinal extrusado com adição de café torrado e
micronizado e extrato de café crioconcentrado
24
ARTIGO 1
ADIÇÃO DE INGREDIENTES FUNCIONAIS NO DESENVOLVIMENTO DE CEREAIS
MATINAIS EXTRUSADOS – REVISÃO
Authors: Sampaio, U. M.; Clerici, M. T. P. S.; Chang, Y. K.
Artigo a ser submetido na revista Trends in Food Science & Technology
25
Adição de ingredientes funcionais no desenvolvimento de cereais matinais extrusados -
Revisão
Sampaio, U. M.; Clerici, M. T. P. S.; Chang, Y. K.
RESUMO
Os cereais matinais constituem uma importante fonte de energia, vitaminas e
minerais, e sua praticidade de consumo atende a versatilidade da vida cotidiana. As crescentes
pesquisas demonstrando os benefícios na saúde humana através do consumo de compostos
bioativos, movimentam o mercado e aumentam a procura por inovações. O objetivo foi fazer
uma revisão para verificar o potencial do uso de ingredientes funcionais em extrusados e os
impactos do processo de extrusão termoplástica sobre a qualidade do produto final. Através
dos trabalhos encontrados, pode-se verificar que a extrusão pode auxiliar na biodispobilidade
dos compostos bioativos, com a formação de complexos de proteína e amido com esses
compostos, ou mesmo na formação de compostos de baixa massa molecular, que irão
influenciar na atividade antioxidante. As maiores dificuldades estão no cisalhamento e altas
temperaturas do processo que diminuem a retenção desses compostos, tornando-se necessário
um controle mais efetivo com o intuito de aumentar a retenção no produto. Como exemplo, já
foram utilizados polpa de tomate, bagaço de cenoura, farinha de banana verde, dentre outros.
Outra fruta com potencial seria o café, considerando-se que ele é mundialmente apreciado por
suas características sensoriais, sendo uma das fontes mais ricas em cafeína e ácidos
clorogênicos, com ação antioxidante, e que pode auxiliar também na redução de risco de
diversas doenças.
Palavras-chave: extrusão termoplástica, cereal matinal, compostos bioativos, café
ABSTRACT
Breakfast cereals are an important source of energy, vitamins and minerals, and their
practicality of consumption meets the versatility of daily routine. Growing research
demonstrating the benefits to human health through the consumption of bioactive compounds,
move the market and increase the demand for innovations. The objective was to make a
review to verify the potential of the use of functional ingredients in extrudates and the impacts
26
of the thermoplastic extrusion process on the quality of the final product. Through the works
found, it can be verified that the extrusion can aid in the bioavailability of the bioactive
compounds, the formation of protein and starch complexes with these compounds, or even in
the formation of compounds of low molecular mass, that will influence the antioxidant
activity. The greatest difficulties are in the shearing and high process temperatures that
decrease the retetion of these compounds, becoming necessary a more effective control in
order to increase the retention in the product. As an example, tomato pulp, carrot, green
banana flour, among others, have already been used. Another fruit with potential would be
coffee, considering that it is worldwide appreciated for its sensorial characteristics, being one
of the richest sources of caffeine and chlorogenic acids, with antioxidant action, and can also
help reduce the risk of various diseases.
Key words: extrusion cooking, breakfast cereal, bioactive compounds, coffee
1. INTRODUÇÃO
O crescente consumo de cereais matinais está atribuído à conveniência, saúde e
bem-estar, combinado com o ritmo de vida mais agitado, fazendo com que os consumidores
procurem alimentos mais práticos, com baixo teor de açúcar e sódio (EUROMONITOR,
2012). Com uma maior conscientização de uma alimentação mais saudável, surge a
necessidade de torná-los produtos funcionais (ITAL, 2010).
Um exemplo que pode ser comentado é que no Brasil, as empresas estão visando à
diversificação de sabores, formatos, novos horários de consumo e produtos mais saudáveis
para aumentar o índice de vendas. Nesse cenário competitivo, as empresas Nestlé Brasil Ltda.
e Kellogg Brasil & Cia possuem maior participação no mercado. A facilidade e praticidade
dos cereais matinais, com variedade de sabores, tamanhos e porções continuam a mover a
categoria com uma expectativa de atingir 1,9 bilhões de reais em vendas em 2021
(EUROMONITOR, 2016).
Além do aporte energético, proteico e nutritivo, os consumidores também buscam
pela sensação de prazer ao se alimentarem (SOUZA e MENEZES, 2006). Isso faz com que
haja uma valorização de novos sabores e textura, influenciando no desenvolvimento de novos
produtos (ITAL, 2010), com a adição de ingredientes que agreguem funcionalidade e ao
mesmo tempo supram essas necessidades.
27
Para o desenvolvimento de cereais matinais, normalmente, utiliza-se a extrusão
termoplástica que devido a sua grande flexibilidade e versatilidade de emprego de diferentes
matérias-primas, apresenta grande potencial de inovação para a indústria alimentícia
(SERNA-SALDIVAR, 2008).
O objetivo dessa revisão foi avaliar o panorama de inserção de ingredientes
funcionais em produtos extrusados e o efeito do processo de extrusão termoplástica visando o
aumento da saudabilidade e sensorialidade destes produtos.
2. EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA
A extrusão é uma tecnologia eficiente, versátil e de baixo custo (KOEPPE et al.,
1987), que combina atrito, calor e umidade para misturar, gelatinizar e plasticizar o amido,
com consequente desnaturação de proteínas, inativação de enzimas, e redução de fatores
antinutricionais. Dentro do equipamento o material sólido é convertido em uma massa fluida e
ao final é forçado a sair por uma matriz, onde ocorre uma rápida expansão pela diferença de
pressão interna do equipamento e do meio que leva a evaporação instantânea da água (EL-
DASH, 1982).
Os extrusores termoplásticos podem ser divididos em mono ou dupla rosca,
apresentando variações de temperatura nas zonas de aquecimento. Os extrusores
termoplásticos mono rosca são de menor custo de investimento inicial e manutenção quanto
comparado à dupla rosca, e podem ser adiabáticos (geram calor pelo atrito), isotérmicos
(temperatura constante) ou politrópicos (a força de cisalhamento gera calor aliado também
com um sistema de aquecimento) (SERNA-SALDIVAR, 2008).
Independentemente do tipo de extrusor, o equipamento é composto basicamente
por um sistema de alimentação, canhão, rosca sem fim, matriz e sistema de corte (LOPES-
DA-SILVA, SANTOS e CHOUPINA, 2015).
O sistema de alimentação deve ser contínuo e uniforme, sendo geralmente
realizado através de uma rosca no funil de alimentação que é controlada por um sistema de
velocidade. Sem um fluxo consistente o produto não terá estabilidade o que ocasionará em
perdas na qualidade (SERNA-SALDIVAR, 2008). As paredes internas do canhão podem ser
rugosas ou apresentar rachaduras para aumentar a adesão do material nas superfícies internas
da extrusora, conferindo assim pressão ao sistema (LOPES-DA-SILVA, SANTOS e
CHOUPINA, 2015).
28
A rosca, parafuso helicoidal localizado no interior do canhão, é acionada através
de motor elétrico, que direciona o material a siar pela matriz (LOPES-DA-SILVA, SANTOS
e CHOUPINA, 2015). Ela pode ter diferentes configurações gerando diferentes produtos,
apresentando com uma das suas principais características a relação existente entre o
comprimento e diâmetro (L/D). Extrusores com roscas mais longas apresentam maior L/D
com maior tempo de residência do material, enquanto com uma rosca menor, será o inverso
(SERNA-SALDIVAR, 2008), o que implicará nas características tecnológicas e sensoriais do
produto final.
Na extrusora encontram-se 3 (três) zonas com distintas funções, que apresentam
diferentes temperaturas durante o processo, sendo a última zona com temperatura maior. A
primeira zona é responsável pela mistura e transporte do material, a segunda confere alto
cisalhamento e cozimento e a terceira confere alta pressão (FELLOWS, 2000). Durante a
extrusão têm-se, portanto, o cozimento do material, devido ao aumento da temperatura da
massa viscoelástica formada pelo cisalhamento e pressão (EL-DASH, 1981). A matriz que se
encontra no final do canhão fornecerá uma contrapressão e moldará a massa fluida. E
finalmente o sistema de corte que está localizado logo após a matriz, cortará o material em
pedaços uniformes (SERNA-SALDIVAR, 2008).
Como essa tecnologia envolve diversas variáveis, qualquer alteração seja na
composição da matéria-prima quanto no processo, influenciará diretamente no desempenho da
extrusão, na qualidade e nutrientes do produto final. Segundo Yacu (1990) as variáveis
independentes do processo, ou seja, aquelas que não dependem de outros fatores e
influenciam diretamente na qualidade do produto são representadas pela composição dos
ingredientes, umidade, tamanho das partículas, velocidade de alimentação, configuração do
parafuso e da matriz, temperatura, pressão e tempo de residência do alimento na extrusora. E
algumas variáveis dependentes, ou seja, aquelas que são influenciadas pelas independentes
são: expansão, características sensoriais, propriedades de pasta e térmicas, índices de absorção
e solubilidade em água.
A extrusão termoplástica auxilia na modificação da estrutura do material, conferindo
solubilidade, capacidade de inchamento, hidratação, viscosidade e capacidade de absorção de
água, além de aumentar o conteúdo de fibras solúveis. As aplicações específicas dos
extrusados dependem das suas propriedades funcionais adquiridas ao final do processo. Essa
tecnologia é capaz de produzir uma grande variedade de produtos de diferentes tamanhos,
texturas e sabores. Dentre alguns produtos têm-se farinhas pré-gelatinizadas, sopas, alimentos
29
infantis, proteínas vegetais texturizadas, amidos modificados, misturas para bebidas
instantâneas, snacks, cereais matinais e ração para animais (ALAM et al, 2016).
3. CEREAIS MATINAIS
3.1 MATÉRIAS-PRIMAS
Na elaboração de cereais matinais, normalmente, emprega-se como base da
formulação cereais ricos em amido, que sofrerão gelatinização com destruição parcial ou
completa da estrutura cristalina (FITZGEREALD, 2010), fornecendo características de
expansão, textura, solubilidade e absorção em água, e viscosidade de pasta, que influenciaram
no produto final.
Os cereais mais utilizados são o trigo, aveia, milho e arroz. Mas os dois primeiros
cereais são fonte de prolaminas que podem gerar problemas digestivos em pacientes celíacos
(KAGNOFF, 2005), limitando, o consumo desses produtos para pessoas com restrições
alimentares. O milho amarelo, mais utilizado pelo baixo custo tem uma alta proporção de
amido, entre 55% e 75%, em relação aos demais cereais, apresentando cor e sabor marcantes
(KOBLITZ, 2011), o que facilita seu uso sem adição de corantes artificiais, mas dificulta sua
interação com outros ingredientes coloridos.
O arroz (Oryza sativa L.) é um cereal, membro da família Poaceae, formalmente
Gramineae (CHAMPAGNE et al., 2004), cultivado ao redor do mundo, sendo um alimento
básico para grande parte da população. Contém alta concentração de amido facilmente
digerível (WALTER, MARCHEZAN e AVILA, 2008; SOMPONG et al, 2011), elementos
minerais e altos níveis de vitaminas do complexo B e tocoferóis (FITZGEREALD, 2010). O
arroz polido apresenta em média 79% de carboidratos e 7,3% de proteínas (SILVA,
ASCHERI e PEREIRA, 2007). A lisina, o aminoácido limitante mais importante, constitui
cerca de 4% de proteína, o dobro do teor em farinha de trigo ou de milho descascado (ASARE
et al., 2012).
O consumo do arroz é realizado principalmente na forma de grãos processados e
polidos (FITZGEREALD, 2010; FERREIRA et al., 2013). Além de suas características
tecnológicas, tais como cor clara, boa capacidade de expansão, textura e sabor suave após
cozimento, o arroz é um cereal não alergênico e seguro para pessoas com doença celíaca, o
que o torna uma alternativa viável para o desenvolvimento de novos produtos (FERREIRA et
30
al., 2013; WILKINSON e CHAMPAGNE, 2004). O arroz também pode resolver o alto custo
das importações de trigo nos países em desenvolvimento, valorizando as matérias-primas da
região (AWOLU et al., 2015). Portanto, o uso crescente do arroz para atender o mercado de
consimo do grão, gera subprodutos como arroz quebrado, que tem sido transformado em
farinha com novas aplicações: pães sem glúten, sopas, mingaus e cereais matinais.
3.2 INGREDIENTES FUNCIONAIS EM EXTRUSADOS
Por a extrusão termoplástica ser bastante versátil, existem inúmeros trabalhos
científicos com a utilização de diversos ingredientes, tais como, leguminosas (CARVALHO
et al., 2012; LOBATO et al., 2011; OMWAMBA e MAHUNGU, 2014), pseudocereais
(CAPRILES e ARÊAS, 2012; TAVERNA, LEONEL e MISCHAN, 2012) e mais
recentemente vegetais e frutas (SOUZA e MENEZES, 2006; SARAWONG et al., 2014;
MOUSSA-AYOUB et al., 2015; TONYALI, SENSOY e KARAKAYA, 2016; DAR,
SHARMA e KUMAR, 2014), com o intuito de maior aporte nutricional e compostos
bioativos.
Esses trabalhos (Tabela 1) demonstraram a possibilidade de enriquecer e obter um
produto com boa aceitação sensorial, bem como avaliar as influências nas características
tecnológicas dos produtos devido à adição de outros ingredientes. As investigações mais
recentes também estão se aprofundando quanto à identificação, quantificação e retenção dos
compostos de interesses presentes nessas matérias-primas e produto final, utilizando para isso
análises de determinação de antioxidantes e cromatografia líquida de alta eficiência.
O cereal matinal, normalmente, é consumido no café da manhã com leite, mas
também há a adoção do consumo de cereais sem leite, e em outros horários. Durante a
primeira refeição do dia, também, percebe-se que o café, na forma de bebida, é consumida
pela maior parte da população. No Brasil, estima-se um consumo médio de 1,5 xícaras por dia
(163 mL) (SOUSA e DA COSTA, 2015). Além das qualidades sensoriais apreciadas
mundialmente, o café também apresenta compostos bioativos e fibras, e por isso é alvo de
diversas pesquisas científicas (FARAH, 2009; RENDÓN, SALVA e BRAGAGNOLO, 2014;
SILVÁN, MORALES e SAURA-CALIXTO, 2010; COELHO et al., 2014; CAPRIOLI et al.,
2015; FUJIOKA e SHIBAMOTO, 2008; KITZBERGER, SCHOLZ e BENASSI, 2014).
Outros estudos aplicaram o café para a obtenção de novos produtos, tais como
bebidas fortificadas (RIBEIRO et al., 2014; FELBERG et al., 2010), biscoitos (RODRIGUES
31
et al., 2007; BUDRYN e NEBESNY, 2013), bolos (SILVA et al., 2009) e iogurte (TAN e
KOREL, 2007). Silva et al. (2009) ao utilizar farinha pregelatinizada de quirera de arroz e
café torrado em biscoitos e bolos, obteve uma aceitação, com nota média de 6 (gostei
ligeiramente) para os atributos de aroma, textura, sabor e impressão global, em produtos que
tiveram em sua formulação farinhas com 15% e 20% de café. Isso faz do café uma opção
atrativa para alimentos extrusados, com o intuito, de aliar a parte sensorial e o seu potencial
bioativo.
32
Tabela 1 - Efeitos dos nutrientes, compostos bioativos e características tecnológicas de produtos obtidos pelo processo de extrusão termoplástica.
Matérias-primas Condições de processo Características avaliadas Resultados Referência
Quirera de arroz e bandinha
de feijão
Mono rosca, 80 °C (3ª zona),
14% de umidade, 277 rpm,
matriz de 3,85 mm
Taninos, fitatos, vitaminas B1
e B2
↓vitaminas e taninos
fitatos constantes
Carvalho et al (2012)
Farelo de aveia, farinha de
soja e amido de milho
Mono rosca, 120 °C (3ª
zona), 70 rpm, compressão
3:1, matriz de 2 mm
Fibra e proteína
↑ conteúdo de fibra (21,6%) e
proteína (28,1%)
↑ aceitabilidade
Lobato et al (2011)
Arroz, sorgo e soja
Dupla rosca, matriz de 3 mm,
340-450 rpm, 110-150 °C,
12-14% de umidade
Aminoácidos
↑ retenção de aminoácidos
(88 e 95%)
Expansão entre 2,0 e 2,6
Omwamba e Mahungu
(2014)
Fubá e farinha integral (FIA)
e desengordura (FDA) de
amaranto
Mono rosca, L/D 4,6:1, 404
rpm, compressão 1:1, 90 °C,
matriz de 3,17 mm
Sensorial
FIA: ↓ expansão, ↑ dureza e
↓ aceitabilidade
FDA: ↑ expansão e
↑ aceitabilidade
Capriles e Arêas (2012)
Amido de mandioca e farinha
quinoa
Mono rosca, 80-120 °C, 14-
22% de umidade, 230-270
rpm, 0-20% de quinoa,
compressão 3:1, matriz de 4
mm
Tecnológica
↑ absorção de água com ↑
temperatura, ↓ umidade e ↓
concentração de quinoa
Conferência de cor escura ao
produto
Taverna, Leonel e Mischan
(2012)
Continuação
33
Continuação
Matérias-primas Condições de processo Compostos avaliados Resultados Referência
Farinha de mandioca e farinha
da castanha-do-Brasil
Mono rosca, 150 °C, 21% de
umidade, matriz de 2 mm Sensorial
↑ aceitabilidade
↑ saudabilidade Souza e Menezes (2006)
Farinha de banana verde
Dupla rosca co-rotacional, L/D
25:1, 130 °C, 15% de umidade,
matriz de 2 mm
Amido resistentes, fibras,
fenólicos e atividade
antioxidante
↑ amilose
Sem mudanças significativas na
fibra solúvel e antioxidantes
Sarawong et al (2014)
Arroz, milho e fruto de cacto
Mono rosca, 160 °C,250 rpm,
16% de umidade, compressão
4:1
Flavonoides
Não foram afetados
significativamente pela
extrusão
Moussa-ayoub et al (2015)
Gritz de milho e polpa de
tomate
Dupla rosca, 130 °C e 160 °C,
225 rpm, L/D 25:1, 30% de
umidade
Fenóis totais, licopeno,
atividade antioxidante
↓ composto bioativo
↑ biodisponibilidade in vitro do
licopeno
Tonyali, Sensoy e Karakaya
(2016)
Quirera de arroz, bagaço de
cenoura e ervilha
Dupla rosca co-rotacional, 110-
140 °C, 310 rpm, L/D 8:1,
19,23% de umidade, matriz de
4 mm
Vitamina C, β-caroteno ↓ compostos bioativos
Mudanças de cor Dar, Sharma e Kumar (2014)
Conclusão
34
3.2.1 Efeitos do processo de extrusão nos compostos bioativos
A demanda por compostos bioativos direcionou a pesquisa científica para a
incorporação desses compostos em diversos produtos, bem como em extrusados. Quando se
observa os parâmetros de extrusão, tais como, cisalhamento, temperatura, tempo de residência
e umidade, verifica-se que a concentração de compostos pode ser influenciado diretamente
pela condução do processamento térmico (BRENNAN et al., 2011).
Os efeitos biológicos dos compostos são dependentes da biodisponibilidade e não
da quantidade. O processo de extrusão termoplástica pode reduzir a degradação do composto
bioativo, através da complexação desses compostos com as proteínas e ou amido. Ao serem
ingeridos, o ser humano seria capaz de romper essa estrutura, e os compostos estariam livres
para agirem como antioxidantes (BRENNAN et al., 2011).
Como exemplo, Tonyali, Sensoy e Karakaya (2016) avaliaram o teor e
biodisponibilidade de licopeno, através da extrusão de polpa de tomate, constatou-se a
redução da atividade antioxidante e da concentração de licopeno. Entretanto, em amostras
extrusadas a 160 °C, a biodisponibilidade foi maior em relação aos extrusados a 130 °C. O
que indicou que o processo de extrusão afeta tanto a estrutura do alimento quanto a liberação
de compostos bioativos. Em trabalhos similares (DEHGHAN-SHOAR, HARDACRE e
BRENNAN, 2010; ALTAN, MCCARTHY e MASKAN, 2008), a degradação de licopeno foi
maior quando utilizado trigo, por este conter um menor teor de amido em relação ao milho e
arroz, deixando de fornecer alguma proteção ao composto. Observou-se, ainda, que a
expansão sofreu interferência da concentração de pasta de tomate e pó da pele de tomate, com
sua redução ao aumentar o conteúdo de matéria-prima na formulação.
Já na extrusão de fruto de cacto adicionado ao arroz e milho em diferentes
concentrações (0, 2, 6 e 10%), foi demonstrado não haver redução significativa nos teores de
flavonoides. E mesmo na menor concentração (2%), o conteúdo de flavonoides foi similar ao
do fruto antes do processamento (MOUSSA-AYOUB, 2015). Farinha de banana verde
extrusada levou ao aumento do teor de amilose e amido resistente, e redução de fenólicos e
solubilidade em água. Quando comparado à farinha de banana verde nativa, os extrusados
somente não sofreram alterações quanto ao conteúdo de fibras solúveis e capacidade
antioxidante (SARAWONG et al., 2014).
Dar, Sharma e Kumar (2014) extrusaram arroz com bagaço de cenoura e
verificaram reduções do teor de β-caroteno e vitamina C com aumento da dureza conforme
35
aumento da temperatura aplicada. A degradação de β-caroteno foi atribuída ao estresse
térmico e mecânico do processo. Emim, Mayer-Miebach e Schuchmann (2012) proporam que
o aumento da rotação da rosca, apesar do atrito gerado, pode aumentar a retenção dos
compostos bioativos, já que o tempo de exposição destes às altas temperaturas seria
minimizado. Isso também foi verificado por Khanal, Howard e Prior (2009), que obtiveram
uma maior retenção de antocianinas em extrusados com bagaço de uva e farinha de sorgo
branco, com o aumento da rotação (100 a 200 rpm).
Trabalhos recentes apontam a necessidade de estudos mais detalhados do
processo de extrusão termoplástica para a maior preservação dos compostos bioativos e o uso
de matérias-primas não convencionais em substituição aos corantes e flavorizantes artificiais
como nos trabalhos citados na Tabela 1. Assim como os ingredientes já citados anteriormente,
o café apresenta compostos bioativos diferenciados, como a cafeína e ácidos clorogênicos, e
cor característica que poderiam ser atribuídos ao produto final.
4. CAFÉ
O café é uma das mais importantes commodities tanto para o produtor quanto
para as indústrias. As duas espécies mais consumidas no mundo são Coffea arabica (Arábica)
e Coffea canephora (Robusta ou Conilon), sendo que a produção da primeira espécie atinge
75% da produção mundial (BERTRAND et al, 2002). O café Arábica é considerado superior
ao Robusta por suas características sensoriais, apresentando sabor e aroma mais suaves,
resultando em uma maior preço no mercado (ALONSO-SALCES et al., 2009).
Coffea arabica é um arbusto com folhas largas ou uma árvore de porte baixo com
flores brancas perfumadas e frutos vermelhos, com baixa produção de grãos. Foi inicialmente
introduzido na Arábia no século 15 e chegou ao Brasil por volta de 1723. Coffea canephora
só foi reconhecido por volta de 1895. Essa espécie é mais resistente às pragas e diferentes
condições de umidade, tem alta produtividade de grãos e apresenta maior concentração de
cafeína e sólidos solúveis, de sabor amargo (SPILLER, 1998, ABIC, 2014).
O fruto do café é basicamente composto por uma superfície externa lisa
(epicarpo), que nos frutos verdes tem cor verde, mas que fica vermelho-violeta ou vermelho
escuro nos frutos maduros; uma camada fibrosa (mesocarpo externo); uma camada
translúcida, incolor, viscosa de mucilagem (mesocarpo interno); endocarpo, película fina de
36
cor amarelada (pergaminho), e o endosperma, que constitui o grão de café (SPILLER, 1998;
ESQUIVEL e JIMENEZ, 2012).
No panorama geral, existem diversas opções de cafés comerciais, variando desde
o grau de torra e o seu preparo, dentre alguns, o expresso, em pó, descafeinado, gourmet e
solúvel, criado em razão da praticidade e exportação (ABIC, 2014).
A obtenção desses produtos de café envolve a torrefação do grão verde. Esse
processo utiliza temperaturas entre 180 e 250 °C em curtos períodos de tempo (5 a 20
minutos) dependendo do objetivo (SPILLER, 1998). Pode-se utilizar um sistema a gás ou uma
superfície metálica para o aquecimento dos grãos, ocorrendo, então, uma série de reações
endotérmicas e exotérmicas que levam a evaporação da água e de dióxido de carbono
(EGGERS e PIETSCH, 2001). No final do processo a perda da matéria seca do grão de café
pode atingir até 20%, e a cor é drasticamente alterada (SPILLER, 1998). É durante esse
processo também que é obtido o aroma e sabor característicos do café (EGGERS e PIETSCH,
2001), sendo que a intensidade do aroma passa a ser mais perceptível também após a moagem
dos grãos torrados (BHUMIRATANA, ADHIKARI e CHAMBERS, 2011).
O café é uma bebida consumida por milhões de pessoas todos os dias, que ganha
cada vez mais popularidade pela redução de risco de algumas doenças, como o diabetes tipo
2, sendo considerada por alguns como uma bebida funcional, devido à presença de compostos
bioativos, como a cafeína e ácidos clorogênicos. O teor desses compostos estão relacionados
diretamente com a composição química dos grãos de café verde, e as mudanças provenientes
da torrefação e o grau de torra aplicado (clara, média ou escura) (ESQUIVEL e JIMÉNEZ,
2012; SPILLER, 1998). Em uma torrefação média ainda é possível favorecer a presença de
quantidades elevadas de compostos bioativos, e uma quantidade considerável de fibras
(FARAH, 2009).
4.1 COMPOSTOS BIOATIVOS DO CAFÉ
4.1.1 Ácidos clorogênicos
Os ácidos fenólicos são classificados em cinco grupos, dentre os quais, quatro
correspondem aos flavonoides e o outro corresponde aos ácidos hidroxicinâmicos, da onde os
ácidos clorogênicos se derivam (NARDINI et al, 2002). Eles ocorrem de maneira natural nos
alimentos, formados principalmente pela esterificação dos ácidos quínicos, tais como ácido
37
caféico, felúrico, cinâmico ou p-cinâmico. O ácido caféico é encontrado tanto na forma livre
quanto esterificado com o ácido clorogênico nos alimentos (SPILLER, 1998; SHAHIDI e
NACKZ, 2004).
O café torrado é composto basicamente por carboidratos (38 – 42% em base seca),
melanoidinas (23%), lipídeos (11 – 17%), proteína (10%), minerais (4,5 – 4,7%), ácidos
clorogênicos (2,7 – 3,1%) e cafeína (1,3 – 2,4%) (ESQUIVEL e JIMENEZ, 2012). Os grãos
de café verde possuem 5 dos maiores grupos de ácidos clorogênicos: ácido cafeoilquínico,
dicafeoilquínico, feruoilquínico, p-coumaroilquínico e cafeoilferuloilquínico. O café arábica
pode conter entre 5 e 8% de ácidos clorogênicos considerando o fruto maduro e em base seca
(SHAHIDI e NACZK, 2004). E após a torra pode-se ter entre 3 e 56 ppm de compostos
fenólicos dependendo da variedade (CHEONG et al., 2013).
Os ácidos clorogênicos são bastante reconhecidos pelo seu papel antioxidante, que
em determinadas condições podem ser mais efetivos que α-tocoferol ou ácido ascórbico. O
extrato de café tem demonstrado ser pro-oxidante em relação ao ácido ascórbico, bem como
um super oxidante de radicais livres (SPILLER, 1998). Chegam a atingir um percentual de
2% da matéria seca do grão de café, correspondendo 1% do ácido 5-cafeoilquínico
(CLIFFORD, 1999).
O tempo e temperatura da torrefação também influenciam na produção de fenóis e
sua composição (Tabela 2). Este processo reduz significamente o conteúdo de ácidos
clorogênicos, com perdas de 60,9% para o café arábica (SHAHIDI e NACZK, 2004).
Tabela 2 - Efeito da torrefação nos grãos de café Arábica (Guatemala) em relação ao conteúdo de ácidos
clorogênicos (g kg-1).
Torrefação
Café AC Café verde Clara Média Escura
Muito
escura
Arábica
(Guatemala)
Total CQA 57,61 23,78 19,84 7,10 2,22
5-FQA 2,49 0,86 0,84 0,30 0,08
Total diCQA 8,67 2,24 1,53 0,31 0,12
TOTAL 68,77 26,88 22,21 7,71 2,42
Onde: AC – ácido clorogênico, CQA – ácido cafeiolquínico, FQA – ácido 5 feruloiquínico. Torrefação a 205 °C,
em que a clara por 7 min, escura por 13 min e muito escura por 19 min.
Fonte: Adaptado Shahid e Naczk (2004)
O efeito da torrefação sobre a atividade antioxidante vem sendo largamente
estudada, mas com resultados contraditórios (COELHO et al 2014; KITZBERGER, SCHOLZ
38
e BENASSI, 2014; LANG et al., 2013) que podem estar atribuídos aos diferentes métodos de
torrefação ou ainda pelos diferentes métodos de avaliação da atividade antioxidante (VAN
DER WERF et al., 2014).
4.1.2 Cafeína
O conteúdo de cafeína está diretamente relacionado com a qualidade da bebida
devido à contribuição do gosto amargo. Esta substância é bastante popular por aumentar o
sentido de alerta, estimulando o sistema nervoso central e aumentando a circulação sanguínea
e respiração (ESQUIVEL e JIMENEZ, 2012).
A cafeína é uma metilxantina originária de bases púricas, sendo derivados
metilados da 2,6-dioxipurina ou xantina, normalmente, detectadas entre 250 e 280 nm. Em
temperatura ambiente apresenta-se incolor e inodora, com ligeiro gosto amargo. A sublimação
ocorre em aproximadamente 180 °C, e dissolve-se com facilidade em água em ebulição, mas
em temperatura ambiente o clorofórmio tem melhor atuação (BRASIL, 2010). Em solução
aquosa, a cafeína faz associações formando dímeros e polímeros, com capacidade também de
se associar com purinas e pirimidinas (SPILLER, 1998).
A cafeína em baixas concentrações pode ter um efetivo inibidor de oxidação,
demonstrando atividade antioxidante no café torrado, moído e instantâneo nas concentrações
de 4 a 35 ppm (SPILLER, 1998). O seu conteúdo varia conforme espécies, antes e depois da
torrefação (Tabela 3) e na bebida pode ser encontrado uma variação de 29 a 176 mg de
cafeína em uma xícara.
Tabela 3 - Conteúdo de caféína no café em base seca.
Arábica Robusta
Grãos verdes secos 0,58 – 1,7% 1,16 – 3,27%
Grãos torrados 1% 2%
Fonte: Spiller (1998).
5. CONCLUSÃO
Cereais matinais obtidos por extrusão termoplástica são um bom veículo para
compostos bioativos, desde que o processo possa ser rigorosamente controlado em relação à
temperatura, umidade e velocidade da rosca. As vantagens do processo para preservação dos
39
compostos bioativos está na formação de complexos com proteínas e amido, que podem ter
ação antioxidante após a ingestão do alimento, e na formação de compostos de baixa massa
molecular que podem auxiliar no aumento da atividade antioxidante do produto. O estudo de
novos ingredientes, como o café e outros, que além do aporte funcional, já influenciam na
cor e sabor do produto, se mostra uma tendência nas pesquisas, tornando o produto com
maior apelo de saudabilidade, bem-estar, sensorialidade e prazer.
6. REFERÊNCIAS
ABIC. Associação Brasileira da Indústria de café. Estatísticas. 2014. Disponível
em: <www.abic.com.br>. Acesso em: 5 de outubro de 2015.
ALAM, M. S. et al. Extrusion and Extruded Products: Changes in Quality
Attributes as Affected by Extrusion Process Parameters: A Review. Critical Reviews in
Food Science and Nutrition, v. 56, n. 3, p. 445-473, 2016.
ALONSO-SALCES, R. M. et al. Botanical and geographical characterization of
green coffee (Coffea arabica and Coffea canephora): Chemometric evaluation of phenolic and
methylxanthine contents. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 57, n. 10, p.
4224–4235, 2009.
ALTAN, A; MCCARTHY, K. L.; MASKAN, M. Evaluation of snacks foods
from barley-tomato pomace blends by extrusion processing. Journal of Food Engineering, v.
84, n. 1, p. 231-242, 2008.
ASARE, E. K. et al. Extrusion Cooking of Rice-Groundnut-Cowpea Mixtures -
Effects of Extruder Characteristics on Nutritive Value and Physico-Functional Properties of
Extrudates Using Response Surface Methodology. Journal of Food Processing and
Preservation, v. 36, n. 5, p. 465–476, 2012.
AWOLU, O. O. et al. Optimization of the extrusion process for the production of
ready-to-eat snack from rice, cassava and kersting’s groundnut composite flours. LWT -
Food Science and Technology, v. 64, n. 1, p. 18–24, 2015.
BHUMIRATANA, N.; ADHIKARI, K.; CHAMBERS, E. Evolution of sensory
aroma attributes from coffee beans to brewed coffee. LWT - Food Science and Technology,
v. 44, n. 10, p. 2185–2192, 2011.
40
BRENNAN, C. et al. Effects of extrusion on the polyphenols, vitamins and
antioxidant activity of foods. Trends in Food Science and Technology, v. 22, n. 1, p. 570-575,
2011.
BUDRYN, G.; NEBESNY, E. Effect of green and roasted coffee antioxidants on
quality and shelf life of cookies and chocolates. Journal of Food Processing and
Preservation, v. 37, n. 5, p. 835–845, 2013.
CAPRILES, V. D.; ARÊAS, J. A. D. Avaliação da qualidade tecnológica de
snacks obtidos por extrusão de grão integral de amaranto ou de farinha de amaranto
desengordurada e suas misturas com fubá e milho. Brazilian Journal of Food Technology.,
v. 15, n. 1, p. 21–29, 2012.
CAPRIOLI, G. et al. The influence of different types of preparation ( espresso and
brew ) on coffee aroma and main bioactive constituents The influence of different types of
preparation ( espresso and brew ). International Journal of Food Sciences and Nutrition, v.
7486, n. October, p. 1–9, 2015.
CARVALHO, A V et al. Processing and characterization of extruded breakfast
meal formulated with broken rice and bean flour. Ciência E Tecnologia De Alimentos, v. 32,
n. 3, p. 515–524, 2012.
CHAMPAGNE, E. T. et al. The rice grain and its gross composition. In:
CHAMPAGNE, E. T. Rice: Chemistry and Technology. 3a ed.: American Association of
Cereal Chemists, 2004. p. 77-108.
CHEONG, M. W. et al. Volatile composition and antioxidant capacity of Arabica
coffee. Food Research International, v. 51, n. 1, p. 388–396, 2013.
CLIFFORD, M. N. Chlorogenic acids and other cinnamates: nature, occurrence
and dietary burden. Journal of the Science of Food Agriculture, v. 79, n. 3, p. 362– 372, 1999.
COELHO, C. et al. Nature of phenolic compounds in coffee melanoidins. Journal
of Agricultural and Food Chemistry, v. 62, n. 31, p. 7843–7853, 2014.
DAR, A. H.; SHARMA, H. K.; KUMAR, N. Effect of extrusion temperature on
the microstructure, textural and functional attributes of carrot pomace-based extrudates.
Journal of Food Processing and Preservation, v. 38, p. 212–222, 2014.
DEHGHAN-SHOAR, Z.; HARDACRE, A. K.; BRENNAN, C. C. The physico-
chemical characteristics of extruded snacks enriched with tomato lycopene. Food Chemistry,
v. 123, n. 1, p. 1117-1122, 2010.
41
EGGERS, R.; PIETSCH, A. Technology I: Roasting. In: CLARKE, R. J.;
VITZTHUM, O. G. Coffee: Recent developments. 1a ed. Oxford: Blackwell Science, 2001.
p. 90-107.
EL-DASH, A. A. Application and control of thermoplastic extrusion of cereals for
food and industrial uses. In: POMERANZ, Y. e MUNICH, L. Cereals: a renewable resource,
theory and practice. AACC, Saint Paul, p.165-216, 1981.
EL-DASH, A. A. Thermoplastic extrusion of food: theory and techniques.
Campinas: Faculdade de Engenharia de Alimentos, 1982.
EMIN, M. A.; MAYER-MIEBACH, E.; SCHUCHMANN, H. P. Retention of β-
carotene as a model substance for lipophilic phytochemicals during extrusion cooking. LWT-
Food Science and Technology, v. 48, n. 1, p. 302-302, 2012.
ESQUIVEL, P.; JIMÉNEZ, V. M. Functional properties of coffee and coffee by-
products. Food Research International, v. 46, n. 2, p. 488–495, 2012.
EUROMONITOR. Breakfast cereal in Brazil 2012. Disponível em:
<www.euromonitor.com.br> Acesso em: 13 de novembro de 2015.
EUROMONITOR. Breakfast cereal in Brazil 2016. Disponível em:
<www.euromonitor.com.br>. Acesso em: 24 de outubro de 2016.
FARAH, A. Coffee as a functional beverage. Agro Food Industry Hi-Tech, v.
20, n. 6, p. 36–39, 2009.
FELBERG, I. et al. Formulation of a soy-coffee beverage by response surface
methodology and internal preference mapping. Journal of Sensory Studies, v.
25, n. SUPPL. 1, p. 226–242, 2010.
FELLOWS, P. J. Food processing technology: Principles and practice. Ed. CRC
Press. England, 2000, 576 p.
FERREIRA, R. et al. Technological properties of precooked flour containing
coffee powder and rice by thermoplastic extrusion. Food Science and Technology
(Campinas), v. 33, n. 1, p. 7–13, 2013.
FITZGERALD, M. A. Rice: characteristics and quality requeriments. In:
WRIGLEY, C. W.; BATEY, I. L. Cereal grains. Cambridge: CRC Press, 2010. P. 212-236.
FUJIOKA, K.; SHIBAMOTO, T. Chlorogenic acid and caffeine contents in
various commercial brewed coffees. Food Chemistry, v. 106, n. 1, p. 217–221, 2008.
ITAL. Instituto de Tecnologia de Alimentos. Brasil Food Trends 2020. 2010.
Disponível em: <www.brasilfoodtrends.com.br>. Acesso em: 20 de março de 2016.
42
KAGNOFF, M. F. Overview and pathogenesis of celiac disease.
Gastroenterology, v. 128, n. 4, Suppl 1, p. S10–8, 2005.
KHANAL, R. C.; HOWARD, L. R.; PRIOR, R. L. Procyanidin content of grape
seed and pomace, and total anthocyanin content of grape pomace as affected by extrusion
processing. Journal of Food Science, v. 74, n. 1, p. H174-H182, 2009.
KITZBERGER, C. S. G.; SCHOLZ, M. B. D. S.; BENASSI, M. D. T. Bioactive
compounds content in roasted coffee from traditional and modern Coffea arabica cultivars
grown under the same edapho-climatic conditions. Food Research International, v. 61, p.
61–66, 2014.
KOBLITZ, M. G. B. Matérias-primas alimentícias: composição e controle de
qualidade. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011. 301p.
KOEPPE, S. J. et al. Physical properties and some nutritional characteristics of an
extrusion product with defatted amaranth seeds and defatted maize gluten meal (80:20 ratio).
Cereal Chem., v. 64, n. 5, p. 332-336, 1987.
LANG, R. et al. Quantitative studies on roast kinetics for bioactives in coffee.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 61, n. 49, p. 12123–12128, 2013.
LOBATO, L. P. et al. Extruded puffed functional ingredient with oat bran and soy
flour. LWT - Food Science and Technology, v. 44, n. 4, p. 933–939, 2011.
LOPRES-DA-SILVA, M. de F.; SANTOS, L.; CHOUPINA, A. A extrusão em
tecnologia alimentar: tipos, vantagens e equipamentos. Revista de Ciências Agrárias, v. 38,
n.1, p. 3-10, 2015.
MOUSSA-AYOUB, T. E. et al. Flavonol profile of cactus fruits (Opuntia ficus-
indica) enriched cereal-based extrudates: Authenticity and impact of extrusion. Food
Research International, v. 78, p. 442–447, 2015.
NARDINI, M. et al. Analytical, nutritional and clinical methods detection of
bound phenolics acids: prevention by ascorbic acid and ethylenediaminetetraacetic acid of
degradation of phenolic acids during alkaline hydrolysis. Food Chemistry, v. 79, n. 1, p. 119-
124, 2002.
OMWAMBA, M.; MAHUNGU, S. M. Development of a Protein-Rich Ready-to-
Eat Extruded Snack from a Composite Blend of Rice, Sorghum and Soybean Flour. Food and
Nutrition Sciences, v. 5, n. 14, p. 1301–1310, 2014.
43
RENDÓN, M. Y.; DE JESUS GARCIA SALVA, T.; BRAGAGNOLO, N. Impact
of chemical changes on the sensory characteristics of coffee beans during storage. Food
Chemistry, v. 147, p. 279–286, 2014.
RIBEIRO, V. S. et al. Chemical characterization and antioxidant properties of a
new coffee blend with cocoa, coffee silverskin and green coffee minimally processed. Food
Research International, v. 61, p. 39–47, 2014.
RODRIGUES, M. A. A. et al. Development of cookie formulations containing
coffee. Cienc. Tecnol. Aliment., v. 27, n. 1, p. 162–169, 2007.
SARAWONG, C. et al. Effect of extrusion cooking on the physicochemical
properties, resistant starch, phenolic content and antioxidant capacities of green banana flour.
Food Chemistry, v. 143, p. 33–39, 2014.
SERNA-SALVADIR, S. O. Industrial manufacture of snack foods. 1a ed.:
Kennedy's Books Ltda. 2008. 428 p.
SHAHIDI, F.; NACZK, M. Phenolics in food and nutraceuticals. Florida: CRC
Press, 2004. p. 250-256.
SILVA, R. F. da et al. Aceitabilidade de biscoitos e bolos à base de arroz com
café extrusados. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 29, n. 4, p. 815–819, 2009.
SILVA, R. F.; ASCHERI, J. L. R.; PEREIRA, R. G. F. A. Composição centesimal
e perfil de aminoácidos de arroz e pó de café. Alim. Nutri. Araraquara, v. 18, n. 3, p. 325-
330, 2007.
SILVÁN, J. M.; MORALES, F. J.; SAURA-CALIXTO, F. Conceptual study on
maillardized dietary fiber in coffee. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 58, n.
23, p. 12244–12249, 2010.
SPILLER, M. A. Caffeine. Florida: CRC Press, 1998, 384 p.
SOMPONG, R. et al. Extrusion cooking properties of white and colored rice
varieties with different amylose content. Starch - Stärke, v. 63, n. 2, p. 55–63, 2011.
SOUSA, A. G.; DA COSTA, T. H. M. Usual coffee intake in Brazil: results from
the National Dietary Survey 2008–9. British Journal of Nutrition, v. 113, n. 10, p. 1615–
1620, 2015.
SOUZA, M. L. DE; MENEZES, H. C. DE. Avaliação sensorial de cereais
matinais de castanha-do-brasil com mandioca extrusados. Food Science and Technology
(Campinas), v. 26, n. 4, p. 950–955, 2006.
44
TAN, G.; KOREL, F. Quality of flavored yogurt containing added coffee and
sugar. Journal of Food Quality, v. 30, n. 3, p. 342–356, 2007.
TAVERNA, L.; LEONEL, M.; MISCHAN, M. Changes in physical properties of
extruded sour cassava starch and quinoa flour blend snacks. Ciencie y tecnología de los
alimentos, v. 32, n. 4, p. 826–834, 2012.
TONYALI, B.; SENSOY, I.; KARAKAYA, S. The effect of extrusion on the
functional components and in vitro lycopene bioaccessibility of tomato pulp added corn
extrudates. Food & Function, p. 855–860, 2016.
VAN DER WERF, R. et al. ABTS radical scavenging capacity in green and
roasted coffee extracts. LWT - Food Science and Technology, v. 58, n. 1, p. 77–85, 2014.
WALTER, M.; MARCHEZAN, E.; AVILA, L. A. DE. Arroz: composição e
características nutricionais. Ciência Rural, v. 38, n. 4, p. 1184–1192, 2008.
WILKINSON, H. C.; CHAMPAGNE, E. T. Value-added rice products. In:
CHAMPAGNE, E. T. Rice: Chemistry and Technology. 3a ed.: American Association of
Cereal Chemists, 2004. P. 473-494.
YACU, W. Process instrumentation and control in food extruders. Cereal Foods
World, St. Paul, v. 35, n. 9, p. 919-926, sept. 1990.
45
ARTIGO 2
AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS, FUNCIONAIS E SENSORIAIS
DE CEREAL MATINAL EXTRUSADO COM FARINHA DE ARROZ E CAFÉ
TORRADO E MICRONIZADO
Autores: Sampaio, U. M.; Pereira, A. P. A; Pastore, G. M.; Clerici, M. T. P. S.; Chang, Y. K.
Artigo a ser submetido na revista Food Research International
46
Avaliação das propriedades tecnológicas, funcionais e sensoriais de cereal matinal
extrusado com farinha de arroz e café torrado e micronizado
Sampaio, U. M.; Pereira, A. P. A; Pastore, G. M.; Clerici, M. T. P. S.; Chang, Y. K.
RESUMO
O café, por suas propriedades sensoriais e conteúdo de cafeína e ácidos
clorogênicos, torna-se atrativo para uso em cereais matinais. O objetivo desse estudo foi
avaliar a influência da adição de café torrado e micronizado nas propriedades tecnológicas,
funcionais e sensoriais de cereal matinal extrusado à base de arroz. As matérias-primas foram
caracterizadas quanto a sua composição centesimal, e o café foi avaliado também quanto à
presença de cafeína, ácidos clorogênicos e ácido caféico, além de fenóis totais e atividade
antioxidante. Os extrusados elaborados em extrusora mono rosca com diferentes
concentrações de café (2,2 a 9,2%) e temperaturas da 3ª zona (131,8 a 188,2 °C) foram
avaliados quanto as suas características tecnológicas, sendo posteriormente selecionado três
ensaios para análise sensorial e determinação do conteúdo de compostos bioativos. O
aumento da concentração de café interferiu nas propriedades físicas e tecnológicas, com
tendências a redução da expansão, absorção em água, luminosidade e aumento da dureza. Os
cereais selecionados para sensorial com concentrações de 2,2%, 5,0% e 9,2% de café,
apresentaram teores de cafeína, ácidos clorogênicos e ácido caféico entre 0,45-1,22 mg g-1
,
0,38-0,94 mg g-1
e 0,03-0,08 mg g-1
, respectivamente. Esses cereais apresentaram nota de
aceitação sensorial entre 5 (não gostei, nem desgostei) e 6 (gostei ligeiramente) em uma
escala de 9 pontos, com maior preferência para o ensaio com 5,0% de café. O café
micronizado mostrou-se viável para produzir cereal matinal com cor, sabor, presença de
compostos bioativos e boa aceitabilidade sensorial.
Palavras-chave: extrusão termoplástica, cereais matinais, compostos bioativos, café,
propriedades tecnológicas
ABSTRACT
Coffee, for its sensory properties and content of caffeine and chlorogenic acids,
becomes attractive for use in breakfast cereals. The objective of this study was to evaluate the
47
influence of the addition of micronized- roasted coffee on the technological, functional and
sensorial properties of extruded base rice cereal. The raw materials were characterized as to
their centesimal composition, and the coffee was also evaluated for the presence of caffeine,
chlorogenic acids and caffeic acid, as well as total phenols and antioxidant activity. The
extrudates elaborated in a single screw extruder with different concentrations of coffee (2.2 to
9.2%) and temperatures of the third zone (131.8 to 188.2 ° C) were evaluated for their
technological characteristics, and three samples was choose for sensory analysis and
determination of the content of bioactive compounds. The increase of the coffee concentration
interfered in the physical and technological properties, with reductions in the expansion,
absorption in water, luminosity and increase in hardness. The cereals selected for sensorial
with concentrations of 2.2%, 5.0% and 9.2% of coffee presented caffeine, chlorogenic acid
and caffeic acid contents between 0.45-1.22 mg g-1
, 0.38-0.94 mg g
-1 and 0.03-0.08 mg g
-1,
respectively. These cereals presented sensory acceptance ratings between 5 and 6 on a 9-point
scale, most preferably for the 5.0% coffee assay. Micronized coffee was found to be viable to
produce breakfast cereal with color, flavor, presence of bioactive compounds and good
sensory acceptability.
Key words: extrusion, breakfast cereals, bioactive compounds, coffee, technological
properties
1. INTRODUÇÃO
Os cereais matinais por fornecerem aporte energético, de vitaminas e minerais são
produtos de alta praticidade, para a inserção de novos ingredientes no intuito de atender a
demanda por saudabilidade (ITAL, 2010; BERTRAIS et al., 2000) com estimativa de vendas
de 1,9 bilhões de reais em 2021 para essa categoria (EUROMONITOR, 2016).
As matérias-primas, normalmente, utilizadas como base de cereais matinais são o
trigo, aveia, milho e arroz. O arroz permite o desenvolvimento de novos alimentos sem
glúten, por não ser alergênico, e também por apresentar características tecnológicas
favoráveis, como bom teor de amido, cor neutra e sabor suave (WILKINSON e
CHAMPAGNE, 2004).
Com o desenvolvimento da extrusão termoplástica ao longo dos anos e a ênfase
em enriquecer esses produtos com ingredientes que possam contribuir e fornecer aporte de
48
proteínas, fibras ou compostos bioativos (OBRADOVIĆ et al., 2014), o número de trabalhos
com o emprego de diferentes ingredientes, principalmente leguminosas, pseudocereais e mais
recentemente frutas e verduras, foi elevado na comunidade científica.
Um produto que apresenta altas concentrações de compostos bioativos é o café. O
café é a principal fonte de cafeína e ácidos clorogênicos (CLIFFORD, 1999), que são
reconhecidos por sua atividade antioxidante in vitro e in vivo (XU, HU e LIU, 2012), e seus
teores são dependentes da matéria-prima, grau de torra e moagem (VIGNOLI et al., 2014;
ESQUIVEL e JIMÉNEZ, 2012).
Das espécies existentes de café, o café Arábica (Coffea arábica) tem maior
importância econômica (SHAHIDI e NACZK, 2004; SPILLER, 1998) por apresentar sabor e
aroma suaves e maior concentração de açúcares apreciados pelos consumidores (BERTRAND
et al., 2003; ABIC, 2014), correspondendo a uma produção mundial de 75% (BERTRAND et
al., 2002). Além das características sensoriais, outra razão que levou o aumento do consumo
de café está na disseminação da informação dos benefícios causados à saúde humana, sendo
considerado por muitos hoje como um alimento funcional devido ao seu alto conteúdo de
composto bioativos (FARAH, 2009).
A cafeína é uma metilxantina termorresistente que dissolve-se facilmente em água
em ebulição com uma concentração de aproximadamente 1% no café arábica, sem perdas
significativas após torrefação. Os ácidos clorogênicos, compostos também solúveis em água
(CLIFFORD, 1999), são sensíveis ao processo térmico, e podem atingir uma perda acima de
70% dependendo da intensidade do tratamento (SHAHIDI e NACZK, 2004). Mas a
degradação desses compostos pode elevar a atividade antioxidante, pela formação de
compostos de baixa massa molecular.
A moagem do café torrado quando passado por micronização, ou seja, redução do
tamanho de partículas para uma escala em µm, gera um produto instantâneo finamente moído,
que melhora a digestibilidade de macromoléculas e aumenta a capacidade de absorção de
água (DEEPA e HEBBAR, 2014; VANDANA et al., 2013), viabilizando uma maior extração
dos compostos (ANDUEZA, PAZ DE PEÑA e CID, 2003).
O objetivo desse estudo foi avaliar as influências da adição de café torrado e
micronizado nas propriedades tecnológicas, funcionais e sensoriais de cereal matinal
extrusado à base de arroz.
49
2. METODOLOGIA
2.1 MATERIAL
Farinha de arroz branco polido (SL Alimentos-Mauá da Serra/PR) e café verde
(Coffea arabica) (Ipanema Coffees-Alfenas/MG).
2.2 MÉTODOS
2.2.1 Preparo do café torrado e micronizado
O café verde passou pelo processo de torrefação média a uma temperatura de 180
°C por 15 minutos. Após a torra, o café foi moído para atingir granulometria de
aproximadamente 150 µm, armazenados em sacos plásticos, à vácuo, e acondicionados em
câmara fria a -18 °C.
2.2.2 Caracterização das matérias-primas
2.2.2.1 Composição centesimal da farinha de arroz, café verde e café torrado e micronizado
As matérias primas foram caracterizadas quanto a umidade, proteína bruta, cinzas
fibras, lipídeos e carboidratos. Para a farinha de arroz (FA) foram utilizados os métodos 44-
15.02 (umidade), 46-13.01 (proteína), 08-01.01 (cinzas) e 32-07.01 (fibras) da AACCI
(2010). Para o café verde (CV) e café torrado e micronizado (CTM), foram utilizados também
os métodos 968.11 (umidade) e 920.93 (cinzas) da AOAC (2006). A determinação de lipídeos
foi realizada segundo Bligh & Dyer (1959) e o teor de carboidratos disponíveis foi calculado
por diferença.
2.2.2.2 Cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos
A análise foi feita por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE)
conforme Magalhães et al., (2016) com modificações. O cromatógrafo Shimadzu LC-10
(Schimadzu Scientific Instruments, Columbia, EUA) utilizado era composto por bomba LC-
50
10AT VP, forno de coluna CTO-10AS VP, detector de arranjo de diodos SPD-M20A VP e
uma interface SCL-10A, com software Class VP Workstation 6.14.
Para a extração, foram pesados 50 mg das amostras de café verde e café torrado e
micronizado em tubos de ensaio, sendo adicionados 5 mL de solução de etanol:água (60:40)
(v/v). Os tubos foram agitados por um minuto em vortex para homogeneização, e
posteriormente, colocados em ultrassom por 30 minutos. Uma alíquota de 300 µL do
sobrenadante foi diluído com 700 µL de fase móvel, sendo filtrado em membranas de nylon
(0,45 µm) para retenção de impurezas. A injeção ocorreu de forma manual através do injetor
Rheodyne modelo 7725i com loop de 20 µL.
Para a separação foi utilizada coluna Symmetry C18 (4,6 mm x 75 mm x 3,5 µm)
(Waters, Milford, USA) à temperatura de 30 °C, com eluição isocrática da fase móvel reversa
composta por tampão acetato de sódio 0,01 mol L-1
, pH 3,9 e metanol na proporção 75:25
(v/v) a 1 mL min-1
. A identificação dos compostos foi baseada pelo tempo de retenção dos
espectros obtidos. A cafeína foi detectada em 272 nm e ácidos caféico e clorogênico em 325
nm. A quantificação foi realizada por calibração externa com os padrões dos compostos em
comparação com a área do pico do componente e dos padrões.
2.2.2.3 Fenóis totais
Foram determinados com o reagente Folin-Ciocalteu, descrito por Roesler et al
(2007). O reagente Folin-Ciocalteu tem amplo uso como um indicador de capacidade
antioxidante em produtos de café, através da capacidade de redução de uma amostra. O
extrato foi preparado com 2 mg mL-1
em metanol para o café verde e 3 mg mL-1
para o café
torrado e micronizado, permanecendo por duas horas em ultrassom e posteriormente sendo
centrifugado. Retirou-se uma alíquota de 0,5 mL do líquido sobrenadante. A alíquota foi
transferida para um tubo de ensaio e posteriormente adicionado 2,5 mL de reagente Folin-
Ciocalteu (10%) e 2,0 mL de carbonato de sódio (7,5%). Essa mistura após agitação em
vortex para homogeneização foi aquecida em banho-maria à 50 °C por 5 minutos, seguida de
arrefecimento. Após 1 hora, realizou-se a leitura da absorbância a 760 nm. Para a curva
padrão foi utilizado diferentes concentrações de solução padrão de ácido gálico (10 a 90 mg
mL-1
). As medições foram realizadas em triplicata e o resultado foi expresso em g de ácido
gálico 100 g-1
de amostra em base seca.
51
2.2.2.4 Atividade antioxidante (ABTS +•)
Atividade antioxidante foi avaliada segundo o método TEAC descrita por Re et al.
(1999). Os extratos de café verde e de café torrado e micronizado foram preparado com 50
mg mL-1. A solução de ABTS radicais cátions (ABTS • +) foi preparada com 7 mM de
solução de ABTS com 140 mM de persulfato de potássio. Esta mistura, acondicionada em
frasco âmbar, permaneceu à temperatura ambiente por 16 horas e ao abrigo da luz antes de
sua utilização. A solução ABTS • + estoque foi diluída com solução salina tamponada de
fosfato (pH 7,4) para atingir uma absorbância de aproximadamente 0,7 em 734 nm. Em um
tubo de ensaio, com 10 µL de amostra ou do padrão Trolox foi adicionado 4 mL da solução
de ABTS • +. Após 6 minutos de reação, a leitura da absorbância foi realizada a 734 nm em
espectrofotômetro UV-Vis (Beckman, modelo DU600, CA, EUA). Uma solução de etanol
com concentrações conhecidas de Trolox (10 a 250 µmol L-1) foi utilizada para a calibração
da curva, sendo representada graficamente como porcentagem de inibição (%) por
concentração de Trolox. Os resultados foram expressos em µM equivalente de Trolox
(TEAC) em g 100 g-1 de amostra inicial em base seca.
2.2.2.5 Tamanho de partículas
O tamanho de partícula médio e a distribuição de tamanho de partícula da farinha
de arroz e café torrado e micronizado foram determinados num determinante de tamanho de
partícula LV-950 (Horiba, Kyoto, Japão), a 25± 0,5 °C, utilizando o método de difração a
laser e o módulo de dispersão a seco (adaptado das Notas de Aplicação AN145-HORIBA).
2.2.2.6 Cor
A cor foi determinada através de um espectrofotômetro MiniScan HUNTERLAB
CR-400 (Konica Minolta Sensing Americas), seguindo o sistema CIEL*a*b*, determinando-
se os parâmetros de L*, a* e b* (MINOLTA, 1993), em que L representa a luminosidade da
amostra, com valores entre 0 (totalmente preto) e 100 (totalmente branco). E os valores de a*
e b* representam a cor variando do vermelho (+a*) ao verde (-a*) e do amarelo (+b*) ao azul
(-b*), respectivamente. O iluminante foi D65, sendo as leituras realizadas em triplicatas, com
52
três pontos de leitura em cada uma, obtendo-se a média dos pontos. Os resultados foram
expressos pela média e desvio padrão.
2.2.3 Produção do cereal matinal
2.2.3.1 Processo de extrusão termoplástica
O cereal matinal foi produzido em extrusora mono rosca (Brabender, Duisburg,
DEU), variando-se o conteúdo de café torrado e micronizado em substituição da farinha de
arroz (CTM: 2,2, 3, 5, 8 e 9,2%) e a temperatura da 3ª zona (131,8, 140, 160, 180 e 188,2 °C).
As condições de operação da extrusora e a quantidade de matérias-primas para compor os
ensaios foram definidos pelos resultados de testes preliminares. Os parâmetros utilizados para
a extrusão foram: configuração de compressão da rosca de 3:1, diâmetro da matriz de 3 mm,
120 rpm de velocidade de rotação, 16% de umidade (base seca), temperaturas da 1ª (70 °C) e
2ª (120 °C) zonas e vazão de aproximadamente 95 g min-1
.
Previamente a extrusão, os ensaios foram ajustados quanto a umidade pela adição
de água destilada, homogeneizados em misturador planetário Stand Mixer (KitchenAid),
acondicionados em sacos plásticos de polietileno, e mantidos sob refrigeração por 24 horas a
7 °C, a fim de garantir a uniformidade da umidade, até a execução do teste. Posterior ao
processo térmico, os extrusados foram imediatamente transferidos para estufa de circulação
de ar a 50 °C por 2 horas ou até atingir umidade inferior a 6%. Os produtos foram em seguida
armazenados em embalagens metálicas com barreira de oxigênio e luz até o momento da
realização de análises.
2.2.4 Caracterização do cereal matinal extrusado
Os cereais matinais obtidos foram avaliados quanto às suas propriedades físicas e
tecnológicas, sendo realizado posteriormente a definição dos extrusados para a análise
sensorial e determinação do conteúdo de compostos bioativos (itens 2.2.2.2, 2.2.2.3 e 2.2.2.4)
através da Análise de Componente Principal desses resultados.
53
2.2.4.1 Índice de expansão (IE)
Dez amostras aleatórias de extrusado de cada ensaio foram mensurados quanto ao
seu diâmetro através de um paquímetro Craftsman. O IE foi determinado pela razão entre a
média do diâmetro das amostras e diâmetro da matriz da extrusora (MERCIER, LINKO e
HARPER, 1998).
2.2.4.2 Dureza instrumental
A textura foi determinada pelo Texturômetro Stable Micro-System, modelo TA -
XT2i (Surrey, Reino Unido). Previamente, para padronização os extrusados foram cortados
em 5 cm de comprimento. Para a execução do teste foi adotada probe Warner-Bratzler com
sonda de forma “V”, velocidade do pré-teste de 2 mm s-1
, velocidade do teste de 1 mm s-1 e
velocidade do pós-teste de 1 mm s-1
, distância de 20 mm e limiar de força de 0,05 N. O corte
foi realizado perpendicularmente ao eixo principal do extrusado até rompê-lo completamente.
As análises foram conduzidas com 15 repetições, obtendo-se como resultado a média de 10
repetições, com a exclusão dos pontos extremas, da força máxima utilizada para romper o
cereal.
2.2.4.3 Bowl-life
Quinze extrusados de cada ensaio, padronizados em 5 cm de comprimento, foram
totalmente imersos em 150 mL de leite integral a 10 °C por 3 minutos, sendo em seguida
drenados por 10 segundos com auxílio de uma peneira. Posteriormente, prosseguiu-se com a
análise da textura em leite nas mesmas condições do extrusado seco.
2.2.4.4 Cor instrumental
A cor foi analisada conforme o item 2.2.2.6. A diferença de cor (ΔE*) foi
calculada em relação a amostra controle de farinha de arroz extrusada, conforme Equação 1:
Equação 1
𝛥𝐸∗ = √(∆𝐿∗)2 + (∆𝑎∗)2 + (∆𝑏∗)2
54
Onde ∆𝐿∗, ∆𝑎∗ e ∆𝑏∗ corresponde a diferença desses parâmetros entre a amostra
controle e amostra do ensaio.
2.2.4.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado
Os extrusados foram cortados ao meio com uma faca Stanley, obtendo-se cinco
pedaços de cada ensaio. As imagens da seção transversal dos extrusados foram capturados
através de um scanner equipado com o software HP PrecisoScan versão Pro 3.1 (HP Scanjet
4400C, Hewlett-Packard, USA), utilizando um papel de fundo preto. As configurações padrão
para brilho (meios-tons 2.2) e contraste (destaca 240, meios-tons 2.2 e sombras 5) do software
do scanner foram utilizados para a aquisição das imagens, sendo estas salvas em JPEG.
Posteriormente, foram convertidas para 600 dpi pelo programa IrfanView 64 (Irfan Skiljan,
Áustria). As imagens foram em seguida analisadas pelo programa Image J (National Institutes
of Health, Bethesda, MD, EUA). Foram determinados área do cereal (mm2), perímetro (mm)
e circularidade (0-1). O diâmetro médio foi obtido pelo diâmetro longitudinal e transversal do
cereal. Para a análise celular, as imagens foram ajustadas para o formato de 8 bits, com
contraste de 172, intervalo de tamanho de célula definido como 0,10 - ∞ (ferramenta de
análise de partículas) e "Overlay masks" selecionado. Os dados utilizados para cada imagem
foram: número de células, área média (mm²) e circularidade média (0-1) das partículas e os
valores médios foram calculados para a análise estatística. Valor de circularidade igual a 1,0
indica um círculo perfeito (OLIVEIRA, ROSELL e STEEL, 2015).
2.2.4.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA)
Os índices de absorção e solubilidade em água foram determinados segundo
Anderson et al (1969). Inicialmente, os extrusados foram triturados com blender até atingirem
granulometria correspondente ao mesh 60. Uma amostra de aproximadamente 2,5 g foi
suspensa em 30 mL de água destilada em tubo de centrífuga. Durante 30 minutos essa
suspensão foi agitada de forma intermitente, e após centrifugada por 10 min a 3000 x g. O
sobrenadante foi transferido para placa de alumínio para ser evaporado em estufa de
circulação de ar a 105 °C por 4 horas. O IAA correspondeu a diferença do peso do resíduo
centrifugado após remoção do sobrenadante e peso do resíduo evaporado pelo peso inicial da
amostra. E o ISA correspondeu a razão do peso do resíduo evaporado pelo peso inicial da
55
amostra representado em porcentagem. A análise foi conduzida em triplicata e os resultados
expressos em base seca.
2.2.4.7 Propriedades de pasta
Para a análise de viscosidade de pasta foi utilizado o Rapid Visco Analyser (RVA
4500, Perten Instruments, Austrália) com o software Thermocline for Windows, sendo
empregado a configuração Extrusion 1 para os extrusados e Standard para a farinha de arroz.
Foram pesados 3 g de cada amostra e ajustadas a 14% de umidade (levando-se em
consideração que a cada 3 g de amido adiciona-se 25 mL de água destilada). As cápsulas de
alumínio foram acopladas na torre do RVA dando-se início a análise. Ao final da análise foi
obtida uma curva característica de cada amostra, com os seguintes dados: tempo de
viscosidade máxima (min), viscosidade máxima (cP) – viscosidade máxima durante o ciclo de
aquecimento, viscosidade mínima (cP) – viscosidade mínima após o pico da viscosidade ,
viscosidade final (cP) – viscosidade obtida no final da análise no ciclo de resfriamento,
setback (cP) – diferença entre a viscosidade final e viscosidade mínima após o pico da
viscosidade, temperatura de pico (°C), breakdown (cP) – diferença entre viscosidade máxima
e mínima (ADEDOKUN e ITIOLA, 2010) e viscosidade a frio – viscosidade a 25 °C, no
início do aquecimento. A análise foi conduzida em triplicata e os valores obtidos foram
expressos em centipoise (cP).
2.2.4.8 Teste afetivo de aceitação
Para a análise sensorial do produto foram selecionados três produtos que
apresentaram características tecnológicas desejadas de expansão, cor e dureza. Para dar gosto
doce, os cereais foram pulverizados com solução aquosa de sacarose de 50 °brix (1:0,7), secos
em estufa de circulação de ar a temperatura de 50 °C por 1 hora. O estudo foi aprovado pelo
Comitê de Ética da Universidade Estadual de Campinas, sob o número CAAE
55950216.8.0000.5404 (Apêndice B). A análise foi realizada com 120 provadores através de
ficha sensorial (Apêndice D) com escala hedônica de 9 (nove) pontos, variando de 1 –
desgostei muitíssimo a 9 – gostei muitíssimo, em que as amostras foram avaliadas quanto à
aparência, aroma, sabor, textura, cor e impressão global. Foi utilizada escala de 5 (cinco)
pontos, variando de 1 – certamente não compraria a 5 – compraria, para a intenção de compra.
56
Antes do início da análise foi entregue aos participantes o Termo de Consentimento Livre
Esclarecido (Apêndice C). As amostras, codificadas aleatoriamente com 3 dígitos, foram
servidas uma a uma, com porção de leite pasteurizado a 10 °C, na proporção de 2 g de cereal
para 25 mL, em cabines com luz branca em ambiente condicionado a 24 °C.
2.3 ANÁLISE DE DADOS
Os resultados da composição centesimal e determinação de fenóis totais e
atividade antioxidante, quantificação de cafeína, ácidos caféico e clorogênico foram
analisados através do Teste de t de Student (p < 0,05) entre as amostras de café verde e café
torrado e micronizado. Para as análises tecnológicas e sensoriais utilizou-se análise de
variância (ANOVA), com médias comparadas pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05), através do
software Sistema de Análise de Variância Para Dados Balanceados (SISVAR 5.6). A seleção
dos ensaios para a sensorial foi realizada através da ACP (Análise de Componente Principal)
para o agrupamento de amostras similares de acordo com as propriedades físicas e
tecnológicas através do software Pirouette 3.11 (Infometrix).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS
3.1.1 Composição centesimal
A composição centesimal das matérias-primas em base seca encontra-se na Tabela
4. A farinha de arroz apresentou uma umidade dentro do determinado pela legislação
brasileira (BRASIL, 1978) de até 13,00 g 100g-1
. Os outros componentes estão similares com
a literatura (HAGENIMANA, DING e FANG, 2006; DING et al., 2005).
O café verde apresentou composição próxima ao encontrado por Franca,
Mendonça e Oliveira (2005) para o café arábica. O café torrado devido ao processo térmico
sofreu modificações em sua composição, o que revela que a composição final do café torrado
é dependente desse processo, além também de depender das características do café verde. Os
carboidratos são um dos mais afetados devido às mudanças de quantidade e estrutura. Isso
porque parte dos açúcares são convertidos a produtos das reações de Maillard e pirólise
57
(BRANDBURY, 2001). O teor de fibras do café foi alto e similar ao determinado na tabela
brasileira de composição de alimentos (NEPA, 2011).
Tabela 4 - Composição centesimal da farinha de arroz (FA), café verde (CV) e café torrado e micronizado
(CTM) em base seca (g 100g-1
)1,2
.
FA CV
4 CTM
4
Cinzas 0,69±0,02 4,23±0,00 4,40±0,01*
Proteína 10,28±0,18 14,19±0,49 14,63±0,15
Lipídeo 1,11±0,01 13,16±0,44 13,28±0,28
Fibra alimentar 0,00± 0,00 54,49± 0,60 56,53± 0,77
Carboidratos
disponíveis3
87,93± 0,18 13,93± 0,89* 11,17± 0,77
1Valores expressos como média ± desvio padrão.
2Umidade inicial: FA = 10,56±0,02 CV = 9,42±0,03; CTM = 1,11±0,04;
3Calculado por diferença: carboidratos = 100 – [(cinzas) – (proteína) – (lipídeo) – (fibra total)]
4Teste de t de Student entre CV e CTM
*Valores estatisticamente diferentes na mesma linha pelo teste t (p < 0,05)
3.1.2 Compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante
Os dados dos compostos estão expostos na Tabela 5 e os cromatogramas no
Apêndice A (Figuras 1, 2 e 3).
O valor encontrado para cafeína no CV está de acordo com os encontrados por
Spiller (1998) e Mussatto et al. (2011). A cafeína do CTM foi similar ao encontrado por
Kitzberger, Scholz e Benassi (2014) com média de 12,05 mg g-1
para diferentes cultivares de
café arábica torrados a 200 °C por 5 minutos. Alves et al. (2006) em torra média obteveram
13,50 mg g-1
de cafeína. Também foi verificado valores entre 10,90 mg g-1
e 16,50 mg g-1
para diferentes cafés torrados comerciais (FUJIOKA e SHIBAMOTO, 2008).
A cafeína é mais resistente às altas temperaturas do que os ácidos caféico e
clorogênico. Apesar de haver pequenas perdas da substância pura por sublimação a 178°C,
durante a torrefação não são observados perdas significativas de cafeína, o que corrobora com
o obtido neste trabalho. Isso ocorre provavelmente pelo aumento no ponto de sublimação da
cafeína, causado pelas elevadas pressões internas e uma baixa difusão de vapor do grão
(MOREIRA, TRUGO e DE MARIA, 2000).
58
O teor de ácido clorogênico total determinado para o café torrado e micronizado
foi semelhante ao encontrado por Fujioka e Shibamoto (2008), que foi entre 5,26 a 17,1 mg g-
1 em cafés torrados comerciais, e também estão de acordo com o trabalho de Cheong et al.
(2013), que encontraram valores entre de 29,32 e 30,19 mg g-1
no café verde de várias
espécies e 6,05 e 18,70 mg g-1
no café torrado. Os valores determinados para ácido caféico do
café verde e torrado foram superiores ao encontrado por Cheong et al. (2013), que ficaram
entre 0,17 e 0,57 mg g-1
e entre 0,04 e 0,40 mg g-1
, respectivamente.
Tabela 5 – Compostos fenólicos e atividade antioxidante do café verde (CV) e café torrado e micronizado
(CTM) em base seca1.
CV CTM
Cafeína (mg g-1
) 11,14±0,26 12,96±0,35
Ácido clorogênico (mg g-1
) 28,74±0,70* 14,01±0,71
Ácido caféico (mg g-1
) 2,65±0,08* 1,08±0,06
Fenóis totais (g ácido gálico 100g-1
) 3,00±0,88* 1,64±0,91
Atividade antioxidante (µmol Trolox g-1
) 88,88±1,99 160,64±0,67*
1Valores expressos como média ± desvio padrão.
*Valores estatisticamente diferentes na mesma linha pelo teste t (p < 0,05)
Os ácidos clorogênicos são os principais compostos fenólicos não voláteis
presentes no café. Esses ácidos são formados pela esterificação de ácido quínico com o
caféico, ou o felúrico com p-cumárico, fazendo com que haja pequenas quantidades de ácidos
fenólicos livres no café verde. O conteúdo de ácidos clorogênicos totais do café torrado
depende da espécie, variedade, torra, e também da extração e método de análise (MOREIRA,
TRUGO e DE MARIA, 2000).
O processo de torrefação leva a perdas significativas do conteúdo de ácidos
clorogênicos, de aproximadamente 60,9% para o café arábica em torra clara, devido à
degradação destes compostos pela temperatura, resultando na formação de compostos voláteis
de aroma e pigmentos (melanoidinas) (SHAHIDI e NACZK, 2004). Parte do que foi perdido
pode ser encontrado na forma de ácido quínico, caféico e compostos fenólicos de baixa massa
molecular, mas também pode haver perdas dos produtos da degradação desses ácidos por
volatilização (MOREIRA, TRUGO e DE MARIA, 2000).
Os valores obtidos para fenóis totais para café verde e café torrado e micronizado
estão abaixo do encontrado por Cheong et al. (2013) que determinaram valores entre 4,31 e
59
5,38 g de ácido gálico 100 g-1
e 3,37 e 4,31 g de ácido gálico 100 g-1
, respectivamente. A
atividade antioxidante foi maior em CTM em relação a CV, com valor abaixo do encontrado
por Contreras-Calderón et al. (2016), com média de 306,8 µmol Trolox g-1
em cafés
comerciais colombianos de torra média.
A relação do processo de torra e a atividade antioxidante do café vem sendo
amplamente estudada, mas apresentando resultados contraditórios (COELHO et al., 2014;
KITZBERGER, SCHOLZ e BENASSI, 2014; LANG et al., 2013) provavelmente pelos
diferentes métodos de torrefação ou ainda pelos diferentes métodos de avaliação da atividade
antioxidante (VAN DER WERF et al., 2014). Em geral, a atividade antioxidante pode
permanecer estável ou reduzir conforme o maior tempo e temperatura da torrefação. A
redução dessa ação pode estar atribuída às perdas de compostos fenólicos durante a torra
(VIGNOLI et al., 2014). Entretanto, foi observado em torras médias um aumento da atividade
de eliminação de radicais livres em relação ao café verde, devido ao aumento das frações não
fenólicas geradas (VIGNOLI, BASSOLI e BENASSI, 2011).
3.1.3 Tamanho de partículas
Os extrusados obtidos por extrusão termoplástica requerem de matérias-primas
com menores granulometrias, visto que quanto menor a partícula haverá uma maior
estabilidade da célula gasosa de se expandir (JAMIM e FLORES, 1998; GUY, 2001).
Partículas menores favorecem uma textura mais macia, enquanto uma granulometria maior
resulta em maior crocância (GUJRAL et al., 2001). As maiores partículas serão menos
hidratadas do que as demais, podendo levar a diferentes graus de cocção do produto, por isso,
a necessidade também de uma maior homogeneização do tamanho das partículas da amostra
(HUBER, 2001).
Como exposto na Tabela 6, a farinha de arroz (FA) e o café torrado e micronizado
(CTM) possuem granulometrias diferentes, com uma maior concentração em mesh entre 635
e 200 para FA, e entre 170 e 50 para CTM. Apesar das possíveis implicações que diferentes
granulometrias podem gerar, a porcentagem de café adicionado a farinha de arroz nos ensaios
foi baixa, já que a maior concentração das formulações foi de farinha de arroz atingindo o
mínimo de 90,8% e máximo de 97,8%.
60
Tabela 6 - Distribuição do tamanho das partículas da farinha de arroz (FA) e café torrado e micronizado (CTM).
Diâmetro (µm) ASTM mesh FA (%) CTM (%)
20 a 75 635 a 200 47,10 16,38
90 a 300 170 a 50 19,16 61,05
355 a 1180 45 a 16 18,56 20,09
1400 a 4000 14 a 5 15,18 2,48
3.1.4 Cor
Na Figura 1 podem ser observadas as distintas cores das amostras usadas para o
processo de extrusão. A farinha de arroz naturalmente apresenta cor branca, e a análise de cor
confirma essa característica, com alto valor de L* (Tabela 7), corroborando com a literatura
(BECKER et al., 2014). O café verde apresentou uma luminosidade de 70,47 e valor positivo
para b* superior ao a*, manifestando dessa forma, uma tendência maior a tonalidade amarela.
Figura 1 - Cor da farinha de arroz (FA), café verde (CV) e café torrado e micronizado (CTM).
Tabela 7 - Parâmetros de cor (L, a*, b*) obtidos para as matérias-primas1.
L*² a*² b*²
FA 96,19±0,14 -0,37±0,02 5,50±0,06
CV 70,47±0,16† 3,20±0,14 21,02±0,14†
CTM 43,73±0,39 10,99±0,07† 15,42±0,12
1Valores expressos como média ± desvio padrão.
²L*, luminosidade (0, preto; 100, branco); coordenadas cromáticas: a*, (verde (-a*) a vermelho (+a*)) e b* (azul
(-b*) a amarelo (+b*))
†Valores estatisticamente diferentes na mesma coluna pelo teste t (p ≤ 0,05)
61
Percebe-se a redução da luminosidade do grão de café após a torrefação que foi de
70,47 para 43,73, bem como o valor de b*, apresentando diferença estatística (p < 0,05) entre
essas amostras. Essa redução, além da reação de Maillard, também é caracterizada pela perda
de matéria seca, que pode chegar a atingir 20% (SPILLER, 1998), e evaporação da água do
grão, que reduziu a umidade de 9,42% para 1,11% (Tabela 5). A variação de a* depende da
cor do grão cru, variedade, idade dos grãos e outros (MOURA et al., 2007).
O processo de torrefação do grão de café verde modifica drasticamente a cor,
variando conforme a intensidade do tratamento térmico, podendo apresentar tons de canela ao
marrom extremamente escuro para preto com óleo na superfície (SPILLER, 1998). Os
polissacarídeos, proteínas e compostos fenólicos presentes no grão contribuem para a
formação de melanoidinas, que ocorre nos estágios finais da reação de Maillard, que irá
conferir cor ao grão (SILVÁN, MORALES e SAURA-CALIXTO, 2010). A cor do café
torrado também pode estar relacionada com a perda de ácidos clorogênicos, que apresentam
um decréscimo linear com a diminuição dos valores de cor. Somente a cafeína é que não
demonstra uma relação significativa com a cor gerada na torrefação (LANG et al., 2013).
3.2 CARACTERIZAÇÃO DE CEREAL MATINAL EXTRUSADO
3.2.1 Caracterização física e tecnológica
3.2.1.1 Índice de expansão (IE)
O índice de expansão dos cereais matinais variou entre 2,36 e 3,05 (Tabela 8) com
diferenças estatísticas entre as médias (p < 0,05). Os ensaios que obtiveram maiores
expansões foram C4 e C7, em temperaturas de 131,8 e 140 °C, e teores de CTM de 5 e 8%,
respectivamente, sugerindo que o aumento de CTM requer uma maior temperatura para se
obter uma maior expansão. Yeh (2004) indicou uma faixa de temperatura entre 135 °C e 150
°C para uma ótima expansão de extrusados de arroz dependendo da umidade utilizada.
Em extrusados de arroz produzidos em extrusora mono rosca foram encontrados
expansões de 3,43 a 165 °C (3ª zona) e 11,36% de umidade (ASARE et al., 2012) e expansão
média de 3 para diferentes genótipos de arroz, extrusados a 80 °C com 17% de umidade e 180
rpm (BECKER et al., 2014). Ferreira et al., (2013) obtiveram para extrusados de quirera de
arroz e café em pó uma expansão máxima (3,70) nas condições de 140 °C, 16% de umidade e
62
10% de café e 160 °C, 18% de umidade e 7% de café, identificando também que a fibra do
café influenciou na redução da expansão.
Tabela 8 - Dados experimentais de índices de expansão, dureza e bowl-life dos cereais matinais com farinha de
arroz e café torrado e micronizado*.
Ensaio CTM:FA Temperatura
(°C)
Índice de
expansão Dureza (N) Bowl-life (N)
C1 2,2:97,8 160,0 2,79±0,15b 25,28±3,11ª 25,22±2,68ª
C2 3,0:97,0 140,0 2,70±0,22b 30,43±3,96ª 22,18±2,10
b
C3 3,0:97,0 180,0 2,77±0,25b 27,06±3,62ª 22,95±2,77
b
C4 5,0:95,0 131,8 2,98±0,18ª 20,86±3,09b 14,74±1,79
c
C5 5,0:95,0 160,0 2,63±0,12b 28,60±3,99ª 25,91±2,44ª
C6 5,0:95,0 188,2 2,36±0,14c 27,70±4,89ª 26,77±3,42ª
C7 8,0:92,0 140,0 3,05±0,17ª 22,76±3,87b 21,11±2,09
b
C8 8,0;92,0 180,0 2,65±0,23b 22,77±3,23
b 22,94±3,47
b
C9 9,2:90,8 160,0 2,70±0,18b 25,94±5,80ª 24,39±2,98ª
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05). CTM – café torrado e micronizado; FA – farinha de arroz
A expansão é dependente da rede de amido formada durante o aquecimento e
cisalhamento da extrusão que tem a capacidade de aprisionar vapor de água em seu interior,
formando bolhas de ar ao emergir da matriz (HARPER, 1981). Outro aspecto a ser
considerado é a viscosidade da parede da bolha de ar, visto que uma baixa viscosidade,
ocasionada por uma baixa umidade permite um maior crescimento das bolhas de ar (FAN,
MITCHEL e BLANSHARD, 1996).
Apesar da expansão estar diretamente relacionada com a temperatura, a umidade
tem um efeito mais significante, podendo reduzir a expansão em alto teor de umidade,
tornando o material mais denso e duro (HAGENIMANA, DING e FANG, 2006). Com a
umidade fixa de 16%, observou-se que a variação da concentração de CTM em temperaturas
constantes resultaram em expansões semelhantes, com exceção de C7.
Outros fatores que também podem influenciar na expansão, reduzindo-a, são os
altos teores de proteínas, lipídeos e fibras presentes da matéria-prima. As proteínas acabam
por ajustar a distribuição de água através de ligações covalentes e interações não ligantes. Os
lipídeos, assim como a água, também podem ter ação lubrificante, reduzindo a dissipação da
energia mecânica, e consequentemente diminuindo a quantidade de amido gelatinizado
63
(GUY, 2001). E as fibras podem formar uma matriz com amido e água, ou levar a diluição do
amido, gerando uma menor porosidade do extrusado (ROBIN, SCHUCHMANN e PALZER,
2012; OBRADOVIĆ et al., 2014).
3.2.1.2 Dureza instrumental
Os extrusados demonstraram a necessidade de uma força de compressão acima de
20 N para serem rompidos, apresentando diferenças estatísticas entre si (p < 0,05) (Tabela 8).
O extrusados com menores valores de força de compressão foram C4 e C7, que também
obtiveram maior expansão. A textura está intimamente relacionada com o índice de expansão,
pois a porosidade e uniformidade das bolhas de ar formadas na extrusão estão ligadas a
dureza do produto (COLONNA, TAYEB e MERCIER, 1989; DING et al., 2005; ANTON e
LUCIANO, 2007).
O que se percebe é uma tendência do aumento de temperatura refletir em uma
redução da dureza, pois com um maior grau de gelatinização do amido a densidade e a dureza
do material são diminuídas (MERCIER e FEILLET, 1975). Entretanto, a adição de fibras
pode levar frequentemente ao aumento da dureza, devido as interações com amido ocorridas
durante a extrusão (ROBIN, SCHUCHMANN e PALZER, 2012).
3.2.1.3 Bowl-life
Os valores de dureza variaram de 14,74 e 28,18 N (Tabela 8) para os cereais
matinais imersos em leite integral, com valor maior para o ensaio C6. A menor dureza foi
obtida com ensaio C4 com 5% a 131,8 °C, corroborando com a maior expansão, que reflete
em uma maior porosidade.
O leite absorvido pelos cereais resultou em uma redução da dureza quanto
comparado aos extrusados avaliados sem leite. Os cereais matinais quando imersos no leite
sofrem alterações na textura devido à absorção repentina de umidade (MACHADO et al.,
1998), perdendo sua textura quebradiça e tornando-se encharcados (MACHADO, OLIVEIRA
e CUNHA, 1999; SACCHETT, PITTIA e PINNAVAIA, 2005). Segundo Sacchetti, Pittia e
Pinnavaia (2005), essas alterações podem ser atribuídas ao efeito plastificante da água que
modifica a resistência mecânica dos produtos pelo amolecimento da matriz de amido e
64
proteína, e também pode estar relacionado com a porosidade do material (TAKEUCHI,
SABADINI e CUNHA, 2005).
Durante a imersão de extrusado em leite integral, Machado, Oliveira e Cunha
(1999), observaram, também, a formação de uma camada de lipídeos depositada na superfície
do cereal, que acarretou em uma menor taxa de transferência de massa quando comparado
com cereal imerso em água.
A habilidade do extrusado em se hidratar está correlacionada com o tratamento
térmico empregado, pois diferentes temperaturas refletem em diferentes graus de
gelatinização do amido, resultando em diferentes taxas de absorção de água e amolecimento
do produto. Uma maior preservação dos parâmetros de textura durante a imersão pode ser
obtida com a aplicação de uma cobertura de açúcar no cereal, apesar de aumentar a dureza
inicial do cereal (SACCHETTI, PITTIA e PINNAVAIA, 2005).
Os ensaios C1, C5 e C9 obtiveram para esses os parâmetros de expansão, dureza
e bowl-life respostas estatisticamente iguais, indicando dessa forma que se pode trabalhar
com extremos de concentração de CTM sem prejudicar essas características em uma mesma
temperatura (160 °C).
3.2.1.4 Cor
Os resultados obtidos dos parâmetros de cor encontram-se na Tabela 9. O
parâmetro L* apresentou variação entre 60,79 e 72,25, a*, entre 5,12 e 7,83, b*, entre 17,95
e 20,39, e ΔE*, entre 18,11 e 29,91. Os cereais apresentaram diferenças significativas entre
si (p < 0,05). Foi observado que o aumento da concentração de CTM leva a uma redução de
L* e o aumento de a* e b*. Quanto ao ΔE*, ao ser comparado com o controle, ficou
perceptível a diferença de cor visual dos cereais matinais, podendo também ser visível a
diferença entre eles.
A alta temperatura combinada com uma baixa umidade também favorece a reação
de Maillard, que ocorre entre açúcares redutores e os grupos amino livre, levando a
degradação de pigmentos e consequente escurecimento do produto (CHEFTEL, 1986). A
expansão do extrusado também pode influenciar na cor, pois, uma menor expansão leva a
concentração de pigmentos escuros, tornando a cor do produto mais intensa (MERCIER,
LINKO E HARPER, 1998). Aliado a isso, a coloração mais escura do café pela formação de
65
melanoidinas durante a torrefação, pode levar a uma maior distinção de cor em relação ao
padrão com o aumento da concentração de CTM.
Tabela 9 - Dados experimentais dos parâmetros de cor dos cereais matinais com farinha de arroz e café torrado e
micronizado1.
Ensaio CTM:FA Temperatura
(°C) L*² a*² b*
² ΔE*²
Controle 0,0:100,0 160,0 89,11±0,10 0,26±0,01 13,09±0,26 -
C1 2,2:97,8 160,0 72,25±0,31ª 5,12±0,07g 17,95±0,08
e 18,11±0,30
f
C2 3,0:97,0 140,0 68,16±0,22c 6,32±0,09
d 19,67±0,07
b 22,78±0,33
c
C3 3,0:97,0 180,0 67,04±0,71d 6,65±0,17
c 19,57±0,20
b 23,77±0,74
c
C4 5,0:95,0 131,8 65,00±0,94e 7,35±0,26
b 20,39±0,25ª 26,08±0,91
b
C5 5,0:95,0 160,0 68,41±0,12c 6,12±0,07
e 18,85±0,07
c 22,18±0,12
d
C6 5,0:95,0 188,2 69,56±0,38b 5,81±0,07
f 18,45±0,21
d 20,92±0,43
e
C7 8,0:92,0 140,0 61,90±0,52f 7,72±0,09ª 19,34±0,25
b 28,82±0,53ª
C8 8,0;92,0 180,0 64,82±0,66e 7,09±0,20
b 19,03±0,22
c 25,83±0,70
b
C9 9,2:90,8 160,0 60,79±0,55f 7,83±0,05ª 19,43±0,16
b 29,91±0,52ª
1Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05).
²L, luminosidade (0, preto; 100, branco); coordenadas cromáticas: a*, (verde (-a*) a vermelho (+a*)) e b* (azul
(-b*) a amarelo (+b*)), ΔE, diferença de cor entre amostra e padrão
CTM – café torrado e micronizado; FA – farinha de arroz
3.2.1.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado
Mudanças na estrutura dos extrusados vêm sendo estudadas utilizando-se como
técnica análise de imagem 3D com tomografias de raios-X (CHANVRIER et al., 2013;
CHANVRIER et al., 2014; CHASSAGNE-BERCES et al., 2011) ou por microscopia
eletrônica de varredura. Mas segundo Oliveira, Rosell e Steel (2014), a estrutura
macroscópica dos extrusados não havia sido notada anteriormente, mesmo que as medidas
utilizadas (diâmetro, área e perímetro) demonstrassem o impacto do processo de extrusão. As
imagens dos cortes transversais dos extrusados estão expostas na Figura 2, onde pode-se
perceber distinções na estrutura das células formadas nos diferentes ensaios.
66
Figura 2 - Imagem da seção transversal dos extrusados. Os números correspondem aos cereais matinais obtidos
em diferentes concentrações de CTM e temperatura.
Os resultados obtidos (Tabela 10) demonstraram haver poucas diferenças
estatisticamente significativas (p < 0,05) dos parâmetros analisados. A circularidade do
extrusado, área do extrusado e circularidade das células foram similares, indicando que o
aumento de CTM ou temperatura não influenciaram nesses parâmetros. Por outro lado, a
elevação da temperatura aumentou o número de células de gás quando observado em ensaios
com mesma concentração de CTM, demonstrando que a temperatura teve mais influência
nessa resposta. A circularidade do extrusado e das células ficaram próximos 1, revelando uma
circularidade quase regular quanto a essa forma.
Produtos extrusados à base de amido normalmente apresentam uma matriz porosa
como consequência da expansão do produto ao sair da extrusora. A evaporação da água e a
queda de pressão para pressão atmosférica leva a formação de bolhas. A viscosidade da
parede das bolhas acaba por se tornar um fator importante para o tamanho final da célula de
gás, pois em baixas viscosidades pode haver um maior crescimento (FAN, MITCHEL e
BLANSHARD, 1996).
Extrusados com adição de fibras também sofrem modificações na sua estrutura e
consequentemente na sua expansão. As fibras podem reduzir a porosidade (vinculada ao
tamanho da célula de gás), aumentar a dureza e a densidade do material (vinculado ao
diâmetro), conforme também o tipo de fibra presente (solúvel ou insolúvel) (ROBIN,
SCHUCHMANN e PALZER, 2012). A redução da pressão devido ao colapso das bolhas de
ar na interface de amido e fibras também limita a expansão do produto (CHANVRIER et al.,
2013; CHANVRIER et al., 2014; CHASSAGNE-BERCES et al., 2011).
67
Tabela 10 - Dados experimentais para a análise de imagem da seção transversal dos cereais matinais contendo farinha de arroz e café torrado e micronizado*.
Ensaio CTM:FA Temperatura
(°C)
Diâmetro
(mm) Área (mm²) Perímetro (mm) CE
1 NC
1 AC (mm²)
1 CC
1
C1 2,2:97,8 160,0 3,67±0,11b 10,73±0,92
b 12,92±0,27
b 0,81±0,04
n.s. 32,67±4,19ª 3,75±0,62
n.s. 0,83±0,01
n.s.
C2 3,0:97,0 140,0 3,71±0,08b 11,32±0,62
b 13,78±0,84
b 0,76±0,12
n.s. 23,00±2,45
b 3,73±0,22
n.s. 0,82±0,01
n.s.
C3 3,0:97,0 180,0 3,90±0,04b 12,23±0,82
b 13,69±0,63
b 0,82±0,03
n.s. 35,00±2,00ª 3,96±0,28
n.s. 0,88±0,03
n.s.
C4 5,0:95,0 131,8 4,45±0,03ª 15,93±0,26ª 15,57±0,30ª 0,83±0,02n.s.
34,00±1,63ª 4,98±0,21n.s.
0,82±0,03n.s.
C5 5,0:95,0 160,0 3,82±0,23b 12,00±0,26
b 13,52±0,20
b 0,83±0,02
n.s. 21,00±0,82
b 4,48±0,09
n.s. 0,79±0,05
n.s.
C6 5,0:95,0 188,2 3,85±0,16b 11,94±1,07
b 13,40±0,36
b 0,83±0,05
n.s. 35,33±2,49ª 4,21±0,41
n.s. 0,86±0,02
n.s.
C7 8,0:92,0 140,0 3,34±0,02c 9,69±0,67
b 12,18±0,45
b 0,82±0,01
n.s. 21,33±2,05
b 3,44±0,57
n.s. 0,84±0,01
n.s.
C8 8,0;92,0 180,0 3,59±0,07b 10,40±1,02
b 12,81±0,82
b 0,80±0,06
n.s. 32,00±3,56ª 3,24±0,20
n.s. 0,81±0,06
n.s.
C9 9,2:90,8 160,0 3,73±0,07b 11,18±0,05
b 12,93±0,09
b 0,84±0,01
n.s. 30,00±1,41ª 4,00±0,30
n.s. 0,83±0,05
n.s.
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05).
n.s. – não significativo
1CE – Circularidade do extrusado; NC – Número de célula; AC – Área da célula; CC – Circularidade da célula
68
3.2.1.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA)
Os resultados de índice de absorção e solubilidade em água estão expostos na
Tabela 11.
Tabela 11 - Médias dos dados experimentais de índices de absorção (IAA) e solubilidade (ISA) em água dos
cereais matinais com farinha de arroz e café torrado e micronizado*.
Ensaio CTM:FA Temperatura (°C) IAA ISA (%)
C1 2,2:97,8 160,0 5,86±0,05d 5,07±0,05
d
C2 3,0:97,0 140,0 7,57±0,09ª 4,36±0,41e
C3 3,0:97,0 180,0 6,19±0,03d 5,51±0,02
c
C4 5,0:95,0 131,8 6,51±0,03c 7,46±0,03ª
C5 5,0:95,0 160,0 7,10±0,07b 5,54±0,02
c
C6 5,0:95,0 188,2 5,77±0,09d 5,54±0,05
c
C7 8,0:92,0 140,0 6,40±0,56c 5,64±0,31
c
C8 8,0;92,0 180,0 5,83±0,03d 5,61±0,01
c
C9 9,2:90,8 160,0 6,00±0,03d 6,09±0,03
b
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05).
IAA variou entre 5,77 e 7,57, com diferenças estatísticas significativas (p < 0,05)
entre os cereais matinais. O maior índice foi obtido pelo cereal C2. O índice de absorção
indica o grau de degradação à integridade do grânulo de amido, refletindo a severidade do
processo térmico, ou seja, se a estrutura amilácea foi mantida ou não, aumentando ou
reduzindo a capacidade de absorção de água a temperatura ambiente pela disponibilidade de
grupos hidrofílicos para se ligarem às moléculas de água (FAUBION e HOSENEY, 1982;
GOMEZ e AGUILERA, 1983). Dessa forma, geralmente os maiores índices IAA são
atingidos com uma maior umidade. Isso reduz a degradação dos grânulos de amido,
resultando em um aumento da capacidade de absorção de água. Já em uma baixa umidade há
uma maior degradação do amido, o que reduz o IAA (COLONNA e MERCIER, 1983).
Observou-se que o aumento da temperatura reduziu a absorção dos cereais, e ao
mesmo tempo o aumento da concentração de CTM reduziu a absorção, provavelmente pela
presença de fibras e menor disponibilidade de amido. Esse comportamento também foi
observado por Ferreira et al. (2013) e Chávez et al. (2017) que constataram que o aumento da
69
concentração de café em pó levava a uma redução do índice de absorção, e que as fibras
também alteravam a solubilidade em água no processo de extrusão.
ISA variou entre 4,36 e 7,46%, com diferenças estatísticas (p < 0,05) entre os
ensaios. Observou-se uma tendência da redução desse índice com o aumento da concentração
de café. Ferreira et al. (2013) observaram tendência de redução de ISA com o aumento da
umidade e temperatura. Por outro lado, observaram que a interação da umidade com o
conteúdo de café aumentaram os valores de ISA até certo ponto. Baixa umidade e menor
porcentagem de café também levaram ao aumento do índice de solubilidade em água.
O índice de solubilidade reflete a presença de moléculas solúveis que são
atribuídas ao nível de dextrinização do amido extrusado (COLONNA, TAYEB e MERCIER,
1989). Condições severas da extrusão aumentam a dextrinização e consequentemente o ISA.
Mesmo em uma alta umidade, se combinada com uma alta temperatura haverá o aumento da
solubilidade, devido à fragmentação dos grânulos de amido (HAGENIMANA, DING e
FANG, 2006).
3.2.1.7 Propriedades de pasta
Os dados das propriedades de pasta permitem avaliar o impacto da extrusão
termoplástica e das formulações, que são dependentes dos graus de gelatinização e ruptura do
grânulo de amido (EL-DASH, GONZALES e CIOL, 1983). A Figura 3 abaixo expõe o
comportamento da viscosidade de pasta da farinha de arroz (Figura 3a) e dos cereais matinais
(Figura 3b) e a Tabela 12 demonstra os dados experimentais obtidos dos ensaios com
diferenças estatísticas significativas entre si (p < 0,05).
Figura 3 - Propriedades de pasta da farinha de arroz (a) e dos cereais matinais (b) adicionados de café torrado e
micronizado.
(a) (b)
70
O comportamento da farinha de arroz é consequência da presença de grânulos de
amido intactos. O amido não absorve água a temperatura ambiente e por isso não há pico da
viscosidade a frio. Entretanto, com elevação da temperatura e agitação ocorre a ruptura da
estrutura de amilose e amilopectina, permitindo a entrada de água para o interior do grânulo,
inchando-o. A absorção de água e o inchamento eleva a viscosidade, mas com a ruptura
máxima da sua estrutura essa viscosidade é reduzida. Com o resfriamento, ocorre a
reassociação das frações de amilose e amilopectina, formando gel e sinérese, que representam
a tendência de retrogradação do amido (HUANG e ROONEY, 2001)
A viscosidade a frio (Vfrio) a 25 °C variou entre 561,00 e 1007,67 cP. Esse
parâmetro indica a capacidade da farinha em absorver água a temperatura ambiente,
permitindo, assim, avaliar o grau de cozimento pela gelatinização do amido e dextrinização
causada também pelo atrito da rosca (COLONNA, TAYEB e MERCIER, 1989). Percebeu-se
que, o aumento da temperatura e concentração de CTM levou a uma redução da viscosidade a
frio. Isso ocorre, pois durante o tratamento térmico os grânulos de amidos perdem sua
estrutura cristalina, devido ao rompimento das ligações de hidrogênio, favorecendo a sua
hidratação em temperatura ambiente. Conforme a dextrinização é elevada, moléculas de
menor massa são formadas, dando origem ao gel em baixas temperaturas (EL-DASH,
GONZALES e CIOL, 1984). Entretanto, severas condições de processo também podem
reduzir Vfrio pela despolimerização do amido (MENEGASSI et al., 2007). A presença de
fibras também pode levar a redução da viscosidade a frio por não fornecerem suficiente
material viscoso, limitando a gelatinização do amido (TEBA, ASCHERI e CARVALHO,
2009).
A viscosidade máxima (Vmax) variou entre 721,33 e 936,67 cP, com redução da
viscosidade com o aumento da concentração de CTM. A perda da estrutura do grânulo faz
com este perca sua capacidade de inchar quando aquecido, apresentando baixa viscosidade a
95 °C. Se a viscosidade se apresentar alta, indica que ainda há predominância de grânulos de
amido intactos ou que parte da sua estrutura amilácea está conservada (HAASE, MINTUS e
WEIPERT, 1995).
O tempo e a temperatura da Vmax variaram entre 2,07 e 7,13 min, e entre 25,10 e
94,72°C, respectivamente. Os maiores valores de tempo e temperatura foram de C1 e C2.
Observou-se que o aumento da concentração CTM reduziu o tempo e a temperatura do pico
da viscosidade máxima.
71
A viscosidade mínima (Vmin) apresentou valores entre 382,33 e 642,67 cP, com
sua redução proporcional ao aumento do teor de CTM. Essa viscosidade é identificada quando
se atinge a ruptura máxima dos grânulos pela agitação do meio a temperatura constante. Por
isso, o conteúdo de amido presente pode levar a uma menor ou maior viscosidade devido à
disponibilidade de amido a sofrer rompimento de sua estrutura. Isso poderia justificar a
redução de Vmin com o aumento de CTM, com os menores valores para C7e C9.
Para a quebra da viscosidade ou breakdown foram obtidos valores entre 214,33 e
563,67 cP, sendo sugerido que o aumento da concentração de CTM aumenta a quebra da
viscosidade. Esse parâmetro refere-se à estabilidade da pasta durante o aquecimento e
agitação mecânica (TEBA, ASCHERI e CARVALHO, 2009), sendo cálculo realizado pela
diferença entre a viscosidade máxima e a mínima.
A viscosidade final (Vfinal) variou entre 847,00 e 1122,67 cP. A viscosidade
final está relacionada com a umidade e temperatura utilizadas no processo de extrusão,
sofrendo influência também da velocidade da rosca, tamanho de partículas e composição
centesimal da matéria-prima (COLONNA, TAYEB e MERCIER, 1989, MERCIER, LINKO e
HARPER, 1998). O IAA também está relacionado com a Vfinal, pois um alto índice de
absorção reflete em uma maior Vfinal (HARPER, 1994), comportamento, este que pode ser
notado na Figura 3.
Tendência a retrogradação ou setback refere-se ao comportamento do amido no
arrefecimento pelo efeito da recristalização das cadeias de amilose e amilopectina através das
ligações de hidrogênio, resultando na formação de precipitados e sinérese, com o aumento da
viscosidade final (TEBA, ASCHERI e CARVALHO, 2009). Foi observado efeito negativo da
concentração de CTM, sugerindo-se que o aumento de CTM diminui a tendência a
retrogradar, provavelmente pela menor quantidade de amido presente na formulação. Os
menores valores de setback foram obtidos nos tratamentos C7, C8 e C9 que continham as
maiores teores de CTM.
72
Tabela 12 - Médias dos dados experimentais para a resposta das propriedades de pasta (Vfrio, Vmax, Tempo do pico, Temperatura, Vmin, Breakdown, Vfinal e Setback) dos
extrusados*.
Ensaio CTM:FA Temperatura
(°C) Vfrio (cP) Vmax (cP)
Tempo
(min) T (°C) Vmin (cP)
Breakdown
(cP) Vfinal (cP) Setback (cP)
Controle1 0,0:100,0 - 5654,67±36,01 6,13±0,05 84,68±0,02 4631,67±40,53 1023,00±7,26 10137,33±97,22 5505,67±130,27
C1 2,2:97,8 160,0 757,33±44,38d 884,00±4,24
b 7,11±0,03ª 94,62±0,16ª 642,67±1,70ª 241,33±2,62
e 1122,67±5,44ª 480,00±4,32ª
C2 3,0:97,0 140,0 936,00±46,73b 886,00±9,63
b 7,13±0,00
a 94,72±0,08ª 614,33±3,30
b 271,67±6,34
d 1094,67±4,03
b 480,33±1,25ª
C3 3,0:97,0 180,0 824,33±36,12c 797,67±1,89
d 6,64±0,03
d 89,97±0,44
c 525,67±2,36
e 272,00±2,16
d 946,00±2,16
d 420,33±3,68c
C4 5,0:95,0 131,8 1007,67±72,15ª 936,67±7,32ª 2,07±0,00f 25,10±0,02
e 382,33±7,04
h 563,67±14,06ª 847,00±9,74
g 474,00±7,12
b
C5 5,0:95,0 160,0 706,56±16,83d 807,67±4,92
d 6,96±0,05
b 93,72±0,67ª 544,56±3,45
c 263,11±1,81
d 972,00±5,08
c 427,44±1,64
c
C6 5,0:95,0 188,2 561,00±8,29e 854,67±4,92
c 6,82±0,03
c 91,60±0,49
b 640,33±3,09ª 214,33±5,91
f 1104,00±3,56
b 463,67±0,94
b
C7 8,0:92,0 140,0 811,67±57,74c 721,33±6,02
f 7,00±0,00
b 94,65±0,08ª 465,67±3,86
g 255,67±3,68
d 864,67±4,50
f 399,00±6,98
d
C8 8,0;92,0 180,0 629,67±20,50e 852,00±9,93
c 6,53±0,05
e 87,92±0,90
d 536,00±4,55
d 316,00±6,68
b 944,33±10,78
d 408,33±6,65
d
C9 9,2:90,8 160,0 675,00±25,94d 785,67±2,49
e 6,64±0,03
d 89,88±0,45
c 484,00±2,94
f 301,67±4,03
c 885,00±0,00
e 401,00±2,94
d
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05). 1Farinha de arroz não extrusada
Vfrio – viscosidade a frio; Vmax - viscosidade máxima durante o aquecimento; Tempo - da viscosidade máxima; T – temperatura da Vmax; Vmin – viscosidade mínima após o
pico da viscosidade; Breakdown – diferença entre a viscosidade máxima e viscosidade mínima; Vfinal – viscosidade obtida no final da análise; Setback – diferença entre a
viscosidade final e viscosidade mínima
73
3.2.2 Análise de Componente Principal
As Figuras 4a e 4b foram representadas nos seus eixos pelos dois PCs mais
importantes, correspondendo o PC 1 (54,70%) e PC 2 (28,86%), explicando 83,56% da
variação dos dados de índice de expansão (IE), dureza, bowl-life, índices de absorção (IAA) e
solubilidade em água (ISA). Como esperado, os IE e ISA apresentaram correlação negativa
aos demais. C4 e C7 foram os ensaios mais distintos. C2 e C5 apresentaram uma maior
tendência de valores em IAA e dureza. As demais obtiveram tendência quanto à bowl-life.
Figura 4 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de expansão (IE), absorção
em água (IAA), solubilidade em água (ISA), dureza e bowl-life dos cereais matinais com café torrado e
micronizado.
(a)
(b)
As Figuras 5a e 5b representam os parâmetros de cor, assim como, a distribuição
dos ensaios no plano cartesiano. PC 1 correspondeu a 84,40% e PC 2 a 15,46%, totalizando
PC 1 (54,70%)
PC 1 (54,70%)
PC
2 (
28,8
6%
) P
C 2
(8,8
6%
)
74
99,86%. As variáveis L*, a* e b* encontraram-se em quadrantes diferentes, demonstrando não
terem uma forte correlação entre si, com L* apresentando correlação negativa em relação a a*
e b*, ou seja, quanto maior os valores de a* e b* menor a luminosidade do cereal. Os ensaios
localizados à direita no gráfico dos scores (Figura 5b), C2, C3 e C4 apresentaram tendência a
maiores valores de b*, e os ensaios C7, C8 e C9 maiores valores de a*. Os demais ensaios
apresentaram maior tendência a altos valores de L*.
Figura 5 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de cor L*, a* e b* dos
cereais matinais com café torrado e micronizado.
(a)
(b)
Os parâmetros utilizados na avaliação da imagem transversal dos cereais matinais
foram expostos nas figuras 6a e 6b. PC 1 correspondeu a 57,52% e PC 2 a 21,65%,
explicando 79,17% das respostas. Todas as variáveis demonstraram efeitos positivos. Da
mesma forma, foi observado forte correlação entre diâmetro, área e perímetro, com C4 sendo
o cereal mais distinto.
PC
2 (
15,4
6%
)
PC 1 (84,40%)
PC
2 (
15,4
6%
)
PC 1 (84,40%)
75
Figura 6 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de diâmetro, área,
perímetro, circularidade do extrusado (CE), área da célula (AC), número de células (NC) e circularidade da
célula (CC) dos cereais matinais com café torrado e micronizado.
(a)
(b)
Os parâmetros das propriedades de pasta (Figuras 7a e 7b) foram explicados por
90,91%, correspondendo 57,59% ao PC1 e 33,32% ao PC2. A viscosidade final (Vfinal) e
mínima (Vmin) demonstraram maior correlação estando do lado direito do gráfico, enquanto a
viscosidade a frio (Vfrio), viscosidade máxima (Vmax), breakdown e setback foram localizados
do lado esquerdo do gráfico. Tempo e temperatura apresentaram efeito negativo em relação às
últimas variáveis citadas, estando bastante próximos. O posicionamento dos ensaios no plano
cartesiano foi concentrado do lado direito do gráfico, mostrando uma tendência de que C1, C2
e C6 apresentem maiores valores de Vfinal e mínima Vmin. C4 foi o mais distinto e os demais
ensaios permaneceram no quadrante de tempo e temperatura.
PC 1 (57,52%)
PC
2 (
19,4
2%
) P
C 2
(21,6
5%
)
PC 1 (57,52%)
76
Figura 7 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 da viscosidade a frio (Vfrio), viscosidade
máxima (Vmax), tempo, temperatura, viscosidade mínima (Vmin), breakdown, viscosidade final (Vfinal) e
setback dos cereais matinais com café torrado e micronizado.
(a)
(b)
A definição dos ensaios para a análise sensorial e quantificação dos teores de
compostos bioativos foi baseada nos resultados de expansão, dureza, bowl-life e cor. Os
ensaios C1, C5 e C9 apresentaram comportamentos similares quanto aos três primeiros
parâmetros, podendo-se então avaliar os extremos da concentração de café, com suas
diferentes cores.
PC
2 (
33,4
0%
)
PC 1 (57,59%)
PC
2 (
33,3
2%
)
PC 1 (57,59%)
77
3.2.3 Caracterização química
3.2.3.1 Cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos
Os dados da composição química dos cereais matinais estão expostos na Tabela
13, apresentando diferenças significativas (p < 0,05), sendo a maior concentração de
compostos presentes em C9. Os gráficos obtidos na análise de cromatografia estão no
Apêndice A (Figuras 1, 5 e 6). Como esperado, o teor dos compostos foi baixa,
considerando-se que além do processo de extrusão, a quantidade de café inserida nas
formulações foi pequena.
Uma bebida de café pode conter uma média de 75 a 200 mg de cafeína em 100
mL no café arábica, e entre 35 e 350 mg de ácidos clorogênicos (FARAH, 2009;
CLIFFORD, 1999), variando conforme matéria-prima, torra e extração no preparo da bebida.
Em uma porção de consumo de 40g de cereal matinal, a partir dos resultados da Tabela 14,
pode-se estimar uma variação entre 18,0 a 48,8 mg de cafeína, 15,2 a 37,6 mg de ácido
clorogênico e de 1,2 a 3,2 mg de ácido caféico.
A ingestão diária moderada de cafeína é de aproximadamente 300 mg por dia
(CAMARGO e TOLEDO, 1998) e de ácidos clorogênicos por pessoas que consomem café é
estimada em 0,1 – 2g por dia e menor que 100 mg por dia em pessoas que não possuem o
hábito de consumir a bebida (CLIFFORD, 1997).
Tabela 13 - Composição química dos extrusados quanto aos teores de cafeína, ácidos clorogênicos e caféico,
fenóis totais e atividade antioxidante, em base seca.
C1* C5* C9*
Cafeína (mg g-1
) 0,45±0,01c 0,76±0,04
b 1,22±0,02
a
Ácido Clorogênico (mg g-1
) 0,38±0,02c 0,57±0,03
b 0,94±0,03
a
Ácido Caféico (mg g-1
) 0,03±0,00c 0,04±0,00
b 0,08±0,00
a
Fenóis totais (g ácido gálico 100 g-1
) 0,01±0,00c 0,02±0,00
b 0,03±0,02
a
Atividade antioxidante (µmol Trolox g-1
) 2,17±0,21b 2,33±0,00
b 8,59±0,75
a
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05).
C1 - formulação com 2,2% de CTM a 160 °C; C5 - formulação com 5,0% de CTM a 160 °C; C9 - formulação
com 9,2% de CTM a 160 °C
78
Através dos dados, percebe-se que o aumento do teor de compostos bioativos é
consequência do aumento proporcional de CTM, lembrando-se que esse aumento é
considerado proporcional, pois os três ensaios selecionados tiveram a mesma temperatura
(160 °C) utilizada na extrusão. Isso quer dizer que em tratamentos mais severos mesmo com
maiores concentrações poderia haver ou não uma maior perda de compostos.
Diversos trabalhos estudaram os efeitos dos parâmetros da extrusão sobre a perda
e retenção de tais compostos. De maneira geral, a composição centesimal da matéria-prima,
umidade, temperatura e rotação da rosca influenciam na degradação de compostos bioativos.
A umidade por poder ter efeito protetor dos compostos quando em alto teor, a temperatura
pela instabilidade térmica dessas substâncias e o alto cisalhamento pela ruptura da estrutura
molecular, mas o que poderia também resultar em um menor tempo de residência do material
na extrusora (HIRTH et al., 2014). Moussa-Ayoub et al. (2015) encontraram valores similares
de flavonoides entre o fruto de cacto nativo e depois da extrusão com arroz e milho. Já em
outros trabalhos a perda de compostos bioativos foi significativa (SARAWONG et al., 2014;
TONYALI, SENSOY e KARAKAYA, 2016; DAR, SHARMA e KUMAR, 2014). Entretanto,
o tratamento térmico aplicado e cisalhamento levam a formação de substâncias com baixa
massa molecular, auxiliando no aumento da atividade antioxidante.
3.2.3.2 Fenóis totais e Atividade antioxidante (ABTS +•)
Os dados de fenóis totais e atividade antioxidante estão expostos na Tabela 13,
com diferenças significativas (p < 0,05) entre as amostras, aumentando-se a concentração
desses valores conforme o aumento da concentração de CTM. Para o teor de fenóis totais
percebe-se a redução após a extrusão e o aumento da atividade antioxidante, fato esse já
exposto em trabalhos anteriores com adição de frutas em extrusados.
Quando comparado a outros processos térmicos como a torrefação, a extrusão
termoplástica pode reter a maior parte de compostos bioativos e consequentemente obter uma
atividade antioxidante significante, ou no mínimo não afetar negativamente a atividade
antioxidante dos produtos finais (MOUSSA-AYOUB et al., 2015). Sarawong et al. (2014)
verificaram que ao extrusar farinha de banana verde, somente o conteúdo de fibras solúveis e
capacidade antioxidante não sofreram alterações após a extrusão quando comparado com a
farinha de banana nativa.
79
A redução dos compostos bioativos pode ser atribuída ao efeito combinado da
umidade inicial, cisalhamento e temperatura que podem causar a despolimerização dos
compostos fenólicos, tornando-os mais facilmente extraíveis para sua quantificação. Em
extrusados de aveia, amido de batata e bagaço de maçã, o aumento do conteúdo fenólico se
deu com o aumento da temperatura em diversas umidades (entre 21,76 e 30,24%), mas foram
reduzidos em baixas temperaturas com aumento da umidade (LEYVA-CORRAL et al., 2016).
Além dos parâmetros de extrusão, ingredientes em seu estado in natura sem
grandes modificações físicas e químicas, podem dependendo da severidade do processo
manter um teor um pouco mais elevado de compostos bioativos, mas ao mesmo tempo podem
atribuir sabores adstringentes indesejáveis ao produto final. O café como consequência da
torrefação apresenta menores teores de bioativos quando comparado ao café verde, mas ainda
é uma das principais fontes de cafeína e ácidos clorogênicos. O uso da torrefação média teve
como intuito, portanto, uma maior preservação dos compostos, mas também a formação de
compostos aromáticos, pigmentos e sabor apreciados pelos consumidores de café. E ainda a
micronização para melhor digestibilidade e extração desses compostos.
3.2.4 Caracterização sensorial
Os ensaios selecionados para a sensorial podem ser visualizados na Figura 8.
Figura 8 - Ensaios selecionados para a sensorial.
A Tabela 14 apresenta a nota média dos ensaios quanto aos atributos avaliados.
De modo geral, observou-se uma homogeneidade nas médias obtidas dos extrusados, mas
com uma maior aceitação do extrusado com 5% de café torrado e micronizado, considerando-
se como critério notas acima de 6, e maior nota para intenção de compra. Diferenças não
significativas (p > 0,05) foram observadas apenas nos atributos de aparência e textura.
80
Tabela 14 - Nota média de aceitação quanto aos atributos de aparência, aroma, sabor, textura, cor, impressão
global e intenção de compra dos extrusados.
C1* C5* C9*
Aparência1 4,93±1,91a 5,48±1,93
a 5,11±2,01
a
Cor1 5,12±2,04b 6,33±1,70
a 6,25±1,71
a
Aroma1 5,32±1,30b 5,74±1,45
a 5,78±1,37
a
Sabor1 5,43±1,91b 6,18±1,81
a 5,49±1,87
b
Textura1 6,66±1,69a 6,23±2,01
a 6,13±1,93
a
Impressão global1 5,56±1,68b 6,15±1,62
a 5,63±1,69
b
Intenção de compra² 2,76±1,01b 3,08±0,98
a 2,75±1,06
b
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05). 1Atributos da tabela: 1 = desgostei muitíssimo; 5 = nem gostei/nem desgostei; 6 = gostei ligeiramente; 9 = gostei
muitíssimo
²Atributos da tabela: 1 = certamente não compraria; 3 = talvez compraria/talvez não compraria; 5 = compraria
C1 - formulação com 2,2% de CTM a 160 °C; C5 - formulação com 5,0% de CTM a 160 °C; C9 - formulação
com 9,2% de CTM a 160 °C;
A aparência do cereal matinal recebeu médias entre 4,93 e 5,48, sem diferença
estatística. Isso pode ter sido consequência do formato que foi apresentado aos provadores. Os
formatos e cores de cereais matinais são bastante importantes para a primeira avaliação visual
do produto e para atingir uma maior atratividade.
A formulação com menor concentração de CTM (C1) apresentou coloração mais
clara, e como consequência recebeu notas mais baixas em relação aos demais, provavelmente
porque para os provadores era desejada uma cor característica do café torrado. Com o
aumento da concentração de CTM a luminosidade foi reduzida, com a coloração escura mais
visível, conforme o ΔE*.
O aroma do cereal matinal recebeu médias entre 5,32 e 5,78 com diferença
estatística (p < 0,05) entre as amostras, com a menor média para C1, provavelmente pela
baixa concentração de CTM. O café arábica é conhecido por ter mais aroma, menos acidez e
cafeína, com maior concentração de açúcares. A produção dos compostos voláteis
responsáveis pelo aroma do café se dá durante o processo de torrefação, sendo a maior parte
desses compostos formados por aldeídos, cetonas, pirazinas, piridinas, compostos fenólicos,
ésteres, dentre outros (CAPRIOLI et al., 2015; MOREIRA, TRUGO e DE MARIA, 2000). O
gostar pelo aroma de café nos extrusados foi considerado entre “indiferente” e “gostei
ligeiramente” aos provadores. Isso provavelmente porque após a extrusão os compostos
voláteis sejam perdidos juntamente com o vapor de água como consequência da expansão e
81
formação de bolhas no material. Além disso, a polaridade dos compostos voláteis permite
uma maior ou menor difusividade na massa antes da evaporação de água, sendo que os
compostos apolares tem maior retenção (BHANDARI, D’ARCY e YOUNG, 2001).
O sabor obteve médias entre 5,43 e 6,18, com diferença estatística (p < 0,05) entre
os cereais matinais. Na primeira e última formulação, o sabor foi considerado indiferente e C5
recebeu a maior nota de sabor. Isso provavelmente devido à concentração de CTM, que nas
amostras representaram os extremos. Ou seja, C5 representaria um equilíbrio no teor de café
sendo mais apreciado por parte dos provadores.
A textura do cereal matinal recebeu médias entre 6,13 e 6,66 sem diferença
estatística (p < 0,05) entre as amostras. Esse resultado pode ser devido à semelhança na
expansão e textura desses cereais matinais.
A impressão global refere-se à avaliação do produto como um todo, o grau de
satisfação considerando-se todos os atributos avaliados. O cereal matinal com maior aceitação
quanto à impressão global foi C5. A formulação com 5% poderia, portanto, atender tanto para
as pessoas que gostam ou que gostam moderadamente das características sensoriais do café.
A intenção de compra está exposta na Figura 9. A maior porcentagem para a
intenção de compra, considerando-se a nota para “provavelmente compraria” foi para C5, em
seguida C9 e depois C1, como reflexo das avaliações dos atributos anteriores.
Figura 9 - Intenção de compras conforme as notas atribuídas para os extrusados C1, C5 e C9.
82
4. CONCLUSÃO
O presente estudo mostrou que café torrado e micronizado pode ser uma fonte
potencial de compostos bioativos em produtos extrusados. O aumento da concentração de café
demonstrou interferência na expansão, dureza e bowl-life, levando a uma menor luminosidade
e índice de absorção em água, além de influenciar nas propriedades de pasta, principalmente
na viscosidade a frio, máxima e de retrogradação. Os cereais matinais selecionados para a
sensorial com adição de 2,2, 5,0 e 9,2% de café, tiveram o conteúdo de cafeína, ácido caféico
e ácido clorogênico reduzidos quando comparados à matéria-prima, mas apresentaram ainda
uma considerável quantidade desses compostos. Na avaliação sensorial, o cereal matinal mais
aceito foi com adição de 5% de café na formulação.
5. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa de mestrado da aluna Ulliana Sampaio,
a FAEPEX/Unicamp e ao ITAL (Instituto de Tecnologia de Alimentos) pelo auxílio à
pesquisa. Agradecemos também ao moinho SL Alimentos (Mauá da Serra/PR) e Ipanema
Coffees (Alfenas/MG) pelo fornecimento das matérias-primas utilizadas neste trabalho.
6. REFERÊNCIAS
AACCI. Approved methods of the American Association of Cereal Chemists. St.
Paul, American Association of Cereal Chemists. 2010.
ABIC. Associação Brasileira da Indústria de café. Estatísticas. 2014. Disponível
em: <www.abic.com.br>. Acesso em: 5 de outubro de 2015.
AOAC. Approved methods of the American Association of Offical Analytical
Chemists. Gaithersburg, U.S.A., American Association of Offical Analytical Chemists. 2006.
ADEDOKUN, M. O.; ITIOLA, O. A. Material properties and compaction
characteristics of natural and pregelatinized forms of four starches. Carbohydrate Polymers,
v. 79, n. 4, p. 818–824, 2010.
ALVES, S. T. et al. Metodologia Para Análise Simultânea De Ácido Nicotínico,
Trigonelina, Ácido Clorogênico E Cafeína Em Café Torrado Por Cromatografia Líquida De
Alta Eficiência. Quim. Nova, v. 29, n. 6, p. 1164–1168, 2006.
83
ANDERSON, R. A. et al. Gelatinization of corn grits by roll-and extrusion
cooking. Cereal Science Today, v. 14, n. 1, p. 4-14, 1969.
ANDUEZA, S.; PAZ DE PEÑA, M.; CID, C. Chemical and Sensorial
Characteristics of Espresso Coffee As Affected by Grinding and Torrefacto Roast. Journal of
Agricultural and Food Chemistry, v. 51, n. 24, p. 7034–7039, 2003.
ANTON, A. A.; LUCIANO, F. B. Instrumental texture evaluation of extruded
snacks foods: A review. Ciencia y Tecnología Alimentaria. v.5, n°.4, p.245-251, 2007
ASARE, E. K. et al. Extrusion Cooking of Rice-Groundnut-Cowpea Mixtures -
Effects of Extruder Characteristics on Nutritive Value and Physico-Functional Properties of
Extrudates Using Response Surface Methodology. Journal of Food Processing and
Preservation, v. 36, n. 5, p. 465–476, 2012.
BECKER, F. S. et al. Physical and functional evaluation of extruded flours
obtained from different rice genotypes. Ciência e Agrotecnologia, v. 38, n. 4, p. 367–374,
2014.
BERTRAIS, S. et al. Contribution of ready-to-eat cereals to nutrition intakes in
French adults and relations with corpulence. Annals in Nutrition and Metabolism, v. 44,
n.1, p. 249–255, 2000.
BERTRAND, B. Impact of the Coffea canephora gene introgression on beverage
quality of C. arabica. Theoretical and Applied Genetics, v. 107, n. 1, p. 387–394, 2003.
BERTRAND, B. Resistance of cultivated coffee (Coffea Arabica and C.
canephora) trees to corky-root by Meloidogyne arabicida and Fusarium oxysporum, under
controlled and field conditions. Crop Protection, v. 21, n.1, p. 713–719, 2002.
BHANDARI, B.; D’ARCY, B.; YOUNG, G. Flavour retention during high
temperature short time extrusion cooking process: a review. International Journal of Food
Science Technology, Oxford,v. 36, n. 5, p. 453-461, 2001.
BLIGH, E.G.; DYER, W.M. A rapid method of lipid extraction and purification.
Can. J. Biochem. Physiol, v. 37, n; 1, p. 911–917, 1959.
BRANDBURY, A. G. W. Chemistry I: Non-volatile compounds. In: CLARKE,
R. J.; VITZTHUM, O. G. Coffee: Recent developments. 1a ed. Oxford: Blackwell Science,
2001. p. 1-17.
BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. CNNPA n. 12, de 24 de
julho de 1978. Aprova Normas Técnicas Especiais.
84
CAMARGO, M.C.R.; TOLEDO, M. C. F. Teor de cafeína em cafés brasileiros.
Ciência e Tecnologia de Alimentos. Campinas, v.18, n.4, p.32-38, 1998.
CAPRIOLI, G. et al. The influence of different types of preparation (espresso and
brew) on coffee aroma and main bioactive constituents The influence of different types of
preparation (espresso and brew). International Journal of Food Sciences and Nutrition, v.
7486, n. October, p. 1–9, 2015.
CHANVRIER, H. et al. Starch-based extruded cereals enriched in fibers: A
behavior of composite solid foams. Carbohydrate Polymers, v. 98, n. 1, p. 842–853, 2013.
CHANVRIER, H. et al. Insights into the texture of extruded cereals: Structure and
acoustic properties. Innovative Food Science and Emerging Technologies, v. 24, p. 61–68,
2014.
CHASSAGNE-BERCES, S. et al. Effect of fibers and whole grain content on
quality attributes of extruded cereals. Procedia Food Science, v. 1, n. 0, p. 17–23, 2011.
CHEFTEL, J. C. Nutritional effects of extrusion-cooking. Food Chemistry, v. 20,
n. 1, p. 263–268, 1986.
CHEONG, M. W. et al. Volatile composition and antioxidant capacity of Arabica
coffee. Food Research International, v. 51, n. 1, p. 388–396, 2013.
CLIFFORD, M. N. Chlorogenic acids and other cinnamates: nature, occurrence
and dietary burden. Journal of the Science of Food Agriculture, v. 79, n. 3, p. 362– 372, 1999.
CLIFFORD, M. N. The nature of chlorogenic acids. Are they advantageous
compounds in coffee? In ASIC, 17° Colloque, Nairobi, p. 79-89, 1997.
COELHO, C. et al. Nature of phenolic compounds in coffee melanoidins. Journal
of Agricultural and Food Chemistry, v. 62, n. 31, p. 7843–7853, 2014.
COLONNA, P.; MERCIER, C. Macromolecular modifications of manioc starch
components by extrusion-cooking with and without lipids. Carbohydr. Polym., v. 3, n. 1, p.
87-108, 1983.
COLONNA, P.; TAYEB, J. MERCIER, C. Extrusion cooking of starch and
starchy products. In: MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion Cooking.
AACC Inc., St. Paul, p.247-319, 1989.
CONTRERAS-CALDERON, J. et al. Evaluation of antioxidant capacity in
coffees marketed in Colombia: Relationship with the extent of non-enzymatic browning.
Food Chemistry, v. 209, n. 1, p. 162-170, 2016.
85
DAR, A. H.; SHARMA, H. K.; KUMAR, N. Effect of extrusion temperature on
the microstructure, textural and functional attributes of carrot pomace-based extrudates.
Journal of Food Processing and Preservation, v. 38, p. 212–222, 2014.
DEEPA, C.; HEBBAR, H. U. Micronization of maize flour: Process optimization
and product quality. Journal of Cereal Science, v. 60, n. 3, p. 569–575, 2014.
DING, Q. B. et al. The effect of extrusion conditions on the physicochemical
properties and sensory characteristics of rice-based expanded snacks. Journal of Food
Engineering, v. 66, n. 3, p. 283–289, 2005.
EL-DASH, A. A.; GONZALES, R.; CIOL, M. Response surface methodology in
the control of thermoplastic extrusion of starch. In: JOWITT, R. (Ed.) Extrusion cooking
technology. London: Elservier Applied Science, 1984. p. 51-74.
ESQUIVEL, P.; JIMÉNEZ, V. M. Functional properties of coffee and coffee by-
products. Food Research International, v. 46, n. 2, p. 488–495, 2012.
EUROMONITOR. Breakfast cereal in Brazil 2016. Disponível em:
<www.euromonitor.com.br>. Acesso em: 24 de outubro de 2016.
FAN, J.; MITCHELL, J. R.; BLANSHARD, J. M. V. The effect of sugars on the
extrusion of maize grits: I. The role of the glass transition in determining product density and
shape. International Journal of Food Science and Technology, v. 31, n. 1, p. 55–65, 1996.
FARAH, A. Coffee as a functional beverage. Agro Food Industry Hi-Tech, v.
20, n. 6, p. 36–39, 2009.
FAUBION, J. M.; HOSENEY, R. C. High temperature and short time; extrusion-
cooking of wheat starch and flour. I. Effect of moisture and flour type on extrudate properties.
Cereal Chemistry, v. 59, n. 6, p. 529-533, 1982.
FERREIRA, R. et al. Technological properties of precooked flour containing
coffee powder and rice by thermoplastic extrusion. Food Science and Technology
(Campinas), v. 33, n. 1, p. 7–13, 2013.
FRANCA, A. S.; MENDONÇA, J. C. F.; OLIVEIRA, S. D. Composition of green
and roasted coffees of different cup qualities. LWT - Food Science and Technology, v. 38,
n. 1, p. 709-715, 2005.
FUJIOKA, K.; SHIBAMOTO, T. Chlorogenic acid and caffeine contents in
various commercial brewed coffees. Food Chemistry, v. 106, n. 1, p. 217–221, 2008.
GOMEZ, M. H.; AGUILERA, J. M. Changes in the starch fraction during
extrusion cooking of corn. Jounal of Food Science, v. 48, n. 1, p. 40–43, 1983.
86
GUJRAL, H.S.; SINGH, N.; SINGH, B. Extrusion behavior of grits from flint and
sweet corn. Cereal Chemistry. St. Paul. v.74, p.303-308, 2001
GUY, R. Extrusion cooking: Technologies and applications. Ed. CRC Press,
England, 2001.
HAASE, N.U.; MINTUS, T.; WEIPERT, D. Viscosity measurements of potato
starch paste with the Rapid Visco Analyzer. Starch-Stärke, Weinheim, v. 47, n. 4, p. 123-
126, 1995.
HAGENIMANA, A.; DING, X.; FANG, T. Evaluation of rice flour modified by
extrusion cooking. Journal of Cereal Science, v. 43, n. 1, p. 38–46, 2006.
HARPER, J. M. Food extrusion in: Extrusion of Foods. CRC Press, Boca Raton,
FL, p.1–6, 1981.
HARPER, J. M. Extrusion processing of starch. In: ALEXANDER, R. J.;
ZOBEL, H. F. Developments in carbohydrate chemistry. 2nd edition. American Association
of Cereal Chemists, St. Paul, p.37-64, 1994.
HIRTH, M. et al. Effect of extrusion cooking process parameters on the retention
of bilberry anthocyanins in starch based food. Journal of Food Engineering, v. 125, n. 1, p.
139–146, 2014.
HUBER, G. R. Snack foods from cooking extruders. In: LUSAS, E. W.;
ROONEY, R. W. Snack foods processing. CRC Press, Boca Raton, p.315-368, 2001
HUANG, D. P.; ROONEY, L. W. Starches for snack foods. In: LUSAS, E. W.;
ROONEY, R. W. Snack foods processing. CRC Press, Boca Raton, p.115-136, 2001.
ITAL. Instituto de Tecnologia de Alimentos. Brasil Food Trends 2020. 2010.
Disponível em: <www.brasilfoodtrends.com.br>. Acesso em: 20 de março de 2016.
JAMIM, F. F.; FLORES, R. A. Effect of separation and grinding of corn dry-
milled streams on physical properties of single-screw low-speed extruded products. Cereal
Chemistry. St. Paul. v.75, nº.6, p.775-779, 1998
KITZBERGER, C. S. G.; SCHOLZ, M. B. D. S.; BENASSI, M. D. T. Bioactive
compounds content in roasted coffee from traditional and modern Coffea arabica cultivars
grown under the same edapho-climatic conditions. Food Research International, v. 61, p.
61–66, 2014.
LANG, R. et al. Quantitative studies on roast kinetics for bioactives in coffee.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 61, n. 49, p. 12123–12128, 2013.
87
LEYVA-CORRAL, J. et al. Polyphenolic compound stability and antioxidant
capacity of apple pomace in an extruded cereal. LWT - Food Science and Technology, v.
65, p. 228– 236, 2016.
MACHADO, F. M.; OLIVEIRA, F. A R.; CUNHA, L. M. Effect of milk fat and
total solids concentration on the kinetics of moisture uptake by ready-to-eat breakfast cereal.
International Journal of Food Science and Technology, v. 34, p. 47–57, 1999.
MACHADO, M. D. F. et al. Kinetics of moisture uptake and soluble-solids loss
by puffed breakfast cereals immersed in water. International Journal of Food Science and
Technology, v. 33, n. 1993, p. 225–237, 1998.
MAGALHÃES, L. M. et al. Rapid assessment of bioactive phenolics and
methylxanthines in spent coffee grounds by FT-NIR spectroscopy. Talanta, v. 147, p. 460–
467, 2016.
MENEGASSI, B. et al. Efeito de parâmetros de extrusão na cor e propriedades de
pasta da farinha de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza). Ciênc. Agrotec., v.31, n.6,
p.1780-1792, 2007.
MERCIER, C.; FEILLET, P. Modification of carbohydrate components by
extrusion cooking of cereal products. Cereal Chemistry, v. 32, n. 3, p. 283-297, 1975.
MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion cooking. 2a ed., St. Paul:
American Association of Cereal Chemists, 1998. 471p.
MINOLTA. Precise color communication: color control form feeling to
instrumentation. Osaka: Minolta Camera Co. Ltd., 49 p., 1993.
MOREIRA, R. F. A.; TRUGO, L. C.; DE MARIA, C. A. B. Componentes
voláteis do café torrado. Parte II. Compostos alifáticos, alicíclicos e aromáticos. Química
Nova, v. 23, n. 2, p. 195–203, 2000.
MOURA, S. C. S. R. et al. Influência dos Parâmetros de Torração nas
Características Físicas, Químicas e Sensoriais do Café Arábica Puro Influence of Roasting
Parameters on the Physical, Chemical and Sensory Characteristics of Pure Arabica Coffee.
Braz. J. Food Technol., v. 10, n. 1, p. 17–25, 2007.
MOUSSA-AYOUB, T. E. et al. Flavonol profile of cactus fruits (Opuntia ficus-
indica) enriched cereal-based extrudates: Authenticity and impact of extrusion. Food
Research International, v. 78, p. 442–447, 2015.
MUSSATTO, S. I. et al. Production, Composition, and Application of Coffee and
Its Industrial Residues. Food and Bioprocess Technology, v. 4, n. 5, p. 661–672, 2011.
88
NEPA - NÚCLEO DE ESTUDOS E PESQUISAS EM ALIMENTAÇÃO. Tabela
brasileira de composição de alimentos. NEPA - Unicamp, p. 161, 2011.
OBRADOVIĆ, V. et al. Improvement of nutritional and functional properties of
extruded food products. Journal of Food & Nutrition Research, v. 53, n. 3, p. 189–206,
2014.
OLIVEIRA, L. C.; ROSELL, C. M.; STEEL, C. J. Effect of the addition of whole‐
grain wheat flour and of extrusion process parameters on dietary fibre content, starch
transformation and mechanical properties of a ready‐to‐eat breakfast cereal. International
Journal of Food Science & Technology, v. 50, n. 1, p.1504-1514, 2015.
RE, R. et al. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cátion
decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine., v. 26 (9), p. 1231-1237. 1999.
ROESLER, R. et al. Atividade antioxidante de frutas do Cerado. Ciência e
Tecnologia de Alimentos, v. 27, n. 1, p. 53-60, 2007.
ROBIN, F.; SCHUCHMANN, H. P.; PALZER, S. Dietary fiber in extruded
cereals: Limitations and opportunities. Trends in Food Science and Technology, v. 28, n. 1,
p. 23– 32, 2012.
SACCHETTI, G.; PITTIA, P.; PINNAVAIA, G. G. The effect of extrusion
temperature and drying-tempering on both the kinetics of hydration and the textural changes
in extruded ready-to-eat breakfast cereals during soaking in semi-skimmed milk.
International Journal of Food Science and Technology, v. 40, n. 6, p. 655–663, 2005.
SARAWONG, C. et al. Effect of extrusion cooking on the physicochemical
properties, resistant starch, phenolic content and antioxidant capacities of green banana flour.
Food Chemistry, v. 143, p. 33–39, 2014.
SHAHIDI, F.; NACZK, M. Phenolics in food and nutraceuticals. Florida: CRC
Press, 2004. p. 250-256.
SILVÁN, J. M.; MORALES, F. J.; SAURA-CALIXTO, F. Conceptual study on
maillardized dietary fiber in coffee. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 58, n.
23, p. 12244–12249, 2010.
SPILLER, M. A. Caffeine. Florida: CRC Press, 1998, 384 p.
TAKEUCHI, K. P.; SABADINI, E.; CUNHA, R. L. da. Análise das propriedades
mecânicas de cereais matinais com diferentes fontes de amido durante o processo de absorção
de leite. Ciênc. Tecnol. Aliment., v. 25, n. 1, p. 78 - 85, 2005.
89
TEBA, C. D. S.; ASCHERI, J. L. R.; CARVALHO, C. W. P. DE. Efeito Dos
Parâmetros De Extrusão Sobre As Propriedades De Pasta De Massas Alimentícias Pré-
Cozidas De Arroz E Feijão *. Alimentos e Nutrição, v. 20, n. 3, p. 411–426, 2009.
TONYALI, B.; SENSOY, I.; KARAKAYA, S. The effect of extrusion on the
functional components and in vitro lycopene bioaccessibility of tomato pulp added corn
extrudates. Food & Function, p. 855–860, 2016.
VAN DER WERF, R. et al. ABTS radical scavenging capacity in green and
roasted coffee extracts. LWT - Food Science and Technology, v. 58, n. 1, p. 77–85, 2014.
VANDANA, K. R. et al. An overview on in situ micronization technique - An
emerging novel concept in advanced drug delivery. Saudi Pharmaceutical Journal, v. 22, n.
4, p. 283–289, 2013.
VIGNOLI, J. A. et al. Roasting process affects differently the bioactive
compounds and the antioxidant activity of arabica and robusta coffees. Food Research
International, v. 61, p. 279–285, 2014.
VIGNOLI, J. A.; BASSOLI, D. G.; BENASSI, M. T. Antioxidant activity,
polyphenols, caffeine and melanoidins in soluble coffee: The influence of processing
conditions and raw material. Food Chemistry, v. 124, n. 3, p. 863–868, 2011.
WILKINSON, H. C.; CHAMPAGNE, E. T. Value-added rice products. In:
CHAMPAGNE, E. T. Rice: Chemistry and Technology. 3a ed.: American Association of
Cereal Chemists, 2004. P. 473-494
XU, J. G.; HU, Q. P.; LIU, Y. Antioxidant and DNA-protective activities of
chlorogenic acid isomers. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 60, n. 1, p. 11625–
11630, 2012.
YEH, An-I. Preparation and application of rice flour. In: CHAMPAGNE, E. T.
Rice: Chemistry and Technology. 3a ed.: American Association of Cereal Chemists, 2004. P.
495-540.
90
ARTIGO 3
EFEITO DA EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA EM CEREAL MATINAL COM FARINHA
DE ARROZ E EXTRATO DE CAFÉ CRIOCONCENTRADO
Autores: Sampaio, U. M.; Pereira, A. P. A;Pastore, G.M.; Clerici, M. T. P. S.; Chang, Y. K.
Artigo a ser submetido na revista Journal of Functional Foods
91
Efeito da extrusão termoplástica em cereal matinal com farinha de arroz e extrato de
café crioconcentrado
Sampaio, U. M.; Pereira, A. P. A;Pastore, G.M.; Clerici, M. T. P. S.; Chang, Y. K.
RESUMO
Durante o processamento do café solúvel há a etapa de concentração do extrato de
café obtido na percolação. O extrato de café concentrado a frio apresenta maiores teores de
compostos aromáticos e bioativos, tornando-se atrativo para o uso como ingrediente funcional
em produtos extrusados. O objetivo desse estudo foi avaliar a influência da adição de extrato
de café crioconcentrado nas propriedades funcionais, químicas e sensoriais de cereal matinal
extrusado à base de arroz. Os cereais foram elaborados em extrusora mono rosca variando-se
a concentração de extrato (1,6 a 5,8%) e temperatura da terceira zona (131,8 a 188,2 °C). Os
cereais foram avaliados quanto à cor, índice de expansão, dureza, bowl-life, estrutura celular,
índices de absorção e solubilidade em água e propriedades de pasta. Foram selecionados 4
tipos de cereais matinais para teste afetivo de aceitação e determinação do conteúdo de
compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante. Os resultados demonstraram
interferências da variação da concentração de extrato principalmente na cor, solubilidade em
água e nas propriedades de pasta, mas sem influencia direta na manutenção da textura no leite.
Os compostos bioativos dos cereais selecionados para sensorial foram reduzidos após
extrusão. Houve homogeneidade na aceitação dos cereais com média acima de 5 em uma
escala de 9 pontos, sendo o mais aceito o cereal com 5% de extrato.
Palavras-chave: extrusão termoplástica, café, crioconcentração, compostos bioativos,
atividade antioxidante
ABSTRACT
During the processing of the soluble coffee there is a concentration stage of the
coffee extract obtained in the percolation. The concentrated coffee extract by cold presents
higher levels of aromatic and bioactive compounds, making it attractive for use as a functional
ingredient in extruded products. The objective of the study was evaluated as an influence of
the addition of cryoconcentrated coffee extract on functional, chemical and sensorial
92
properties of extruded rice base cereal. The cereals were elaborated in single-screw extrusion,
varying the concentration of extract (1.6 to 5.8%) and temperature of the third zone (131.8 to
188.2 ° C). The cereals were evaluated for color, expansion index, hardness, bowl-life, cell
structure, absorption and water solubility indexes and paste properties. Four types of breakfast
cereals were selected for acceptance test and determination of the content of bioactive, total
phenols and antioxidant activity. The results showed interference of variation of extract
concentration mainly in color, water solubility index and paste properties, but without direct
influence on the bowl-life. The bioactive compounds of the cereals selected for sensorial were
reduced after extrusion. There was homogeneity in the acceptance of cereals with an average
above 5 on a 9 point scale, being the most accepted cereal with 5% of extract.
Key-words: extrusion cooking, coffee, cryoconcentration, caffeine, chlorogenic acids
1. INTRODUÇÃO
A extrusão de alimentos é uma prática industrial há mais de 70 anos, que
inicialmente era utilizada somente a frio para produção de pastas e depois com aplicação de
calor para a produção de alimentos prontos para o consumo e cereais matinais. A extrusora
passou a ser considerada um dos equipamentos mais versáteis da indústria de alimentos e
continua a apresentar grande potencial de inovação devido a sua flexibilidade de processo
(SERNA-SALDIVAR, 2008).
A introdução de novos ingredientes funcionais em produtos extrusados passou a
ser uma grande demanda por parte dos consumidores pela crescente preocupação com a
saúde. Vários estudos investigaram a adição de ingredientes fonte de compostos bioativos,
principalmente frutas e vegetais (SARAWONG et al., 2014; TONYALI, SENSOY e
KARAKAYA, 2016; DAR, SHARMA e KUMAR, 2014) a fim de aumentar a saudabilidade
do produto final e verificar o impacto do processo de extrusão.
O café é uma bebida mundialmente consumida e uma das principais fontes de
cafeína e ácidos clorogênicos (ESQUIVEL e JIMÉNEZ, 2012). Durante o processo para
obtenção do café torrado têm-se uma significativa perda de ácidos clorogênicos pela
torrefação, enquanto a cafeína mantem-se praticamente estável (SPILLER, 1998). O extrato
de café crioconcentrado apresenta maiores teores de compostos aromáticos e bioativos em
93
relação ao café torrado e moído, como consequência do processo de percolação e posterior
concentração em baixas temperaturas. A percolação consiste na passagem de água quente sob
pressão nos grãos de café torrado e moído, que acaba por arrastar a cafeína e ácidos
clorogênicos por serem hidrofílicos. Após a obtenção do extrato, este sofre concentração,
podendo ser um produto final, com teor de sólidos solúveis entre 32 e 35% (MORENO et al.,
2014a), ou ainda passar por uma etapa de secagem para a obtenção de café solúvel (SPILLER,
1998).
O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos da adição de extrato de café
crioconcentrado nas propriedades funcionais, químicas e sensoriais de cereal matinal
extrusado à base de arroz.
2. METODOLOGIA
2.1 MATERIAL
Farinha de arroz branco polido (SL Alimentos-Mauá da Serra/PR) e extrato de
café crioconcentrado (Café Iguaçú-Cornélio Procópio/PR) com 33,96% de sólidos solúveis
(40,2 °Brix).
2.2 MÉTODOS
2.2.1 Caracterização das matérias-primas
2.2.1.1 Composição centesimal
Para a farinha de arroz e extrato de café crioconcentrado, as determinações de
umidade, proteína bruta, cinzas e fibras foram realizadas de acordo com os métodos 44-15.02,
46-13.01, 08-01.01 e 32-07.01 da AACCI (2010), respectivamente. O teor de carboidratos
disponíveis foi calculado por diferença e a determinação de lipídeos foi realizada segundo
Bligh & Dyer (1959). As análises foram conduzidas em triplicata, com resultados expressos
pela média e desvio padrão em base seca.
94
2.2.1.2 Cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos
A análise foi realizada segundo Magalhães ET al. (2016) com modificações. O
cromatógrafo Shimadzu LC-10 (Schimadzu Scientific Instruments, Columbia, EUA) utilizado
era composto por bomba LC-10AT VP, forno de coluna CTO-10AS VP, detector de arranjo
de diodos SPD-M20A VP e uma interface SCL-10A, com software Class VP Workstation
6.14.
Para a extração, foram pesados 100 mg de extrato de café crioconcentrado em
tubos de ensaio, sendo adicionados 10 mL de solução de etanol:água (60:40) (v/v). Os tubos
foram agitados por um minuto em vortex, e colocados em ultrassom por 30 minutos. Uma
alíquota de 300 µl do sobrenadante foi diluída com 700 µL de fase móvel, sendo filtrado em
membranas de nylon (0,45 µm) para retenção de impurezas. A injeção manual foi realizada
através do injetor Rheodyne modelo 7725i com loop de 20 µL.
Na separação dos compostos utilizou-se coluna Symmetry C18 (4,6 mm x 75 mm
x 3,5 µm) (Waters, Milford, USA) à temperatura de 30 °C, com eluição isocrática da fase
móvel reversa composta por tampão acetato de sódio 0,01 mol L-1
, pH 3,9 e metanol na
proporção 75:25 (v/v) a 1 mL min-1
. Os dados de tempo de retenção dos espectros foram
utilizados para a identificação dos compostos. A cafeína foi detectada em 272 nm e ácidos
cafeíco e clorogênico em 325 nm. A quantificação foi realizada por calibração externa com os
padrões dos compostos em comparação com a área do pico do componente e dos padrões.
2.2.1.3 Fenóis totais
O teor de fenóis totais foi determinado com o reagente Folin-Ciocalteu,
segundo Roesler et al. (2007). O extrato foi preparado com 1,5 mg mL-1
em metanol,
permanecendo por duas horas em ultrassom e posteriormente sendo centrifugado. Retirou-se
uma alíquota de 0,5 mL do líquido sobrenadante. A alíquota foi transferida para um tubo de
ensaio e posteriormente adicionado 2,5 mL de reagente Folin-Ciocalteu (10%) e 2,0 mL de
carbonato de sódio (7,5%). Após agitação em vortex para homogeneização, a mistura foi
aquecida em banho-maria a 50 °C por 5 minutos, seguida de arrefecimento. Após 1 hora,
realizou-se a leitura da absorbância a 760 nm. Para a curva padrão foi utilizado diferentes
concentrações de solução padrão de ácido gálico (10 a 90 mg mL-1
). As medições foram
95
realizadas em triplicata e o resultado foi expresso em g de ácido gálico 100 g-1
de amostra em
base seca.
2.2.1.4 Atividade antioxidante (ABTS +•)
A atividade antioxidante foi avaliada conforme Re et al. (1999). O extrato de café
foi preparado com 15 mg mL-1. A solução de ABTS radicais cátions (ABTS +•) foi preparada
com 7 mM de solução de ABTS com 140 mM de persulfato de potássio. Esta mistura,
acondicionada em frasco âmbar, permaneceu à temperatura ambiente por 16 horas e ao abrigo
da luz antes de sua utilização. A solução ABTS • + estoque foi diluída com solução salina
tamponada de fosfato (pH 7,4) para atingir uma absorbância de aproximadamente 0,7 em 734
nm. Em um tubo de ensaio, com 10 µL de amostra ou do padrão Trolox foi adicionado 4 mL
da solução de ABTS• +. Após 6 minutos de reação, a leitura da absorbância foi realizada a
734 nm em espectrofotômetro UV-Vis (Beckman, modelo DU600, CA, EUA). A curva de
calibração foi feita com concentrações conhecidas de Trolox em etanol (10 a 250 µmol L-1),
sendo representada graficamente como porcentagem de inibição (%) por concentração de
Trolox. Os resultados foram expressos em µmol equivalente de Trolox (TEAC) em g-1 de
amostra inicial em base seca.
2.2.1.5 Cor
A cor foi determinada através de colorímetro HUNTERLAB CR-400 (Konica
Minolta Sensing Americas), baseada no sistema CIEL*a*b* (MINOLTA, 1993), em que L
representa a luminosidade da amostra, com valores entre 0 (totalmente preto) e 100
(totalmente branco). E os valores de a* e b* representam a cor variando do vermelho (+a*) ao
verde (-a*) e do amarelo (+b*) ao azul (-b*). Para a análise foi utilizado iluminante D65,
obtendo-se como resposta a média de três pontos da amostra. As leituras foram realizadas em
triplicatas e os resultados expressos pela média e desvio padrão.
96
2.2.2 Produção do cereal matinal
2.2.2.1 Processo de extrusão termoplástica
O cereal matinal foi produzido em extrusora mono rosca (Brabender, Duisburg,
GNF) com a variação do teor de extrato de café crioconcentrado em substituição da farinha de
arroz (ECC: 1,6, 2, 3, 5 e 5,8%) e da temperatura da 3ª zona (131,8, 140, 160, 180 e 188,2 °C)
Após a realização de testes preliminares, foram definidas as condições de operação da
extrusora e a quantidade de matérias-primas para compor os ensaios. Foram fixadas a
configuração de compressão da rosca (3:1), diâmetro da matriz (3 mm), velocidade de rotação
(120 rpm), umidade (16%), temperaturas da 1ª (70 °C) e 2ª (120 °C) zonas e vazão de
aproximadamente 115 g min-1
.
Os ensaios foram ajustados quanto à umidade de 16% (base seca) pela adição de
água destilada, conforme a Equação 2, homogeneizados em misturador planetário Stand
Mixer (KitchenAid), acondicionadas em sacos plásticos de polietileno, e mantidos sob
refrigeração por 24 horas a 7 °C, a fim de garantir a uniformidade da umidade, até a execução
do teste.
Equação 2
𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 = (𝑈𝑓 − 𝑈𝑖)
(100 − 𝑈𝑓) 𝑥 𝑃𝑎
Onde: Uf, umidade final do produto; Ui, massa inicial da matéria-prima e Pa,
massa da amostra.
Posterior ao processo térmico, os extrusados foram imediatamente transferidos
para estufa de circulação de ar a 50 °C por 2 horas ou até atingir umidade inferior a 6%. Os
produtos foram em seguida armazenados em embalagens metálicas com barreira de oxigênio e
luz até o momento da realização de análises.
2.2.3 Caracterização do cereal matinal extrusado
Os cereais matinais obtidos foram avaliados quanto às suas propriedades físicas e
tecnológicas, sendo realizado posteriormente a definição dos extrusados para a análise
sensorial e determinação do conteúdo de compostos bioativos (itens 2.2.1.2, 2.2.1.3 e 2.2.1.4)
através da Análise de Componente Principal desses resultados.
97
2.2.3.1 Índice de expansão (IE)
Dez amostras aleatórias de extrusado de cada ensaio foram mensurados quanto ao
seu diâmetro através de um paquímetro Craftsman. O IE foi determinado pela razão entre a
média do diâmetro das amostras e diâmetro da matriz da extrusora (MERCIER, LINKO e
HARPER, 1998).
2.2.3.2 Dureza instrumental
A textura foi determinada pelo Texturômetro Stable Micro-System, modelo TA -
XT2i (Surrey, Reino Unido). Os extrusados foram cortados em 5 cm de comprimento para
padronização. Utilizou-se probe Warner-Bratzler com sonda de forma “V”, velocidade do
pré-teste de 2 mm s-1
, velocidade do teste de 1 mm s-1 e velocidade do pós-teste de 1 mm s
-1,
distância de 20 mm e limiar de força de 0,05 N. O corte foi realizado perpendicularmente ao
eixo principal do extrusado até rompê-lo completamente. As análises foram conduzidas com
15 repetições, obtendo-se como resultado a média de 10 repetições da força máxima (com
exclusão dos pontos extremos) utilizada para romper o cereal.
2.2.3.3 Bowl-life
Para cada ensaio foram coletados 15 extrusados padronizados com 5 cm de
comprimento. Os extrusados foram imersos em 150 mL de leite integral a 10 °C por 3
minutos, e drenados por 10 segundos com o auxílio de uma peneira. Posteriormente,
prosseguiu-se com a análise da textura em leite nas mesmas condições do extrusado seco.
2.2.3.4 Cor
Para análise de cor dos extrusados prosseguiu-se conforme item 2.2.1.5. A
diferença de cor (ΔE*) foi calcula em relação à amostra controle de farinha de arroz
extrusada, conforme Equação 3:
Equação 3
𝛥𝐸∗ = √(∆𝐿∗)2 + (∆𝑎∗)2 + (∆𝑏∗)2
98
Onde ∆𝐿∗, ∆𝑎∗ e ∆𝑏∗ corresponde a diferença desses parâmetros entre a amostra
controle e amostra do ensaio.
2.2.3.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado
Os extrusados foram cortados ao meio com uma faca Stanley e as imagens da
seção transversal dos extrusados foram capturados através de um scanner equipado com o
software HP PrecisoScan versão Pro 3.1 (HP Scanjet 4400C, Hewlett-Packard, USA),
utilizando um papel de fundo preto. As configurações padrão para brilho (meios-tons 2.2) e
contraste (destaca 240, meios-tons 2.2 e sombras 5) do software do scanner foram utilizados
para a aquisição das imagens, sendo estas salvas em JPEG. Posteriormente, foram convertidas
para 600 dpi pelo programa IrfanView 64 (Irfan Skiljan, Áustria). As imagens foram em
seguida analisadas pelo programa Image J (National Institutes of Health, Bethesda, MD,
EUA). Foram determinados área do cereal (mm2), perímetro (mm) e circularidade (0-1). O
diâmetro médio foi obtido pelo diâmetro longitudinal e transversal do cereal. Para a análise
celular, as imagens foram ajustadas para o formato de 8 bits, com contraste de 172, intervalo
de tamanho de célula definido como 0,10 - ∞ (ferramenta de análise de partículas) e "Overlay
masks" selecionado. Os dados utilizados para cada imagem foram: número de partículas, área
média (mm²), e circularidade média (0-1) das partículas e os valores médios foram calculados
para a análise estatística. Valor de circularidade igual a 1,0 indica um círculo perfeito
(OLIVEIRA, ROSELL e STEEL, 2015).
2.2.3.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA)
Os índices de absorção e solubilidade em água foram determinados segundo
Anderson et al. (1969). Os extrusados foram triturados até atingirem granulometria de mesh
60. Pesou-se aproximadamente 2,5 g de amostra e adicionou-se 30 mL de água destilada em
tubo de centrífuga. Durante 30 minutos essa suspensão foi agitada de forma intermitente, e
após esse período centrifugada por 10 min a 3000 x g. O sobrenadante foi transferido para
placa de alumínio para ser evaporado em estufa de circulação de ar a 105 °C por 4 horas. O
IAA correspondeu a diferença do peso do resíduo centrifugado após remoção do sobrenadante
e peso do resíduo evaporado pelo peso inicial da amostra. E o ISA correspondeu a razão do
99
peso do resíduo evaporado pelo peso inicial da amostra representado em porcentagem A
análise foi conduzida em triplicata e os resultados expressos em base seca.
2.2.3.7 Propriedades de pasta
Para a análise de viscosidade de pasta foi utilizado o Rapid Visco Analyser (RVA
4500, Perten Instruments, Austrália) com o software Thermocline for Windows, sendo
empregado a configuração Extrusion 1 para os extrusados e Standard para a farinha de arroz.
Foram pesados 3 g de cada amostra e ajustadas a 14% de umidade (levando-se em
consideração que a cada 3 g de amido adiciona-se 25 mL de água destilada). As cápsulas de
alumínio foram acopladas na torre do RVA dando-se início a análise. Ao final da análise foi
obtida uma curva característica de cada amostra, com os seguintes dados: tempo de
viscosidade máxima (min), viscosidade máxima (cP) – viscosidade máxima durante o ciclo de
aquecimento, viscosidade mínima (cP) – viscosidade mínima após o pico da viscosidade ,
viscosidade final (cP) – viscosidade obtida no final da análise no ciclo de resfriamento,
setback (cP) – diferença entre a viscosidade final e viscosidade mínima após o pico da
viscosidade, temperatura de pico (°C), breakdown (cP) – diferença entre viscosidade máxima
e mínima (ADEDOKUN e ITIOLA, 2010) e viscosidade a frio – viscosidade a 25 °C, no
início do aquecimento. A análise foi conduzida em triplicata e os valores obtidos foram
expressos em centipoise (cP).
2.2.3.8 Teste afetivo de aceitação
Para a análise sensorial do produto foram selecionados quatro ensaios de acordo
com as características tecnológicas desejadas. Para dar gosto doce ao cereal, estes foram
pulverizados com solução aquosa de sacarose de 50 °brix (1:0,7), secos em estufa de
circulação de ar a temperatura de 50 °C por 1 hora. A análise sensorial foi devidamente
aprovada pelo Comitê de Ética sob o número CAAE 55950216.8.0000.5404 (Apêndice B). O
teste foi realizado com 120 provadores através de ficha sensorial e Termo Livre Esclarecido
(Apêndice D e C), com escala hedônica de 9 (nove) pontos, variando de 1 – desgostei
muitíssimo a 9 – gostei muitíssimo, em que as amostras foram avaliadas quanto à aparência,
aroma, sabor, cor, textura e impressão global. E escala de 5 (cinco) pontos, variando de 1 –
certamente não compraria a 5 – compraria, para a intenção de compra. Os provadores
100
receberam as amostras codificadas com três dígitos aleatório em cabines com luz branca, a
temperatura condicionada a 24 °C. Os cereais foram servidos com porção de leite
pasteurizado a 10 °C, na proporção de 2g para 25 mL de leite.
2.3 ANÁLISE DE DADOS
Os resultados da composição centesimal, determinação de fenóis totais e atividade
antioxidante, quantificação de cafeína, ácidos caféico e clorogênico, e análise sensorial foram
expressos pela média e desvio padrão, sendo analisados por análise de variância (ANOVA), e
as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05), utilizando-se o software Sistema
de Análise de Variância Para Dados Balanceados (SISVAR 5.6) Os resultados das
características físicas e tecnológicas foram analisados por Análise de Componente Principal
(ACP) através do software Pirouette 3.11 (Infometrix) para a definição dos ensaios a serem
levados para a sensorial.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS
3.1.1 Composição centesimal
Os dados de composição centesimal estão na Tabela 15. A farinha de arroz
apresentou composição similar a outros trabalhos (DING et al., 2005; HAGENIMANA,
DING e FANG, 2006). O extrato de café crioconcentrado apresentou uma alta umidade em
relação ao café torrado e moído, o que já era esperado pelo processo de percolação, em que
água quente sob pressão passa pelo café torrado e moído, sendo posteriormente concentrado
para remoção parcial da água (SPILLER, 1998). Assim como, também era esperado um maior
teor de proteínas e menor teor de lipídeos, quando comparado ao café torrado e moído.
Comportamento similar de redução foi observado para fibras, provavelmente porque as fibras
presentes sejam apenas fibras solúveis como consequência da percolação.
101
Tabela 15 - Composição centesimal da farinha de arroz (FA) e extrato de café crioconcentrado (ECC) em base
seca (g 100g-1)*.
FA ECC
Cinzas 0,69±0,02 11,08±0,41
Proteína 10,28±0,18 21,62±0,91
Lipídeo 1,11±0,01 5,59±0,12
Fibra total 0,00±0,00 2,57±0,14
Carboidratos** 87,93± 0,18 59,13±1,01
*Valores expressos como média ± desvio padrão.
**Calculado por diferença: carboidratos = 100 - [(cinzas) – (proteína) – (lipídeo) – (fibra total)]
Umidade: FA = 10,56±0,02 e ECC = 66,04±0,01
3.1.2 Compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante
Os dados da composição química de ECC estão expostos na Tabela 16 e os
cromatogramas obtidos no Apêndice A (Figuras 1 e 4). Os valores determinados para cafeína
e ácidos clorogênicos estão abaixo do encontrado por Moreno et al., (2014b), que estudou
extratos de café crioconcentrados. Segundo ele, os compostos bioativos são igualmente
distribuídos nas frações líquidas e de gelo, sendo sua quantidade mantida no extrato de forma
proporcional ao teor de sólidos solúveis do café. Quando comparado ao café solúvel, a
concentração de cafeína foi similar ao determinado por Vignoli, Bassoli e Benassi (2011),
com média de 31,83 mg g-1
para café arábica e por Rodrigues e Bragagnolo (2013), com
média de 30,42 mg g-1
para café solúvel comercial. Mas inferior quanto aos ácidos
clorogênicos, com uma média de 21,96 mg g-1
e superior em relação ao ácido caféico, com
média de 0,11 mg g-1
(RODRIGUES e BRAGAGNOLO, 2013). As diferenças na composição
podem ser reflexos das diferentes matérias-primas, bem como processo de torra, extração e
concentração, que influenciam diretamente no teor desses compostos.
Os valores de fenóis totais e ABTS foram próximos ao determinado por Vignoli,
Bassoli e Benassi (2011), com médias de 12,87 g ácido gálico 100g-1
e 21,19 g Trolox 100g-1
,
respectivamente. Os valores de atividade antioxidante do café na literatura por vezes são
contraditórios, provavelmente pelos diferentes processo aplicados ao café. Entretanto, sugere-
se que a atividade antioxidante está mais relacionada com os teores de cafeína e ácidos
clorogênicos (FUJIOKA e SHIBAMOTO, 2008) dos grãos de café do que com o grau de
torrefação, visto que, a degradação de compostos durante a torrefação leva a formação de
102
outros compostos, gerando um equilíbrio, o que explicaria que mesmo em torras diferentes a
atividade antioxidante é praticamente a mesma (VIGNOLI, BASSOLI e BENASSI, 2011).
Para o extrato de café crioconcentrado, a atividade antioxidante pode estar
relacionada também quanto ao método utilizado para a concentração, podendo haver um
aumento dessa atividade com uma maior concentração dos compostos bioativos (MORENO et
al., 2014b).
Tabela 16 - Compostos químicos do extrato de café crioconcentrado (ECC) em base seca*.
ECC
Cafeína (mg g-1
) 30,12±1,39
Ácido clorogênico (mg g-1
) 11,71±0,53
Ácido caféico (mg g-1
) 1,01±0,06
Fenóis totais (g ácido gálico 100 g-1
) 13,50±1,23
Atividade antioxidante (µmol Trolox g-1
) 488,93±5,16
*Valores expressos como média ± desvio padrão.
3.1.3 Cor
As cores das amostras podem ser visualizadas na Figura 10.
Figura 10 - Cor da farinha de arroz (FA) e extrato de café crioconcentrado.
A farinha de arroz apresentou luminosidade próxima a 100, semelhante ao
encontrado na literatura (BECKER et al., 2014). O extrato de café crioconcentrado
direcionou-se para cor mais escura com baixos valores de L*, a* e b* (Tabela 17). Essa cor
pode ser consequência do processo de torrefação do café que forma melanoidinas, pigmentos
103
que conferem coloração escura, conforme o grau de torra, devido à reação de Maillard
(SILVÁN, MORALES e SAURA-CALIXTO, 2010). Além disso, o processo de percolação e
crioconcentração podem levar a uma maior intensidade da cor, pela concentração de
pigmentos no extrato.
Tabela 17 - Parâmetros de cor (L, a*, b*) obtidos para a farinha de arroz (FA) e extrato de café crioconcentrado
(ECC)*.
L
1 a*
1 b*
1
FA 96,19±0,14 0,37±0,02 5,50±0,06
ECC 20,31±0,39 0,15±0,01 0,67±0,01
*Valores expressos como média ± desvio padrão. 1L, luminosidade (0, preto; 100, branco); coordenadas cromáticas: a*, (verde (-a*) a vermelho (+a*)) e b* (azul
(-b*) a amarelo (+b*))
3.2 CARACTERIZAÇÃO DO CEREAL MATINAL EXTRUSADO
3.2.1 Índice de expansão (IE)
O índice de expansão variou entre 2,79 e 3,14 (Tabela 18) com diferença
estatística (p < 0,05) entre os ensaios. Observou-se que o aumento da temperatura e da
concentração de ECC levou a uma redução da expansão, provavelmente pela menor
disponibilidade de amido a ser degradado, que poderia levar a fragilidade da estrutura pelo
aumento de ECC.
A expansão é uma importante característica para produtos pronto para consumo,
em que se deseja uma maior expansão (GUY, 2001). Segundo Yeh (2004) é possível
conseguir expansões máximas de extrusados de arroz entre 135 °C e 150 °C. Ferreira et al.
(2013), obtiveram máxima expansão em 140 °C, 16% de umidade e 10% de café, ao
extrusarem quirera de arroz e café torrado e moído comercial. E Davy et al. (2017) também
observaram redução da expansão com aumento do teor de café em pó em extrusados à base de
sorgo. A presença de fibras também pode reduzir a expansão, entretanto, as fibras solúveis
podem permitir uma maior expansão do produto, como reportado em alguns trabalhos
(PARADA, AGUILERA e BRENNAN, 2011; KAUR et al., 1999).
104
Tabela 18 - Dados experimentais de índices de expansão, dureza e bowl-life dos cereais matinais à base de arroz
com extrato de café crioconcentrado*.
Ensaio ECC:FA Temperatura
(°C)
Índice de
expansão Dureza (N) Bowl-life (N)
EC1 1,6:98,4 160,0 3,01±0,18ª 33,86±7,15b 19,38±3,45ª
EC2 2,0:98,0 140,0 3,14±0,10ª 38,54±3,39ª 23,11±3,20ª
EC3 2,0:98,0 180,0 2,80±0,07b 32,62±2,92
b 19,93±3,91ª
EC4 3,0:97,0 131,8 3,06±0,15ª 21,64±4,10d 21,03±2,04ª
EC5 3,0:97,0 160,0 2,90±0,08b 29,49±4,01
b 21,32±2,10ª
EC6 3,0:97,0 188,2 2,79±0,05b 29,98±5,65
b 22,85±1,40ª
EC7 5,0:95,0 140,0 3,01±0,14ª 24,47±4,45d 21,90±2,29ª
EC8 5,0:95,0 180,0 2,84±0,06b 33,20±2,37
b 21,01±2,92ª
EC9 5,8:94,2 160,0 3,04±0,17ª 27,76±4,90c 15,68±1,23
b
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05)
ECC – extrato de café crioconcentrado; FA – farinha de arroz
Além da composição das matérias-primas, os fenômenos de expansão são
dependentes das propriedades viscosas e elásticas da massa fundida, que irá apresentar ou não
a capacidade de reter vapor de água para a formação de bolhas de ar (PADMANABHAN e
BHATTACHARYA, 1989). Apesar da expansão ter relação direta com a temperatura, a
umidade apresenta um efeito mais significante. Em baixa umidade é possível haver um maior
crescimento das bolhas de ar, pela baixa viscosidade das paredes das bolhas (FAN,
MITCHEL e BLANSHARD, 1996).
3.2.2 Dureza
A dureza dos extrusados variou entre 21,64 e 38,54 N (Tabela 18), sendo
observado que quanto maior o teor de ECC foi necessário uma maior temperatura para atingir
menores valores de dureza. Isso provavelmente porque o ECC diminui a matriz de amido,
diluindo o amido na massa fluida, reduzindo a energia mecânica, que acarretaria em menor
degradação do amido (GUY, 2001). Os menores valores de dureza foram de EC4 e EC7.
A textura está diretamente relacionada com a expansão do produto, pois, o que
normalmente se observa é o aumento da força para romper o material conforme a menor
expansão, que reflete também em uma maior densidade do extrusado (COLONNA, TAYEB e
105
MERCIER, 1989). As fibras influenciam também nessa característica do cereal, visto que a
interação da fibra com o amido, normalmente reduz a expansão e aumenta a dureza, porque
retardam o desenvolvimento das bolhas de ar, e há o colapso das células de gás antes de
atingirem sua máxima expansão (LUE, HSIEH e HUFF, 1991).
3.2.3 Bowl-life
A dureza dos cereais no leite variou entre 15,68 e 23,11 N (Tabela 18),
apresentando apenas EC9 com diferença estatística em relação aos demais cereais, sugerindo-
se, assim que mesmo em diferentes concentrações de ECC e temperatura essa característica se
mantém uniforme.
Em comparação com a dureza do cereal seco, percebe-se a redução após a imersão
em leite integral. Essa diminuição pode ser explicada pela absorção de umidade, que modifica
a resistência mecânica dos produtos, conferindo uma textura quebradiça e mole (MACHADO,
OLIVEIRA e CUNHA, 1999; SACCHETTI, PITTIA e PINNAVAIA, 2005). A habilidade
em absorver umidade pode estar relacionada com a porosidade do material (TAKEUCHI,
SABADINI e CUNHA, 2005) e com a severidade do processo térmico, pois os diferentes
graus de gelatinização resultarão em diferentes taxas de absorção de água e amolecimento do
produto. Essa taxa de absorção, porém, pode ser reduzida com a aplicação de uma camada de
açúcar (SACCHETTI, PITTIA e PINNAVAIA, 2005).
3.2.4 Cor
Os dados obtidos dos extrusados quanto à cor estão expostos na Tabela 19. Os
valores de L*, a* e b* variaram entre 63,35-76,57, 4,64-9,22 e 21,67-25,20, respectivamente.
Verificou-se que maiores teores de ECC reduziram a luminosidade do cereal, com aumento de
a* e b*. Por outro lado, a temperatura elevou o valor de L*, com redução dos demais
parâmetros, provavelmente porque com maiores expansões os pigmentos são dispersos na
matriz, fornecendo uma coloração mais clara ao cereal (MERCIER, LINKO e HARPER,
1998).
Além da cor característica de ECC, a reação entre os grupos amino livre e
açúcares redutores (reação de Maillard) favorecida pela baixa umidade e altas temperaturas
levam o escurecimento do produto, refletindo também a severidade do processo térmico (ILO
106
e BERGHOFER, 1999). Como consequência do aumento da concentração de ECC, a redução
da luminosidade foi mais visível e as diferenças de cor (ΔE*) em relação ao controle e mesmo
entre os ensaios tornaram-se mais evidente.
Tabela 19 - Dados experimentais de cor dos cereais matinais à base de arroz com extrato de café
crioconcentrado1.
Ensaio ECC:FA Temperatura
(°C) L*² a*² b*² ΔE*²
Controle 0,0:100,0 160,0 89,11±0,10 0,26±0,01 13,09±0,26 -
EC1 1,6:98,4 160,0 76,67±0,25ª 4,67±0,07f 21,67±0,18
c 15,71±0,31
f
EC2 2,0:98,0 140,0 73,65±1,33b 5,63±0,42
e 25,20±0,98ª 19,58±1,66
d
EC3 2,0:98,0 180,0 76,57±0,32ª 4,64±0,11f 21,82±0,24
c 15,60±0,27
f
EC4 3,0:97,0 131,8 70,70±0,25c 6,46±0,12
d 22,56±0,68ª 21,89±0,54
c
EC5 3,0:97,0 160,0 69,96±0,12c 6,75±0,04
d 23,96±0,26ª 22,83±0,02
c
EC6 3,0:97,0 188,2 74,92±0,48b 5,37±0,05
e 22,06±0,24
c 17,38±0,43
e
EC7 5,0:95,0 140,0 63,55±0,25e 9,22±0,11ª 24,57±0,40
b 29,53±0,12ª
EC8 5,0:95,0 180,0 70,02±1,12c 7,24±0,24
c 23,90±0,09ª 22,84±0,58
c
EC9 5,8:94,2 160,0 65,33±0,35d 8,09±0,29
b 24,77±0,34ª 27,33±0,53
b
1Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05)
²L*, luminosidade (0, preto; 100, branco); coordenadas cromáticas: a*, (verde (-a*) a vermelho (+a*)) e b* (azul
(-b*) a amarelo (+b*)), ΔE, diferença de cor entre amostra e padrão
3.2.5 Análise de imagem da seção transversal do extrusado
As análises de imagem de extrusados normalmente são realizadas por imagem 3D
com tomografias de raios-X ou por microscopia eletrônica de varredura. Entretanto, o estudo
da estrutura macroscópica dos extrusados, torna-se, importante também para se avaliar o
impacto do processo térmico (OLIVEIRA, ROSELL e STEEL, 2014). Os parâmetros
analisados são dependentes tanto do processo de extrusão quanto da composição centesimal
das matérias-primas, que estão relacionadas com a expansão do produto. As imagens da seção
transversal estão demonstradas na Figura 11.
107
Figura 11 - Imagem da seção transversal dos cereais matinais à base de arroz com extrato de café
crioconcentrado.
Somente os parâmetros de área e número de células que apresentaram diferenças
estatísticas (p < 0,05) (Tabela 20). Os resultados da área dos cereais matinais corroboraram
com a expansão obtida, ou seja, uma maior expansão correspondeu a uma maior área. O
número de células foi elevado conforme o aumento da concentração de ECC, provavelmente
porque a presença de fibras e menor teor de amido podem reduzir a porosidade e tamanho da
célula de gás, que podem levar ao colapso das bolhas de ar (CHANVRIER et al., 2013;
CHANVRIER et al., 2014; ROBIN, SCHUCHMANN e PALZER, 2012), implicando na
redução da expansão e mudanças na dureza do produto final. A circularidade do extrusado e
das células foram próximas a 1, indicando um círculo quase perfeito.
108
Tabela 20 - Dados experimentais para a análise de imagem da seção transversal dos cereais matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado *.
Ensaio ECC:FA Temperatura
(°C)
Diâmetro
(mm) Área (mm²)
Perímetro
(mm) CE
1 NC
1 AC (mm²)
1 CC
1
EC1 1,6:98,4 160,0 4,36±0,18n.s.
15,24±1,07ª 15,30±0,43n.s.
0,82±0,01n.s.
28,50±0,50b 4,34±0,33
n.s. 0,77±0,00
n.s.
EC2 2,0:98,0 140,0 4,24±0,33n.s.
13,33±1,69b 14,29±1,00
n.s. 0,82±0,03
n.s. 31,33±3,30
b 3,96±1,40
n.s. 0,80±0,05
n.s.
EC3 2,0:98,0 180,0 4,10±0,20n.s.
13,53±1,28b 14,25±0,79
n.s. 0,84±0,01
n.s. 24,33±0,94
c 4,45±0,29
n.s. 0,82±0,04
n.s.
EC4 3,0:97,0 131,8 4,79±0,37n.s.
17,89±2,29ª 16,74±0,59n.s.
0,80±0,05n.s.
33,50±1,50ª 4,42±0,07n.s.
0,84±0,06n.s.
EC5 3,0:97,0 160,0 4,35±0,28n.s.
14,95±0,55ª 15,05±0,71n.s.
0,83±0,05n.s.
26,83±1,43c 4,22±0,09
n.s. 0,78±0,02
n.s.
EC6 3,0:97,0 188,2 4,15±0,12n.s.
13,58±1,07b 14,28±0,66
n.s. 0,84±0,02
n.s. 17,00±1,41
d 4,84±0,51
n.s. 0,80±0,03
n.s.
EC7 5,0:95,0 140,0 4,64±0,17n.s.
16,72±1,07ª 15,76±0,33n.s.
0,85±0,03n.s.
30,67±2,87b 4,07±0,38
n.s. 0,81±0,05
n.s.
EC8 5,0:95,0 180,0 4,01±0,26n.s.
12,94±1,19b 13,91±1,01
n.s. 0,84±0,04
n.s. 36,50±2,50ª 3,59±0,15
n.s. 0,83±0,01
n.s.
EC9 5,8:94,2 160,0 4,28±0,07n.s.
15,39±0,88ª 14,91±0,52n.s.
0,87±0,01n.s.
34,67±2,36ª 3,43±0,43n.s.
0,79±0,03n.s.
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05) 1CE – Circularidade do extrusado; NC – Número de célula; AC – Área da célula; CC – Circularidade da célula
109
3.2.6 Índice de absorção em água (IAA) e índice de solubilidade em água (ISA)
As médias dos dados experimentais dos índices de absorção e solubilidade em
água estão apresentadas na Tabela 21, com diferenças estatísticas entre si (p < 0,05).
Para o IAA, os cereais apresentaram uma variação entre 6,19 e 6,89,
verificando-se que o aumento da temperatura e concentração de ECC levaram a redução
deste índice. Esse comportamento é reflexo da integridade do grânulo de amido e também
da disponibilidade de amido para serem dextrinizados. Durante a extrusão, o cisalhamento
e temperatura acabam por romper a estrutura do amido, o que influencia na capacidade de
absorção de água em temperatura ambiente. Em tratamentos mais severos, teremos,
portanto, uma menor absorção de água (FAUBION e HOSENEY, 1982; GOMEZ e
AGUILERA, 1983; COLONNA e MERCIER, 1983).
Tabela 21 - Dados experimentais de índices de absorção (IAA) e solubilidade (ISA) em água dos cereais
matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado*.
Ensaio ECC:FA Temperatura (°C) IAA ISA (%)
EC1 1,6:98,4 160,0 6,89±0,15ª 8,39±0,17c
EC2 2,0:98,0 140,0 6,71±0,04b 8,53±0,12
c
EC3 2,0:98,0 180,0 6,19±0,01c 7,37±0,07
e
EC4 3,0:97,0 131,8 6,66±0,04b 9,08±0,10
b
EC5 3,0:97,0 160,0 6,59±0,15b 7,99±0,03
d
EC6 3,0:97,0 188,2 6,29±0,06c 7,56±0,03
e
EC7 5,0:95,0 140,0 6,60±0,17b 9,50±0,07ª
EC8 5,0:95,0 180,0 6,53±0,05b 8,43±0,09
c
EC9 5,8:94,2 160,0 6,82±0,03ª 8,89±0,12b
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre
si pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05)
Para o ISA, a variação ficou entre 7,37 e 9,50%, correspondendo EC7 com
maior solubilidade e EC2 e EC6 com menores solubilidades. O aumento do teor de ECC
acarretou em uma redução do índice de solubilidade. Por outro lado o aumento da
temperatura também apresentou uma tendência em reduzir este índice.
A severidade do processo de extrusão, combinando-se alta temperatura e
cisalhamento leva, geralmente, a um maior ISA devido à fragmentação excessiva do
grânulo de amido (COLONNA, TAYEB e MERCIER, 1989). Entretanto, a presença de
110
ECC diminui a disponibilidade de amido e torna-se mais susceptível a degradação causada
pelo aumento da temperatura.
3.2.7 Propriedades de pasta
A Figura 12 demonstra as curva obtidas tanto da farinha de arroz (Figura
12a) quanto dos cereais matinais (Figura 12b) que refletem a severidade do processo, bem
como a gelatinização e ruptura dos grânulos de amido (EL-DASH, GONZALES e CIOL,
1984). Os dados experimentais das propriedades de pasta estão expostos na Tabela 22.
Figura 12 - Propriedades de pasta da farinha de arroz (a) e dos cereais matinais (b) obtidos com extrato de
café crioconcentrado.
(a) (b)
O perfil de viscosidade da farinha de arroz está de acordo com o esperado,
de uma amostra que não sofreu extrusão termoplástica. Isso resulta em não haver pico de
viscosidade a frio, pois os grânulos de amido ainda estão intactos e não absorvem água a
temperatura ambiente. Após aquecimento ocorre o inchamento dos grânulos com perda da
sua estrutura cristalina, aumentando a viscosidade do sistema. No resfriamento, apresenta-
se uma maior tendência a retrogradação pela formação de gel com a reassociação das
moléculas de amilose e amilopectina (HUANG e ROONEY, 2001).
As viscosidades determinadas foram reduzidas conforme o aumento de
concentração de ECC e temperatura, com diferenças significativas entre si (p < 0,05),
provavelmente pela menor disponibilidade de amido.
A viscosidade a frio (Vfrio) (25 °C) variou entre 857,00 e 1215,00 cP, com
EC2 apresentando a maior Vfrio. Sabe-se que, os grânulos de amido ao passarem por
111
tratamento térmico perdem a sua estrutura cristalina, sendo que uma maior dextrinização
favorece a sua hidratação a temperatura ambiente (EL-DASH, GONZALES e CIOL,
1984). Por outro lado, tratamentos mais severos podem reduzir a viscosidade a frio
(MENEGASSI et al. 2007) e as fibras podem limitar a gelatinização do amido (TEBA,
ASCHERI e CARVALHO, 2009).
A viscosidade máxima (Vmax) está relacionada ao nível de degradação do
grânulo de amido. Se os grânulos não possuem mais a sua estrutura, há a perda da
capacidade do amido inchar quando aquecido. Portanto, uma alta viscosidade pode ocorrer
pela presença ainda de grânulo de amido inteiros (HAASE, MINTUS e WEIPERT, 1995).
Com a adição de ECC, essa viscosidade foi identificada nos primeiros dois minutos de
análise ainda a 25 °C.
O tempo e a temperatura foram constantes para todos os ensaios (Tabela 30)
não apresentando consequentemente diferenças significativas.
A viscosidade mínima (Vmin) a 95 °C é identificada quando ocorre a máxima
ruptura dos grânulos de amido pela aplicação de agitação em temperatura constante. Da
mesma forma, o comportamento verificado nos cereais matinais pode estar relacionado
com a disponibilidade de amido, e também com as possíveis interações moleculares
formadas durante a extrusão.
A quebra da viscosidade ou também conhecida como breakdown é calculado
pela diferença entre Vmax e Vmin, e refere-se à estabilidade da pasta durante o aquecimento
e agitação (TEBA, ASCHERI e CARVALHO, 2009). A maior viscosidade foi obtida por
EC4 e EC8, com teores de 3 e 5% de ECC, respectivamente.
A viscosidade final (Vfinal) variou entre 790,00 e 940,33 cP, corresponde EC9
ao menor valor e EC2 ao maior valor de Vfinal. A viscosidade final é reflexo das alterações
da estrutura dos grânulos de amido durante a extrusão. O reagrupamento das frações de
amilose e amilopectina durante o ciclo de resfriamento, normalmente, conferem um
aumento da Vfinal. A redução dessa viscosidade se dá normalmente em tratamentos mais
severos, onde a degradação dos grânulos de amido levam a perda da capacidade de
retrogradação (TEBA, ASCHERI e CARVALHO, 2009).
A tendência a retrogradação ou Setback avalia a ocorrência de recristalização
das frações de amilose e amilopectina durante o resfriamento levando a formação de
precipitados e sinérese. O comportamento do amido durante o arrefecimento influencia
diretamente no aumento da viscosidade final (TEBA, ASCHERI e CARVALHO, 2009).
112
Esse comportamento pode ser verificado em EC1 e EC2 que obtiveram os maiores valores
de tendência a retrogradação e consequentemente maiores valores de viscosidade final. E o
inverso, com os cereais EC7 e EC8.
113
Tabela 22 - Dados experimentais para a resposta das propriedades de pasta (Vfrio (25 °C), Vmax (25 °C), Tempo do pico, Temperatura, Vmin (95 °C), Breakdown, Vfinal
(25 °C) e Setback dos cereais matinais à base de arroz com extrato de café crioconcentrado*.
Ensaio ECC:FA Temperatura
(°C) Vfrio (cP) Vmax (cP)
Tempo
(min)
Temperatura
(°C) Vmin (cP)
Breakdown
(cP) Vfinal (cP) Setback (cP)
Controle1 0,0:100,0 - - 5654,67±36,01 6,13±0,05 84,68±0,02 4631,67±40,53 1023,00±7,26 10137,33±97,22 5505,67±130,27
EC1 1,6:98,4 160,0 1062,67±22,48b 947,33±10,84
c 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 491,33±3,68
b 456,00±14,24
c 940,33±10,34
b 449,00±6,68
b
EC2 2,0:98,0 140,0 1215,00±88,65ª 997,33±18,12ª 2,07±0,00a 25,00±0,00
a 490,67±1,70
b 506,67±16,66
b 959,00±3,56ª 468,33±2,49ª
EC3 2,0:98,0 180,0 1008,00±75,61c 820,67±4,19
e 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 505,67±4,50ª 315,00±0,82
f 933,00±6,68
b 427,33±2,62
c
EC4 3,0:97,0 131,8 991,67±10,84c 976,33±7,72
b 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 445,00±3,74
d 531,33±6,24ª 888,33±6,80
c 443,33±3,09
b
EC5 3,0:97,0 160,0 972,11±21,44c 897,89±6,57
d 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 439,22±3,72
d 458,67±2,99
c 844,33±5,08
d 405,11±1,81
d
EC6 3,0:97,0 188,2 851,67±13,52d 833,00±0,82
e 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 491,00±5,72
b 342,00±5,89
e 900,00±8,60
c 409,00±3,56
d
EC7 5,0:95,0 140,0 966,33±47,20c 913,67±4,11
d 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 411,67±2,36
e 502,00±2,16
b 804,33±4,03
e 392,67±1,70
e
EC8 5,0:95,0 180,0 893,00±58,84d 817,00±7,79
e 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 461,00±2,16
c 356,00±6,68
e 830,33±6,24
d 369,33±7,32
f
EC9 5,8:94,2 160,0 847,00±13,06d 838,33±8,73
e 2,07±0,00
a 25,00±0,00
a 415,67±3,40
e 422,67±10,08
d 790,00±6,48
f 374,33±3,09
f
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05) 1Farinha de arroz não extrusada
Vfrio – viscosidade a frio; Vmax - viscosidade máxima durante o aquecimento; Tempo - da viscosidade máxima; T – temperatura da Vmax; Vmin – viscosidade mínima após o pico
da viscosidade; Breakdown – diferença entre a viscosidade máxima e viscosidade mínima; Vfinal – viscosidade obtida no final da análise; Setback – diferença entre a
viscosidade final e viscosidade mínima
114
3.3 ANÁLISE DE COMPONENTE PRINCIPAL
A Figura 13 representa a distribuição no espaço das variáveis analisadas
(Figura 13a) e o posicionamento dos cereais matinais obtidos (Figura 13b). O eixo do PC1
correspondeu a 52,96% e PC2 a 22,17%, totalizando uma explicação de 75,13% da variação
dos dados. Observou-se que o índice de expansão (IE) e índice de absorção em água (IAA)
demonstraram forte correlação, tendo efeito positivo, assim como o índice de solubilidade em
água (ISA) por estarem do lado direito do gráfico. A dureza e bowl-life apresentaram efeito
negativo. EC4, EC7 e EC9 apresentaram tendência a um maior ISA, com efeito negativo para
a dureza e manutenção da textura em leite.
Figura 13 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de expansão (IE),
absorção em água (IAA), solubilidade em água (ISA), dureza e bowl-life dos cereais matinais com café torrado e
micronizado.
(a)
(b)
PC
2 (
22,1
7%
)
PC 1 (52,96%)
PC
2 (
22,1
7%
)
PC 1 (52,96%)
115
Os parâmetros de cor L*, a* e b* ficaram posicionados em quadrantes distintos
(Figura 14a), tendo L* com efeito negativo em relação aos demais. A variação dos dados foi
explicada por 99,69%, correspondendo PC1 a 86,95% e PC2 a 12,74%. EC7, EC8 e EC9
tenderam dessa forma a apresentar maiores valores de a*, EC2 maior valor de b*, enquanto
EC1 e EC3 tenderam a maiores valores de L* (Figura 14b).
Figura 14 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de cor L*, a* e b* dos
cereais matinais com extrato de café crioconcentrado.
(a)
Na análise de imagem (Figura 15a), a área, diâmetro e perímetro demonstraram
forte correlação, enquanto a circularidade do extrusado (CE) apresentou efeito negativo em
relação aos demais parâmetros. PC1 correspondeu a 46,82% e PC2 a 29,00%, com uma
explicação de 75,82%. A distribuição dos cereais apresentou maior dispersibilidade, tendo
EC4 como mais distinto e EC1 e EC5 mais próximos (Figura 15b).
PC
2 (
12,7
4%
)
PC 1 (86,95%)
PC
2 (
12,7
4%
)
PC 1 (86,95%)
116
Figura 15 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 dos parâmetros de diâmetro, área,
perímetro, circularidade do extrusado (CE), área da célula (AC), número de células (NC) e circularidade da
célula (CC) dos cereais matinais com café torrado e micronizado.
(a)
(b)
Para as propriedades de pasta, foi observado que todos os parâmetros se posicionaram
do lado direito do gráfico (Figura 16a), demonstrando efeito positivo. Viscosidade a frio
(Vfrio) e setback tiveram maior peso para o posicionamento do eixo de PC1. Os ensaios foram
distribuídos nos quatro quadrantes (Figura 16b) tendo EC2 como o mais distinto,
apresentando assim, uma tendência a maiores valores de viscosidade a frio, máxima, final e
setback.
PC
2 (
29,0
0%
)
PC 1 (46,82%)
PC
2 (
29,0
0%
)
PC 1 (46,82%)
117
Figura 16 - Gráficos dos loadings (a) e scores (b) de PC 1 versus PC 2 da viscosidade a frio (Vfrio), viscosidade
máxima (Vmax), tempo, temperatura, viscosidade mínima (Vmin), breakdown, viscosidade final (Vfinal) e
setback dos cereais matinais com café torrado e micronizado.
(a)
(b)
A definição dos ensaios que foram avaliados quanto às características sensoriais e
quanto ao teor de compostos bioativos foi baseada nos resultados de expansão, dureza, bowl-
life e cor. Os cereais EC1, EC2, EC5 e EC7 foram selecionados por apresentarem pequena
variação da expansão, diferença de dureza, similaridade quanto a sua manutenção no leite e
maiores distinções de cores.
PC
2 (
34,2
7%
)
PC 1 (62,24%)
PC
2 (
34,2
7%
)
PC 1 (62,24%)
118
3.4 CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA
3.4.1 Compostos bioativos, fenóis totais e atividade antioxidante
A composição dos compostos bioativos dos cereais matinais está apresentada na
Tabela 23 e os cromatogramas estão no Apêndice A (Figuras 1, 7 e 8). Os cereais
apresentaram diferença significativa (p < 0,05), sendo que EC7 obteve a maior concentração
dos compostos, com como consequência do maior teor de ECC. Os cereais EC1 e EC2 foram
estatisticamente iguais entre si, provavelmente pela concentração quase similar das
formulações. Mesmo em diferentes concentrações de ECC e temperaturas (140 e 160 °C)
utilizados nessas amostras, o ácido caféico foi igual para EC1, EC2 e EC5, com maior teor em
EC7.
Tabela 23 - Composição química dos extrusados quanto aos teores de cafeína, ácidos clorogênicos e caféico (mg
g-1), fenóis totais (g ácido gálico 100 g-1
) e atividade antioxidante (µmol Trolox g-1
)*.
EC1
EC2 EC5 EC7
Cafeína 0,27±0,01c 0,28±0,00
c 0,43±0,01
b 0,64±0,03
a
Ácidos clorogênicos 0,09±0,01c 0,10±0,00
c 0,13±0,01
b 0,21±0,01ª
Ácido caféico 0,01±0,00b 0,01±0,00
b 0,01±0,00
b 0,02±0,00
a
Fenóis totais n.d. n.d. n.d. 0,01±0,00
Atividade antioxidante n.d. n.d. n.d. 2,11±0,21
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma linha diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05)
n.d. – não determinado 1EC1 - formulação com 1,6% de ECC a 160 °C; EC2 - formulação com 2,0% de ECC a 140 °C; EC5 -
formulação com 3,0% de ECC a 160 °C; EC7 - formulação com 5,0% de ECC 140 °C
Em 100 mL de uma bebida de café pode conter entre 75 a 200 mg de cafeína,
entre 35 e 350 mg de ácidos clorogênicos e entre 25 e 40 mg de ácido caféico (FARAH, 2009;
GARAMBONE e ROSA, 2007). Os cereais matinais após processo de extrusão tiveram seu
conteúdo de compostos bioativos reduzidos quando comparados à matéria-prima,
apresentando em uma porção de consumo de 40 g de cereal entre 10,8-25,6 mg g-1
de cafeína,
3,6-8,4 mg g-1
de ácidos clorogênicos e 0,4-0,8 mg g-1
de ácido caféico.
Para os cereais EC1, EC2 e EC5 não foram possíveis determinar o teor de fenóis
totais e atividade antioxidante. Isso pode ter ocorrido devido à baixa concentração de ECC e
119
severidade do processo térmico aumentando a degradação dos compostos fenólicos, visto que
essas substâncias são sensíveis à temperatura (BRENNAN et al., 2011).
A redução dos compostos bioativos já foi observada na extrusão termoplástica em
outros trabalhos que realizaram a adição de frutas em formulações de extrusados. Essa
redução pode ser atribuída ao efeito da umidade, cisalhamento e temperatura do processo,
além da composição da matéria-prima (HIRTH et al., 2014). Apesar da degradação desses
compostos, devido à decarboxilação dos ácidos fenólicos, há a formação de outros compostos
de menor massa molecular, que podem aumentar a atividade antioxidante do produto. Assim,
a atividade antioxidante depende não somente no teor de compostos bioativos, mas também
da composição dessas substâncias. Sendo, observado um aumento de atividade antioxidante
com o aumento da temperatura (BRENNAN et al., 2011; SARAWONG et al., 2014;
TONYALI, SENSOY e KARAKAYA, 2016; DAR, SHARMA e KUMAR, 2014; LEYVA-
CORRAL et al., 2016).
3.4 CARACTERIZAÇÃO SENSORIAL
Os cereais selecionados para a sensorial podem ser visualizados na Figura 17.
Figura 17 - Ensaios selecionados para a sensorial.
As médias das notas obtidas para os parâmetros analisados para os cereais
matinais estão expostos na Tabela 24. Observou-se uma homogeneidade nas notas atribuídas
aos quatro ensaios, com diferenças significativas (p < 0,05) apenas para os atributos de
120
textura, cor e intenção de compra. Apesar da homogeneidade de notas, considerou-se que o
cereal com 5% de ECC obteve maior aceitação pela maior nota atribuída a intenção de
compra.
Tabela 24 - Nota média de aceitação quanto aos atributos de aparência, aroma, sabor, textura, cor, impressão
global e intenção de compra dos cereais matinais*.
EC1 EC2 EC5 EC7
Aparência1 5,21±1,81
a 5,40±1,80
a 5,25±1,81
a 5,51±1,89
a
Cor1 5,58±1,75
b 5,53±1,81
b 5,85±1,69
b 6,32±1,73
a
Aroma1 5,38±1,30
a 5,55±1,37
a 5,43±1,35
a 5,78±1,27
a
Sabor1 5,83±1,72
a 5,62±1,87
a 5,45±1,79
a 6,01±1,75
a
Textura1 5,72±2,03
b 6,33±1,91
a 5,65±2,07
b 6,34±1,73
a
Impressão global1 5,71±1,62
a 5,71±1,73
a 5,65±1,59
a 6,07±1,69
a
Intenção de compra² 2,74±1,06b 2,87±1,15
b 2,66±1,06
b 3,11±1,12
a
*Valores expressos como média ± desvio padrão. Letras minúsculas diferentes na mesma coluna diferem entre si
pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05). 1Atributos da tabela: 1 = desgostei muitíssimo; 5 = nem gostei/nem desgostei; 6 = gostei ligeiramente; 9 = gostei
muitíssimo
²Atributos da tabela: 1 = certamente não compraria; 3 = talvez compraria/talvez não compraria; 5 = compraria
EC1 - formulação com 1,6% de ECC a 160 °C; EC2 - formulação com 2,0% de ECC a 140 °C; EC3 - formulação
com 3,0% de ECC a 160 °C; EC4 - formulação com 5,0% de ECC a 140 °C
O primeiro contato do consumidor com o produto é visual, por isso, a aparência
do cereal, bem como seu formato e cor são importantes requisitos para uma boa aceitação. A
diferença da cor do cereal variou conforme a concentração de ECC, sendo EC7 de cor mais
escura o mais aceito, provavelmente por fazer uma maior referência à cor do café torrado.
O extrato de café tem maiores concentrações de compostos aromáticos e de sabor,
sendo esses compostos mais preservados quando é realizado crioconcentração (MORENO et
al., 2015). Para os provadores, entretanto, não houve diferença significativa de aroma e sabor
do cereal matinal com diferentes concentrações de ECC, talvez pela pequena variação da
concentração de ECC nos extrusados.
A textura foi mais aceita nos cereais EC2 e EC7. Com isso, observa-se que
mesmo em concentrações e texturas diferentes, a aceitação desses dois cereais matinais foi a
mesma.
A impressão global que reflete a satisfação geral do produto também não
apresentou diferença significativa entre os cereais como consequência também das notas
conferidas aos demais atributos.
121
Para a intenção de compra, EC7 obteve uma maior média, sendo o cereal que
mais recebeu nota para “provavelmente compraria” (Figura 18).
Figura 18 - Gráfico de intenção de compra conforme notas atribuídas para os cereais matinais EC1, EC2, EC5 e
EC7.
4. CONCLUSÃO
O extrato como ingrediente na formulação de extrusados demonstrou modificar as
principais características tecnológicas, reduzindo a luminosidade, expansão, viscosidades de
pasta, e aumentando o índice de solubilidade em água, mas não afetando a estrutura das
células, dureza e bowl-life de forma significativa. A determinação dos teores de cafeína, ácido
caféico e ácidos clorogênicos no produto final revelou um menor teor de compostos bioativos
em comparação com ECC, devido as perdas do processo. A aceitação dos cereais com adição
de extrato de café crioconcentrado foi bastante homogênea, sendo apenas os parâmetros de
cor e textura mais distintos em relação aos demais. Apesar das poucas diferenças entre os
ensaios, o cereal com 5% de ECC obteve maior aceitabilidade e intenção de compra. Dessa
forma, o processo de extrusão pode auxiliar na obtenção de cereal matinal com compostos
bioativos provenientes do café com boa aceitação sensorial.
122
5. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa de mestrado da aluna Ulliana Sampaio
e à FAEPEX/Unicamp pelo auxílio à pesquisa. Agradecemos também ao moinho SL
Alimentos (Mauá da Serra/PR) e o Café Iguaçú (Cornélio Procópio/PR) pelo fornecimento
das matérias-primas utilizadas neste trabalho.
6. REFERÊNCIAS
AACCI. Approved methods of the American Association of Cereal Chemists. St.
Paul, American Association of Cereal Chemists. 2010.
ADEDOKUN, M. O.; ITIOLA, O. A. Material properties and compaction
characteristics of natural and pregelatinized forms of four starches. Carbohydrate Polymers,
v. 79, n. 4, p. 818–824, 2010.
ANDERSON, R. A. et al. Gelatinisation of corn grits by roll-and extrusion
cooking. Cereal Science Today, v. 14, n. 1, p. 4-14, 1969.
BECKER, F. S. et al. Physical and functional evaluation of extruded flours
obtained from different rice genotypes. Ciência e Agrotecnologia, v. 38, n. 4, p. 367–374,
2014.
BLIGH, E.G.; DYER, W.M. A rapid method of lipid extraction and purification.
Can. J. Biochem. Physiol, v. 37, n; 1, p. 911–917, 1959.
BRENNAN, C. et al. Effects of extrusion on the polyphenols, vitamins and
antioxidant activity of foods. Trends in Food Science and Technology, v. 22, n. 10, p. 570–
575, 2011.
CHANVRIER, H. et al. Starch-based extruded cereals enriched in fibers: A
behavior of composite solid foams. Carbohydrate Polymers, v. 98, n. 1, p. 842–853, 2013.
CHANVRIER, H. et al. Insights into the texture of extruded cereals: Structure
and acoustic properties. Innovative Food Science and Emerging Technologies, v. 24, p. 61–
68, 2014.
COLONNA, P.; MERCIER, C. Macromolecular modifications of manioc starch
components by extrusion-cooking with and without lipids. Carbohydr. Polym., v. 3, n. 1, p.
87-108, 1983.
123
COLONNA, P.; TAYEB, J. MERCIER, C. Extrusion cooking of starch and
starchy products. In: MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion Cooking.
AACC Inc., St. Paul, p.247-319, 1989.
DAR, A. H.; SHARMA, H. K.; KUMAR, N. Effect of extrusion temperature on
the microstructure, textural and functional attributes of carrot pomace-based extrudates.
Journal of Food Processing and Preservation, v. 38, p. 212–222, 2014.
DING, Q. B. et al. The effect of extrusion conditions on the physicochemical
properties and sensory characteristics of rice-based expanded snacks. Journal of Food
Engineering, v. 66, n. 3, p. 283–289, 2005.
EL-DASH, A. A.; GONZALES, R.; CIOL, M. Response surface methodology in
the control of thermoplastic extrusion of starch. In: JOWITT, R. (Ed.) Extrusion cooking
technology. London: Elservier Applied Science, 1984. p. 51-74.
ESQUIVEL, P.; JIMÉNEZ, V. M. Functional properties of coffee and coffee by-
products. Food Research International, v. 46, n. 2, p. 488–495, 2012.
FAN, J.; MITCHELL, J. R.; BLANSHARD, J. M. V. The effect of sugars on the
extrusion of maize grits: I. The role of the glass transition in determining product density and
shape. International Journal of Food Science and Technology, v. 31, n. 1, p. 55–65, 1996.
FARAH, A. Coffee as a functional beverage. Agro Food Industry Hi-Tech, v.
20, n. 6, p. 36–39, 2009.
FAUBION, J. M.; HOSENEY, R. C. High temperature and short time; extrusion-
cooking of wheat starch and flour. I. Effect of moisture and flour type on extrudate properties.
Cereal Chemistry, v. 59, n. 6, p. 529-533, 1982.
FERREIRA, R. et al. Technological properties of precooked flour containing
coffee powder and rice by thermoplastic extrusion. Food Science and Technology
(Campinas), v. 33, n. 1, p. 7–13, 2013.
FUJIOKA, K.; SHIBAMOTO, T. Chlorogenic acid and caffeine contents in
various commercial brewed coffees. Food Chemistry, v. 106, n. 1, p. 217–221, 2008.
GARAMBONE, E.; ROSA, G. Possíveis benefícios do ácido clorogênico à saúde.
Alimentos e Nutrição, v.18, p.229-235, 2007
GOMEZ, M. H.; AGUILERA, J. M. Changes in the starch fraction during
extrusion cooking of corn. Jounal of Food Science, v. 48, n. 1, p. 40–43, 1983.
GUY, R. Extrusion cooking: Tecnhologies and aplications. Woodhead
Publishing in Food Science and Technology. Cambridge: CRC Press, 2001.
124
HAASE, N.U.; MINTUS, T.; WEIPERT, D. Viscosity measurements of potato
starch paste with the Rapid Visco Analyzer. Starch-Stärke, Weinheim, v. 47, n. 4, p. 123-
126, 1995.
HAGENIMANA, A.; DING, X.; FANG, T. Evaluation of rice flour modified by
extrusion cooking. Journal of Cereal Science, v. 43, n. 1, p. 38–46, 2006.
HIRTH, M. et al. Effect of extrusion cooking process parameters on the retention
of bilberry anthocyanins in starch based food. Journal of Food Engineering, v. 125, n. 1, p.
139–146, 2014.
HUANG, D. P.; ROONEY, L. W. Starches for snack foods. In: LUSAS, E. W.;
ROONEY, R. W. Snack foods processing. CRC Press, Boca Raton, p.115-136, 2001.
ILO, S.; BERGHOFER, E. Kinetics of colour changes during extrusion cooking
of maize grits. Journal of Food Engineering, v. 39, n. 1, p. 73–80, 1999.
KAUR, K. et al. Effect of hydrocolloids and process variables on the extrusion
behaviour of rice grits. Journal of Food Science and Technology, v. 36, n. 2, p. 127-132,
1999.
LEYVA-CORRAL, J. et al. Polyphenolic compound stability and antioxidant
capacity of apple pomace in an extruded cereal. LWT - Food Science and Technology, v.
65, p. 228– 236, 2016.
LUE, S.; HSIEH, F.; HUFF, H. E. Extrusion cooking of corn meal and sugar beet
fiber: effects on expansion properties, starch gelatinization and dietary fiber content. Cereal
Chemistry, v. 68, n. 3, 227-234, 1991.
MACHADO, F. M.; OLIVEIRA, F. A R.; CUNHA, L. M. Effect of milk fat and
total solids concentration on the kinetics of moisture uptake by ready-to-eat breakfast cereal.
International Journal of Food Science and Technology, v. 34, p. 47–57, 1999.
MAGALHÃES, L. M. et al. Rapid assessment of bioactive phenolics and
methylxanthines in spent coffee grounds by FT-NIR spectroscopy. Talanta, v. 147, p. 460–
467, 2016.
MENEGASSI, B. et al. Efeito de parâmetros de extrusão na cor e propriedades de
pasta da farinha de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza). Ciênc. Agrotec., v.31, n.6,
p.1780-1792, 2007.
MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion cooking. 2a ed., St. Paul:
American Association of Cereal Chemists, 1998. 471p.
125
MINOLTA. Precise color communication: color control form feeling to
instrumentation. Osaka: Minolta Camera Co. Ltd., 49 p., 1993.
MORENO, F. L. et al. A process to concentrate coffee extract by the integration
of falling film and block freeze-concentration. Journal of Food Engineering, v. 128, p. 88–
95, 2014a.
MORENO, F. L. et al. Block freeze-concentration of coffee extract: Effect of
freezing and thawing stages on solute recovery and bioactive compounds. Journal of Food
Engineering, v. 120, p. 158–166, 2014b.
MORENO, F. L. et al. Volatile compounds, sensory quality and ice morphology
in falling-film and block freeze concentration of coffee extract. Journal of Food
Engineering, v. 166, p. 64–71, 2015.
OLIVEIRA, L. C.; ROSELL, C. M.; STEEL, C. J. Effect of the addition of
whole‐ grain wheat flour and of extrusion process parameters on dietary fibre content, starch
transformation and mechanical properties of a ready‐to‐eat breakfast cereal. International
Journal of Food Science & Technology, v. 50, n. 1, p.1504-1514, 2015.
PADMANABHAN, M., BHATTACHARYA, M. Extrudate expansion during
extrusion cooking of foods. Cereal Food World, v. 34, n. 1, p. 945–949, 1989.
PARADA, J.; AGUILERA, J. M.; BRENNAN, C. Effect of guar gum content in
some physical and nutritional properties of extruded products. Journal of Food Engineering,
v. 103, n. 1, p. 324-332, 2011.
RE, R. et al. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cátion
decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine., v. 26 (9), p. 1231-1237. 1999.
ROBIN, F.; SCHUCHMANN, H. P.; PALZER, S. Dietary fiber in extruded
cereals: Limitations and opportunities. Trends in Food Science and Technology, v. 28, n. 1,
p. 23– 32, 2012.
RODRIGUES, N. P.; BRAGAGNOLO, N. Identification and quantification of
bioactive compounds in coffee brews by HPLC-DAD-MSn. Journal of Food Composition
and Analysis, v. 32, n. 2, p. 105–115, 2013.
ROESLER, R. et al. Atividade antioxidante de frutas do Cerado. Ciência e
Tecnologia de Alimentos, v. 27, n. 1, p. 53-60, 2007.
SACCHETTI, G.; PITTIA, P.; PINNAVAIA, G. G. The effect of extrusion
temperature and drying-tempering on both the kinetics of hydration and the textural changes
126
in extruded ready-to-eat breakfast cereals during soaking in semi-skimmed milk.
International Journal of Food Science and Technology, v. 40, n. 6, p. 655–663, 2005.
SERNA-SALVIDAR, S. O. Industrial manufacture of snack foods. 1a ed.:
Kennedy's Books Ltda. 2008. 428 p.
SARAWONG, C. et al. Effect of extrusion cooking on the physicochemical
properties, resistant starch, phenolic content and antioxidant capacities of green banana flour.
Food Chemistry, v. 143, p. 33–39, 2014.
SILVÁN, J. M.; MORALES, F. J.; SAURA-CALIXTO, F. Conceptual study on
maillardized dietary fiber in coffee. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 58, n.
23, p. 12244–12249, 2010.
SPILLER, G. A. Caffeine. Florida: CRC Press, 1998. 384 p.
TEBA, C. D. S.; ASCHERI, J. L. R.; CARVALHO, C. W. P. DE. Efeito Dos
Parâmetros De Extrusão Sobre As Propriedades De Pasta De Massas Alimentícias Pré-
Cozidas De Arroz E Feijão *. Alimentos e Nutrição, v. 20, n. 3, p. 411–426, 2009.
TONYALI, B.; SENSOY, I.; KARAKAYA, S. The effect of extrusion on the
functional components and in vitro lycopene bioaccessibility of tomato pulp added corn
extrudates. Food & Function, p. 855–860, 2016.
VIGNOLI, J. A.; BASSOLI, D. G.; BENASSI, M. T. Antioxidant activity,
polyphenols, caffeine and melanoidins in soluble coffee: The influence of processing
conditions and raw material. Food Chemistry, v. 124, n. 3, p. 863–868, 2011.
YEH, An-I. Preparation and application of rice flour. In: CHAMPAGNE, E. T.
Rice: Chemistry and Technology. 3 a ed.: American Association of Cereal Chemists, 2004. p.
495-540.
127
DISCUSSÃO GERAL
CARACTERIZAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS
O arroz é constituído basicamente por amido, com pequenas quantidades de
proteínas, lipídeos e fibras, como pôde ser observado na composição obtida. A composição
centesimal da farinha de arroz é dependente do processo de beneficiamento, onde há a
remoção das camadas do grão, em que os nutrientes estão distribuídos de maneira heterogênea
(WALTER, MARCHEZAN e AVILA, 2008). Além do teor de amido, o arroz apresenta-se
como uma boa alternativa para a interação com diferentes pigmentos devido a sua coloração
branca.
Os diferentes tipos de cafés CTM (café torrado e micronizado) e ECC (extrato de
café crioconcentrado) utilizados para o desenvolvimento dos cereais matinais apresentaram
diferenças em sua composição centesimal, quanto aos teores de cafeína, ácido caféico e ácido
clorogênico, além da cor. Essa distinção está baseada nos processos tecnológicos de obtenção
desses produtos, além da composição inicial das matérias-primas.
Durante o processo de torrefação, o café verde sofre mudanças físicas e químicas,
tais como perda de matéria seca, alterações de cor e redução de compostos bioativos
(SPILLER, 1998). Pode-se considerar que a perda de compostos bioativos é proporcional à
severidade da torra. Apenas a cafeína é que não apresenta perdas significativas por ser mais
resistente a tratamentos térmicos.
O extrato de café que é obtido a partir da percolação do café torrado e moído, ao
ser concentrado a frio permite uma maior capacidade de retenção dos compostos voláteis e
bioativos, o que faz com que ele apresente maiores teores desses compostos devido à extração
realizada (MORENO et al., 2014; MORENO et al., 2015), como pôde ser observado nos
resultados obtidos.
As concentrações de cafeína e ácidos clorogênicos relacionam-se diretamente
com a atividade antioxidante do café. Como houve uma maior concentração desses compostos
em ECC, a sua atividade antioxidante foi maior em relação à CTM.
128
CARACTERIZAÇÃO DOS CEREAIS MATINAIS
Qualidade tecnológica
Os extrusados com CTM em relação ao ECC apresentaram valores relativamente
menores para expansão, e maiores para dureza e bowl-life. Isso provavelmente pelas
características e diferentes concentrações de café nas formulações. A expansão está baseada
na rede de amido gelatinizado com capacidade de reter vapor de água para a formação de
bolhas no material ao sair da extrusora. Além disso, os parâmetros de umidade e temperatura
tem efeito importante nessa expansão, por aumentar ou não a dextrinização do amido
(HARPER, 1981). Como a expansão está diretamente relacionada à textura, uma menor
expansão pode levar a uma maior densidade do material e consequentemente a uma maior
dureza do produto extrusado. Já a capacidade do cereal em absorver umidade quando imerso
em leite está relacionado com o grau de gelatinização do amido e porosidade do extrusado. A
dureza do cereal é nitidamente reduzida, pois o ganho de umidade altera a resistência
mecânica causando o amolecimento e estrutura quebradiça (MACHADO, OLIVEIRA e
CUNHA, 1999; SACCHETTI, PITTIA e PINNAVAIA, 2005). Por isso, a propriedade do
cereal em manter ao máximo sua crocância no leite durante o consumo é importante, para não
haver a formação de uma pasta, levando a rejeição do produto.
As fibras também influenciam na expansão, dureza e bowl-life, pois a sua
presença pode reduzir a expansão e aumentar a dureza do extrusado, devido a matriz formada
entre fibra, amido e água, em que será reduzida a porosidade do material (ROBIN,
SCHUCHMANN e PALZER, 2012). Percebe-se esse comportamento nos extrusados com
CTM, que possuem uma expansão menor e tamanho de células menores que os extrusados
com ECC, que tem menor teor de fibra. A maior disponibilidade de amido nas formulações de
ECC, também, levou a um maior diâmetro como verificado na análise de imagem, o que não
impediu a expansão do produto mesmo com ECC.
A diferença entre a cor dos extrusados com CTM e ECC é mais nítida em relação
à luminosidade do produto final. Extrusados com café torrado e micronizado apresentaram
coloração mais escura pelas concentrações (2,2 a 9,2%) superiores desse ingrediente nas
formulações em relação ao ECC (1,6 a 5,8%). Além disso, também deve-se considerar a
reação de Maillard que é favorecida durante a extrusão pela temperatura, que degrada os
açúcares levando o escurecimento do produto.
129
O aumento das concentrações de CTM e ECC reduziram o índice de absorção em
água (IAA) e de índice de solubilidade em água (ISA), devido a menor quantidade de amido
disponível e presença de fibras. Os extrusados com ECC apresentaram valores superiores em
relação aos extrusados com CTM. Esses resultados também foram relacionados com a
temperatura do processo. Em uma umidade constante, o aumento da temperatura reduz o IAA
pela dextrinização excessiva dos grânulos de amido reduzindo a capacidade de absorver água
a temperatura ambiente. O ISA aumenta devido ao aumento de sólidos solúveis resultantes da
dextrinização (MERCIER e FEILLET, 1975).
Nas propriedades de pasta dos dois cereais matinais foram observadas
significativas mudanças no comportamento das viscosidades determinadas. As propriedades
de pasta permitem verificar o impacto do processo de extrusão nos produtos, pois as
viscosidades dependem do grau de gelatinização e dextrinização do amido. Em produtos
extrusados, normalmente, têm-se uma alta viscosidade inicial, ocasionada pela
pregelatinização do amido, e depois sua redução, e a viscosidade final diminui devido a
redução do tamanho das cadeias que levam a uma perda da capacidade de retrogradação
(MERCIER e FEILLET, 1975).
Em uma visão mais geral, a viscosidade a frio, viscosidade máxima e breakdown
de cereais com ECC foram superiores aos cereais com CTM, enquanto a viscosidade mínima,
viscosidade final e setback foram inferiores. Esse comportamento pode estar relacionado pela
severidade do processo, conteúdo de café nas formulações, disponibilidade de amido e
presença de fibras. Os grânulos de amido perdem sua estrutura cristalina devido ao atrito e
altas temperaturas na extrusão. A ruptura das ligações permite uma maior disponibilidade de
compostos a fazerem ligações de hidrogênio a temperatura ambiente (EL-DASH,
GONZALES e CIOL, 1984). Entretanto, uma alta viscosidade máxima reflete a existência de
grânulo de amido ainda intactos, como pode ser observado nos dois cereais. O tempo e
temperatura de ocorrência da viscosidade máxima foi bastante distinta entre os dois tipos de
cereais, demonstrando assim, que outros fatores podem estar interferindo no processo.
Química e Sensorial
Os dois cereais apresentaram menores teores de compostos bioativos quando
comparados com as matérias-primas. Sabe-se que a composição da matéria-prima, bem como
umidade, temperatura, cisalhamento podem levar a degradação dos compostos bioativos,
130
como visto em outros trabalhos (SARAWONG et al., 2014; EMIN, MAYER-MIEBACH e
SCHUCHMANN, 2012; TONYALI, SENSOY e KARAKAYA, 2016). Entretanto, a
presença ainda de cafeína, ácido caféico e ácidos clorogênicos pode ser explicado pela
quantidade inicial desses compostos na matéria-prima, pela maior resistência térmica da
cafeína e a possível rede formada entre o amido e essas substâncias que poderia exercer uma
certa proteção e reduzir a degradação. Com a degradação dos compostos fenólicos, a atividade
antioxidante foi reduzida quando comparado com as matérias-primas, sendo que nos cereais
com ECC somente foi possível a determinação da atividade antioxidante do cereal com 5% de
ECC, provavelmente pela baixa concentração nos demais ensaios.
Quanto a análise sensorial, os cereais obtiveram uma boa aceitação e
homogeneidade na média das notas atribuídas para os parâmetros avaliados pelos provadores.
A cor e aroma mais aceitos foram dos ensaios que continham maior concentração de CTM e
ECC, provavelmente por apresentarem cor e aroma de café que lembrassem as propriedades
sensoriais da bebida de café. Mesmo com as implicações que as fibras poderiam atribuir a
textura do produto, não houve diferença significativa entre as médias dos cereais com CTM. E
para ECC a textura foi considerada aceitável mesmo em diferentes concentrações. A intenção
de compra também foi similar para os dois cereais, com média de nota 3 para “talvez
compraria/talvez não compraria”. As notas obtidas refletem o desejo do consumidor em ter
um produto com boa crocância e com mais características sensoriais do café. Entretanto, para
a inserção de café no processo de extrusão é necessário considerar a granulometria, a fim de
evitar a possível sensação residual no produto final.
131
CONCLUSÃO GERAL
A inserção de ingredientes com teores significativos de compostos bioativos em
produtos extrusados tornou-se alvo de estudos, pela possibilidade de desenvolver produtos
com distintas características sensorias, além de tentar atender a demanda de funcionalidade.
Com isso, tornou-se necessário avaliar a interação de novos ingredientes com outras matérias-
primas ricas em amido, que podem implicar em modificações tecnológicas dos extrusados.
A farinha de arroz demonstrou boas características tecnológicas que são propícias
ao desenvolvimento de novos produtos, enquanto os dois tipos de café demonstraram ser
fontes potenciais de compostos bioativos para produtos extrusados. Assim, a combinação
desses ingredientes apresentou-se como uma boa alternativa para um produto com compostos
bioativos. Ficaram evidentes as modificações tecnológicas causadas pela inserção tanto de
café torrado e micronizado como para o extrato de café crioconcentrado.
A expansão, dureza e bowl-life foram afetadas, dentre outros fatores, pela
presença de fibras. As alterações na cor foram visíveis conforme o aumento da concentração
de café e temperatura de processo, levando ao escurecimento do produto. Os índices de
absorção e solubilidade também foram afetados, com redução da solubilidade do material,
sendo este comportamento associado com o grau de gelatinização/dextrinização do amido. As
propriedades de pasta por consequência também apresentaram modificações.
A concentração de café nos cereais foi levada em consideração para o equilíbrio
das características sensoriais provenientes do café bem como a sua granulometria. Os cereais
matinais produzidos com CTM e ECC obtiveram teores de compostos bioativos menores em
relação as matérias-primas. A cafeína apresentou maiores teores nos cereais matinais em
relação ao ácido caféico e ácidos clorogênicos por sua maior resistência térmica. Os dois
cereais foram bem aceitos sensorialmente, tendo os extrusados com CTM e ECC uma média
de 64% de aceitação global, sendo os ensaios com 5% de CTM e 5% de ECC os mais
preferidos quanto aos atributos de cor, sabor e textura. Conclui-se, portanto, que é possível
desenvolver um cereal matinal de arroz com café, com propriedades físicas, funcionais,
tecnológicas e sensoriais aceitáveis.
132
REFERÊNCIAS GERAIS
AACCI. Approved methods of the American Association of Cereal Chemists. St.
Paul, American Association of Cereal Chemists. 2010.
ABIC. Associação Brasileira da Indústria de café. Estatísticas. 2014. Disponível
em: <www.abic.com.br>. Acesso em: 5 de outubro de 2015.
ADEDOKUN, M. O.; ITIOLA, O. A. Material properties and compaction
characteristics of natural and pregelatinized forms of four starches. Carbohydrate Polymers,
v. 79, n. 4, p. 818–824, 2010.
ALONSO-SALCES, R. M. et al. Botanical and geographical characterization of
green coffee (Coffea arabica and Coffea canephora): Chemometric evaluation of phenolic and
methylxanthine contents. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 57, n. 10, p.
4224–4235, 2009.
ALTAN, A; MCCARTHY, K. L.; MASKAN, M. Evaluation of snacks foods
from barley-tomato pomace blends by extrusion processing. Journal of Food Engineering, v.
84, n. 1, p. 231-242, 2008.
ALVES, R. C.; CASAL, S.; OLIVEIRA, B. Benefícios do café na saúde: Mito ou
realidade? Química Nova, v. 32, n. 8, p. 2169–2180, 2009.
ALVES, S. T. et al. Metodologia Para Análise Simultânea De Ácido Nicotínico,
Trigonelina, Ácido Clorogênico E Cafeína Em Café Torrado Por Cromatografia Líquida De
Alta Eficiência. Quim. Nova, v. 29, n. 6, p. 1164–1168, 2006.
ANDERSON, R. A. et al. Gelatinisation of corn grits by roll-and extrusion
cooking. Cereal Science Today, v. 14, n. 1, p. 4-14, 1969.
ANDUEZA, S.; PAZ DE PEÑA, M.; CID, C. Chemical and Sensorial
Characteristics of Espresso Coffee As Affected by Grinding and Torrefacto Roast. Journal of
Agricultural and Food Chemistry, v. 51, n. 24, p. 7034–7039, 2003.
ANNUNZIATA, A.; VECCHIO, R. Functional foods development in the
European market: A consumer perspective. Journal of Functional Foods, v. 3, n. 1, p. 223–
228. 2011.
ANTON, A. A.; LUCIANO, F. B. Instrumental texture evaluation of extruded
snacks foods: A review. Ciencia y Tecnología Alimentaria. v.5, n°.4, p.245-251, 2007.
AOAC. Approved methods of the American Association of Offical Analytical
Chemists. Gaithersburg, U.S.A., American Association of Offical Analytical Chemists. 2006.
133
ASARE, E. K. et al. Extrusion Cooking of Rice-Groundnut-Cowpea Mixtures -
Effects of Extruder Characteristics on Nutritive Value and Physico-Functional Properties of
Extrudates Using Response Surface Methodology. Journal of Food Processing and
Preservation, v. 36, n. 5, p. 465–476, 2012.
AWOLU, O. O. et al. Optimization of the extrusion process for the production of
ready-to-eat snack from rice, cassava and kersting’s groundnut composite flours. LWT -
Food Science and Technology, v. 64, n. 1, p. 18–24, 2015.
BECKER, F. S. et al. Physical and functional evaluation of extruded flours
obtained from different rice genotypes. Ciência e Agrotecnologia, v. 38, n. 4, p. 367–374,
2014.
BERTRAIS, S. et al. Contribution of ready-to-eat cereals to nutrition intakes in
French adults and relations with corpulence. Annals in Nutrition and Metabolism, v. 44,
n.1, p. 249–255, 2000.
BERTRAND, B. Impact of the Coffea canephora gene introgression on beverage
quality of C. arabica. Theoretical and Applied Genetics, v. 107, n. 1, p. 387–394, 2003.
BERTRAND, B. Resistance of cultivated coffee (Coffea Arabica and C.
canephora) trees to corky-root by Meloidogyne arabicida and Fusarium oxysporum, under
controlled and field conditions. Crop Protection, v. 21, n.1, p. 713–719, 2002.
BHANDARI, B.; D’ARCY, B.; YOUNG, G. Flavour retention during high
temperature short time extrusion cooking process: a review. International Journal of Food
Science Technology, Oxford,v. 36, n. 5, p. 453-461, 2001.
BHUMIRATANA, N.; ADHIKARI, K.; CHAMBERS, E. Evolution of sensory
aroma attributes from coffee beans to brewed coffee. LWT - Food Science and Technology, v.
44, n. 10, p. 2185–2192, 2011.
BLIGH, E.G.; DYER, W.M. A rapid method of lipid extraction and purification.
Can. J. Biochem. Physiol, v. 37, n; 1, p. 911–917, 1959.
BMI RESEARCH. Brazil Food & Drink Report Q4, 2015.
BRANDBURY, A. G. W. Chemistry I: Non-volatile compounds. In: CLARKE,
R. J.; VITZTHUM, O. G. Coffee: Recent developments. 1a ed. Oxford: Blackwell Science,
2001. p. 1-17.
BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. CNNPA n. 12, de 24 de
julho de 1978. Aprova Normas Técnicas Especiais.
134
BRASIL. Farmacopéia brasileira. Volume 2. Agência Nacional de Vigilância
Sanitária. Brasília: Anvisa, 2010. p. 713.
BRENNAN, C. et al. Effects of extrusion on the polyphenols, vitamins and
antioxidant activity of foods. Trends in Food Science and Technology, v. 22, n. 1, p. 570-575,
2011.
BUDRYN, G.; NEBESNY, E. Effect of green and roasted coffee antioxidants on
quality and shelf life of cookies and chocolates. Journal of Food Processing and
Preservation, v. 37, n. 5, p. 835–845, 2013.
CAMARGO, M.C.R.; TOLEDO, M. C. F. Teor de cafeína em cafés brasileiros.
Ciência e Tecnologia de Alimentos. Campinas, v.18, n.4, p.32-38, 1998.
CAPRILES, V. D.; ARÊAS, J. A. D. Avaliação da qualidade tecnológica de
snacks obtidos por extrusão de grão integral de amaranto ou de farinha de amaranto
desengordurada e suas misturas com fubá e milho. Brazilian Journal of Food Technology.,
v. 15, n. 1, p. 21–29, 2012.
CAPRIOLI, G. et al. The influence of different types of preparation ( espresso
and brew ) on coffee aroma and main bioactive constituents The influence of different types
of preparation ( espresso and brew ). International Journal of Food Sciences and
Nutrition, v. 7486, n. October, p. 1–9, 2015.
CARVALHO, A V et al. Processing and characterization of extruded breakfast
meal formulated with broken rice and bean flour. Ciencia E Tecnologia De Alimentos, v. 32,
n. 3, p. 515–524, 2012.
CHAMPAGNE, E. T. et al. The rice grain and its gross composition. In:
CHAMPAGNE, E. T. Rice: Chemistry and Technology. 3a ed.: American Association of
Cereal Chemists, 2004. p. 77-108.
CHANVRIER, H. et al. Insights into the texture of extruded cereals: Structure
and acoustic properties. Innovative Food Science and Emerging Technologies, v. 24, p. 61–
68, 2014.
CHANVRIER, H. et al. Starch-based extruded cereals enriched in fibers: A
behavior of composite solid foams. Carbohydrate Polymers, v. 98, n. 1, p. 842–853, 2013.
CHASSAGNE-BERCES, S. et al. Effect of fibers and whole grain content on
quality attributes of extruded cereals. Procedia Food Science, v. 1, n. 0, p. 17–23, 2011.
CHEFTEL, J. C. Nutritional effects of extrusion-cooking. Food Chemistry, v.
20, n. 1, p. 263–268, 1986.
135
CHEONG, M. W. et al. Volatile composition and antioxidant capacity of Arabica
coffee. Food Research International, v. 51, n. 1, p. 388–396, 2013.
CLIFFORD, M. N. Chlorogenic acids and other cinnamates: nature, occurrence
and dietary burden. Journal of the Science of Food Agriculture, v. 79, n. 3, p. 362– 372,
1999.
CLIFFORD, M. N. The nature of chlorogenic acids. Are they advantageous
compounds in coffee? In ASIC, 17° Colloque, Nairobi, p. 79-89, 1997.
COELHO, C. et al. Nature of phenolic compounds in coffee melanoidins.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 62, n. 31, p. 7843–7853, 2014.
COLONNA, P.; MERCIER, C. Macromolecular modifications of manioc starch
components by extrusion-cooking with and without lipids. Carbohydr. Polym., v. 3, n. 1, p.
87-108, 1983.
COLONNA, P.; TAYEB, J. MERCIER, C. Extrusion cooking of starch and
starchy products. In: MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion Cooking.
AACC Inc., St. Paul, p.247-319, 1989.
CONTRERAS-CALDERON, J. et al. Evaluation of antioxidant capacity in
coffees marketed in Colombia: Relationship with the extent of non-enzymatic browning.
Food Chemistry, v. 209, n. 1, p. 162-170, 2016.
COWLAND, D. Demand for functional food & drink on the rise in emerging
markets. 2012. Disponível em: <www.nutraceulticalsword.com.br>. Acesso em: 25 de
outubro de 2016.
DAR, A. H.; SHARMA, H. K.; KUMAR, N. Effect of extrusion temperature on
the microstructure, textural and functional attributes of carrot pomace-based extrudates.
Journal of Food Processing and Preservation, v. 38, p. 212–222, 2014.
DEEPA, C.; HEBBAR, H. U. Micronization of maize flour: Process optimization
and product quality. Journal of Cereal Science, v. 60, n. 3, p. 569–575, 2014.
DEHGHAN-SHOAR, Z.; HARDACRE, A. K.; BRENNAN, C. C. The physico-
chemical characteristics of extruded snacks enriched with tomato lycopene. Food Chemistry,
v. 123, n. 1, p. 1117-1122, 2010.
DING, Q. B. et al. The effect of extrusion conditions on the physicochemical
properties and sensory characteristics of rice-based expanded snacks. Journal of Food
Engineering, v. 66, n. 3, p. 283–289, 2005.
136
EGGERS, R.; PIETSCH, A. Technology I: Roasting. In: CLARKE, R. J.;
VITZTHUM, O. G. Coffee: Recent developments. 1a ed. Oxford: Blackwell Science, 2001.
p. 90-107.
EL-DASH, A. A. Application and control of thermoplastic extrusion of cereals
for food and industrial uses. In: POMERANZ, Y. e MUNICH, L. Cereals: a renewable
resource, theory and practice. AACC, Saint Paul, p.165-216, 1981.
EL-DASH, A. A. Thermoplastic extrusion of food: theory and techniques.
Campinas: Faculdade de Engenharia de Alimentos, 1982.
EL-DASH, A. A.; GONZALES, R.; CIOL, M. Response surface methodology in
the control of thermoplastic extrusion of starch. In: JOWITT, R. (Ed.) Extrusion cooking
technology. London: Elservier Applied Science, 1984. p. 51-74.
EMIN, M. A.; MAYER-MIEBACH, E.; SCHUCHMANN, H. P. Retention of β-
carotene as a model substance for lipophilic phytochemicals during extrusion cooking. LWT-
Food Science and Technology, v. 48, n. 1, p. 302-302, 2012.
ESQUIVEL, P.; JIMÉNEZ, V. M. Functional properties of coffee and coffee by-
products. Food Research International, v. 46, n. 2, p. 488–495, 2012.
EUROMONITOR. Breakfast cereal in Brazil 2012. Disponível em:
<www.euromonitor.com.br>. Acesso em: 13 de novembro de 2015.
EUROMONITOR. Breakfast cereal in Brazil 2016. Disponível em:
<www.euromonitor.com.br>. Acesso em: 24 de outubro de 2016.
FAN, J.; MITCHELL, J. R.; BLANSHARD, J. M. V. The effect of sugars on the
extrusion of maize grits: I. The role of the glass transition in determining product density and
shape. International Journal of Food Science and Technology, v. 31, n. 1, p. 55–65, 1996.
FARAH, A. Coffee as a functional beverage. Agro Food Industry Hi-Tech, v.
20, n. 6, p. 36–39, 2009.
FAUBION, J. M.; HOSENEY, R. C. High temperature and short time; extrusion-
cooking of wheat starch and flour. I. Effect of moisture and flour type on extrudate properties.
Cereal Chemistry, v. 59, n. 6, p. 529-533, 1982.
FELBERG, I. et al. Formulation of a soy-coffee beverage by response surface
methodology and internal preference mapping. Journal of Sensory Studies, v. 25, n. SUPPL.
1, p. 226–242, 2010.
FELLOWS, P. J. Food processing technology: Principles and practice. Ed. CRC
Press. England, 2000, 576 p.
137
FERREIRA, C. M. Projeções do agronegócio do arroz brasileiro. 6° Congresso
Brasileiro de Arroz Irrigado. Porto Alegre, 2009.
FERREIRA, R. et al. Technological properties of precooked flour containing
coffee powder and rice by thermoplastic extrusion. Food Science and Technology
(Campinas), v. 33, n. 1, p. 7–13, 2013.
FITZGERALD, M. A. Rice: characteristics and quality requeriments. In:
WRIGLEY, C. W.; BATEY, I. L. Cereal grains. Cambridge: CRC Press, 2010. P. 212-236.
FRANCA, A. S.; MENDONÇA, J. C. F.; OLIVEIRA, S. D. Composition of green
and roasted coffees of different cup qualities. LWT - Food Science and Technology, v. 38,
n. 1, p. 709-715, 2005.
FUJIOKA, K.; SHIBAMOTO, T. Chlorogenic acid and caffeine contents in
various commercial brewed coffees. Food Chemistry, v. 106, n. 1, p. 217–221, 2008.
GARAMBONE, E.; ROSA, G. Possíveis benefícios do ácido clorogênico à saúde.
Alimentos e Nutrição, v.18, p.229-235, 2007
GOMEZ, M. H.; AGUILERA, J. M. Changes in the starch fraction during
extrusion cooking of corn. Jounal of Food Science, v. 48, n. 1, p. 40–43, 1983.
GUJRAL, H.S.; SINGH, N.; SINGH, B. Extrusion behavior of grits from flint
and sweet corn. Cereal Chemistry. St. Paul. v.74, p.303-308, 2001
GUY, R. Extrusion cooking: Technologies and applications. Ed. CRC Press,
England, 2001.
HAASE, N.U.; MINTUS, T.; WEIPERT, D. Viscosity measurements of potato
starch paste with the Rapid Visco Analyzer. Starch-Stärke, Weinheim, v. 47, n. 4, p. 123-
126, 1995.
HAGENIMANA, A.; DING, X.; FANG, T. Evaluation of rice flour modified by
extrusion cooking. Journal of Cereal Science, v. 43, n. 1, p. 38–46, 2006.
HARPER, J. M. Extrusion processing of starch. In: ALEXANDER, R. J.;
ZOBEL, H. F. Developments in carbohydrate chemistry. 2nd edition. American Association
of Cereal Chemists, St. Paul, p.37-64, 1994.
HARPER, J. M. Food extrusion in: Extrusion of Foods. CRC Press, Boca Raton,
FL, p.1–6, 1981.
HIRTH, M. et al. Effect of extrusion cooking process parameters on the retention
of bilberry anthocyanins in starch based food. Journal of Food Engineering, v. 125, n. 1, p.
139–146, 2014.
138
HUBER, G. R. Snack foods from cooking extruders. In: LUSAS, E. W.;
ROONEY, R. W. Snack foods processing. CRC Press, Boca Raton, p.315-368, 2001
HUANG, D. P.; ROONEY, L. W. Starches for snack foods. In: LUSAS, E. W.;
ROONEY, R. W. Snack foods processing. CRC Press, Boca Raton, p.115-136, 2001.
ILO, S.; BERGHOFER, E. Kinetics of colour changes during extrusion cooking
of maize grits. Journal of Food Engineering, v. 39, n. 1, p. 73–80, 1999.
INTERNATIONAL COFFEE ORGANIZATION (ICO). Monthly coffee market
report – February 2012. Disponível em: <http://dev.ico.org/documents/cmr-0212-e.pdf>.
Acesso em: 12 de outubro de 2015.
ITAL. Instituto de Tecnologia de Alimentos. Brasil Food Trends 2020. 2010.
Disponível em: <www.brasilfoodtrends.com.br>. Acesso em: 20 de março de 2016.
JAMIM, F. F.; FLORES, R. A. Effect of separation and grinding of corn dry-
milled streams on physical properties of single-screw low-speed extruded products. Cereal
Chemistry. St. Paul. v.75, nº.6, p.775-779, 1998
JULIANO, B. O.; HICKS, P. A. Rice functional properties and rice food
products. Food Reviews International, v. 12, n. 1, p. 71–103, 1996.
KAGNOFF, M. F. Overview and pathogenesis of celiac disease.
Gastroenterology, v. 128, n. 4, Suppl 1, p. S10–8, 2005.
KAUR, K. et al. Effect of hydrocolloids and process variables on the extrusion
behaviour of rice grits. Journal of Food Science and Technology, v. 36, n. 2, p. 127-132,
1999.
KHANAL, R. C.; HOWARD, L. R.; PRIOR, R. L. Procyanidin content of grape
seed and pomace, and total anthocyanin content of grape pomace as affected by extrusion
processing. Journal of Food Science, v. 74, n. 1, p. H174-H182, 2009.
KITZBERGER, C. S. G.; SCHOLZ, M. B. D. S.; BENASSI, M. D. T. Bioactive
compounds content in roasted coffee from traditional and modern Coffea arabica cultivars
grown under the same edapho-climatic conditions. Food Research International, v. 61, p.
61–66, 2014.
KOBLITZ, M. G. B. Matérias-primas alimentícias: composição e controle de
qualidade. Rio de Janeiro: GUANABARA KOOGAN, 2011. 301p.
KOEPPE, S. J. et al. Physical properties and some nutritional characteristics of an
extrusion product with defatted amaranth seeds and defatted maize gluten meal (80:20 ratio).
Cereal Chem., v. 64, n. 5, p. 332-336, 1987.
139
LANG, R. et al. Quantitative studies on roast kinetics for bioactives in coffee.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 61, n. 49, p. 12123–12128, 2013.
LEYVA-CORRAL, J. et al. Polyphenolic compound stability and antioxidant
capacity of apple pomace in an extruded cereal. LWT - Food Science and Technology, v.
65, p. 228– 236, 2016.
LOBATO, L. P. et al. Extruded puffed functional ingredient with oat bran and soy
flour. LWT - Food Science and Technology, v. 44, n. 4, p. 933–939, 2011.
LUE, S.; HSIEH, F.; HUFF, H. E. Extrusion cooking of corn meal and sugar beet
fiber: effects on expansion properties, starch gelatinization and dietary fiber content. Cereal
Chemistry, v. 68, n. 3, 227-234, 1991.
MACHADO, F. M.; OLIVEIRA, F. A R.; CUNHA, L. M. Effect of milk fat and
total solids concentration on the kinetics of moisture uptake by ready-to-eat breakfast cereal.
International Journal of Food Science and Technology, v. 34, p. 47–57, 1999.
MACHADO, M. D. F. et al. Kinetics of moisture uptake and soluble-solids loss
by puffed breakfast cereals immersed in water. International Journal of Food Science and
Technology, v. 33, n. 1993, p. 225–237, 1998.
MAGALHÃES, L. M. et al. Rapid assessment of bioactive phenolics and
methylxanthines in spent coffee grounds by FT-NIR spectroscopy. Talanta, v. 147, p. 460–
467, 2016.
MENEGASSI, B. et al. Efeito de parâmetros de extrusão na cor e propriedades de
pasta da farinha de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza). Ciênc. Agrotec., v.31, n.6,
p.1780-1792, 2007.
MERCIER, C.; FEILLET, P. Modification of carbohydrate components by
extrusion cooking of cereal products. Cereal Chemistry, v. 32, n. 3, p. 283-297, 1975.
MERCIER, C.; LINKO, P.; HARPER, J. M. Extrusion cooking. 2a ed., St. Paul:
American Association of Cereal Chemists, 1998. 471p.
MINOLTA. Precise color communication: color control form feeling to
instrumentation. Osaka: Minolta Camera Co. Ltd., 49 p., 1993.
MOREIRA, R. F. A.; TRUGO, L. C.; DE MARIA, C. A. B. Componentes
voláteis do café torrado. Parte II. Compostos alifáticos, alicíclicos e aromáticos. Química
Nova, v. 23, n. 2, p. 195–203, 2000.
140
MORENO, F. L. et al. A process to concentrate coffee extract by the integration
of falling film and block freeze-concentration. Journal of Food Engineering, v. 128, p. 88–
95, 2014a.
MORENO, F. L. et al. Block freeze-concentration of coffee extract: Effect of
freezing and thawing stages on solute recovery and bioactive compounds. Journal of Food
Engineering, v. 120, p. 158–166, 2014b.
MORENO, F. L. et al. Volatile compounds, sensory quality and ice morphology
in falling-film and block freeze concentration of coffee extract. Journal of Food
Engineering, v. 166, p. 64–71, 2015.
MOURA, S. C. S. R. et al. Influência dos Parâmetros de Torração nas
Características Físicas , Químicas e Sensoriais do Café Arábica Puro Influence of Roasting
Parameters on the Physical , Chemical and Sensory Characteristics of Pure Arabica Coffee.
Braz. J. Food Technol., v. 10, n. 1, p. 17–25, 2007.
MOUSSA-AYOUB, T. E. et al. Flavonol profile of cactus fruits (Opuntia ficus-
indica) enriched cereal-based extrudates: Authenticity and impact of extrusion. Food
Research International, v. 78, p. 442–447, 2015.
MUSSATTO, S. I. et al. Production, Composition, and Application of Coffee and
Its Industrial Residues. Food and Bioprocess Technology, v. 4, n. 5, p. 661–672, 2011.
NARDINI, M. et al. Analytical, nutritional and clinical methods detection of
bound phenolics acids: prevention by ascorbic acid and ethylenediaminetetraacetic acid of
degradation of phenolic acids during alkaline hydrolysis. Food Chemistry, v. 79, n. 1, p. 119-
124, 2002.
NEPA - NÚCLEO DE ESTUDOS E PESQUISAS EM ALIMENTAÇÃO. Tabela
brasileira de composição de alimentos. NEPA - Unicamp, p. 161, 2011.
OBRADOVIC, V. et al. Improvement of nutritional and functional properties of
extruded food products. Journal of Food and Nutrition Research, v. 53, n. 3, p. 189–206,
2014.
OLIVEIRA, L. C.; ROSELL, C. M.; STEEL, C. J. Effect of the addition of
whole‐ grain wheat flour and of extrusion process parameters on dietary fibre content, starch
transformation and mechanical properties of a ready‐to‐eat breakfast cereal. International
Journal of Food Science & Technology, v. 50, n. 1, p.1504-1514, 2015.
141
OMWAMBA, M.; MAHUNGU, S. M. Development of a Protein-Rich Ready-to-
Eat Extruded Snack from a Composite Blend of Rice, Sorghum and Soybean Flour. Food and
Nutrition Sciences, v. 5, n. 14, p. 1301–1310, 2014.
PADMANABHAN, M., BHATTACHARYA, M. Extrudate expansion during
extrusion cooking of foods. Cereal Food World, v. 34, n. 1, p. 945–949, 1989.
PARADA, J.; AGUILERA, J. M.; BRENNAN, C. Effect of guar gum content in
some physical and nutritional properties of extruded products. Journal of Food Engineering,
v. 103, n. 1, p. 324-332, 2011.
RE, R. et al. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cátion
decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine., v. 26 (9), p. 1231-1237. 1999.
RENDÓN, M. Y.; DE JESUS GARCIA SALVA, T.; BRAGAGNOLO, N.
Impact of chemical changes on the sensory characteristics of coffee beans during storage.
Food Chemistry, v. 147, p. 279–286, 2014.
RIBEIRO, V. S. et al. Chemical characterization and antioxidant properties of a
new coffee blend with cocoa, coffee silverskin and green coffee minimally processed. Food
Research International, v. 61, p. 39–47, 2014.
ROBIN, F.; SCHUCHMANN, H. P.; PALZER, S. Dietary fiber in extruded
cereals: Limitations and opportunities. Trends in Food Science and Technology, v. 28, n. 1,
p. 23– 32, 2012.
RODRIGUES, M. A. A. et al. Development of cookie formulations containing
coffee. Cienc. Tecnol. Aliment., v. 27, n. 1, p. 162–169, 2007.
ROESLER, R. et al. Atividade antioxidante de frutas do Cerado. Ciência e
Tecnologia de Alimentos, v. 27, n. 1, p. 53-60, 2007.
RUFIAN-HENARES, J. A.; DELGADO-ANDRADE, C. Effect of digestive
process on Maillard reaction indexes and antioxidant properties of breakfast cereals. Food
Research International, v. 42, n. 3, p. 394-400, 2009.
SACCHETTI, G.; PITTIA, P.; PINNAVAIA, G. G. The effect of extrusion
temperature and drying-tempering on both the kinetics of hydration and the textural changes
in extruded ready-to-eat breakfast cereals during soaking in semi-skimmed milk.
International Journal of Food Science and Technology, v. 40, n. 6, p. 655–663, 2005.
SARAWONG, C. et al. Effect of extrusion cooking on the physicochemical
properties, resistant starch, phenolic content and antioxidant capacities of green banana flour.
Food Chemistry, v. 143, p. 33–39, 2014.
142
SERNA-SALDIVAR, S. O. Industrial manufacture of snack foods. 1a ed.:
Kennedy's Books Ltda. 2008. 428 p.
SHAHIDI, F.; NACZK, M. Phenolics in food and nutraceuticals. Florida: CRC
Press, 2004. p. 250-256.
SILVA, R. F. da et al. Aceitabilidade de biscoitos e bolos à base de arroz com
café extrusados. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 29, n. 4, p. 815–819, 2009.
SILVA, R. F.; ASCHERI, J. L. R.; PEREIRA, R. G. F. A. Composição
centesimal e perfil de aminoácidos de arroz e pó de café. Alim. Nutri. Araraquara, v. 18, n. 3,
p. 325-330, 2007.
SILVÁN, J. M.; MORALES, F. J.; SAURA-CALIXTO, F. Conceptual study on
maillardized dietary fiber in coffee. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 58, n.
23, p. 12244–12249, 2010.
SOMPONG, R. et al. Extrusion cooking properties of white and colored rice
varieties with different amylose content. Starch – Stärke, v. 63, n. 2, p. 55-63, 2011.
SOUSA, A. G.; DA COSTA, T. H. M. Usual coffee intake in Brazil: results from
the
National Dietary Survey 2008–9. British Journal of Nutrition, v. 113, n. 10, p.
1615–1620, 2015.
SOUZA, M. L. DE; MENEZES, H. C. DE. Avaliação sensorial de cereais
matinais de castanha-do-brasil com mandioca extrusados. Food Science and Technology
(Campinas), v. 26, n. 4, p. 950–955, 2006.
SPENCE, J. T. Challenges related to the composition of functional foods.
Journal of Food Composition and Analysis, v. 19, n. 1, p. S4–S6, 2006.
SPILLER, M. A. Caffeine. Florida: CRC Press, 1998, 384 p.
TAKEUCHI, K. P.; SABADINI, E.; CUNHA, R. L. da. Análise das propriedades
mecânicas de cereais matinais com diferentes fontes de amido durante o processo de absorção
de leite. Ciênc. Tecnol. Aliment., v. 25, n. 1, p. 78 - 85, 2005.
TAN, G.; KOREL, F. Quality of flavored yogurt containing added coffee and
sugar. Journal of Food Quality, v. 30, n. 3, p. 342–356, 2007.
TAVERNA, L.; LEONEL, M.; MISCHAN, M. Changes in physical properties of
extruded sour cassava starch and quinoa flour blend snacks. Ciencie y tecnología de los
alimentos, v. 32, n. 4, p. 826–834, 2012.
143
TEBA, C. D. S.; ASCHERI, J. L. R.; CARVALHO, C. W. P. DE. Efeito Dos
Parâmetros De Extrusão Sobre As Propriedades De Pasta De Massas Alimentícias Pré-
Cozidas De Arroz E Feijão. Alimentos e Nutrição, v. 20, n. 3, p. 411–426, 2009.
TONYALI, B.; SENSOY, I.; KARAKAYA, S. The effect of extrusion on the
functional components and in vitro lycopene bioaccessibility of tomato pulp added corn
extrudates. Food & Function, p. 855–860, 2016.
VAN DER WERF, R. et al. ABTS radical scavenging capacity in green and
roasted coffee extracts. LWT - Food Science and Technology, v. 58, n. 1, p. 77–85, 2014.
VANDANA, K. R. et al. An overview on in situ micronization technique - An
emerging novel concept in advanced drug delivery. Saudi Pharmaceutical Journal, v. 22, n.
4, p. 283–289, 2013.
VIGNOLI, J. A. et al. Roasting process affects differently the bioactive
compounds and the antioxidant activity of arabica and robusta coffees. Food Research
International, v. 61, p. 279–285, 2014.
VIGNOLI, J. A.; BASSOLI, D. G.; BENASSI, M. T. Antioxidant activity,
polyphenols, caffeine and melanoidins in soluble coffee: The influence of processing
conditions and raw material. Food Chemistry, v. 124, n. 3, p. 863–868, 2011.
WALTER, M.; MARCHEZAN, E.; AVILA, L. A. DE. Arroz: composição e
características nutricionais. Ciência Rural, v. 38, n. 4, p. 1184–1192, 2008.
WILKINSON, H. C.; CHAMPAGNE, E. T. Value-added rice products. In:
CHAMPAGNE, E. T. Rice: Chemistry and Technology. 3a ed.: American Association of
Cereal Chemists, 2004. p. 473-494.
XU, J. G.; HU, Q. P.; LIU, Y. Antioxidant and DNA-protective activities of
chlorogenic acid isomers. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 60, n. 1, p. 11625–
11630, 2012.
YACU, W. Process instrumentation and control in food extruders. Cereal Foods
World, St. Paul, v. 35, n. 9, p. 919-926, sept. 1990.
YEH, An-I. Preparation and application of rice flour. In: CHAMPAGNE, E. T.
Rice: Chemistry and Technology. 3 a ed.: American Association of Cereal Chemists, 2004. p.
495-540.
144
APÊNDICES
Apêndice A – Cromatogramas obtidos do café verde, café torrado e micronizado, do extrato
de café crioconcentrado e dos cereais matinais
Figura 1 - Cromatograma obtido dos padrões de cafeína (C), ácido clorogênico (ACG) e ácido caféico (AC) nos
comprimentos de ondas de 272 nm e 325 nm.
Figura 2 - Cromatograma obtido da amostra de café verde (CV) nos comprimentos de onda de 272 nm e 325 nm
para identificação de cafeína (C), ácido clorogênico (ACG) e ácido caféico (AC).
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1: 272 nm, 8 nm
Pool090916
Pool090916
2: 325 nm, 8 nm
Pool090916
Pool090916
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
mA
U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1: 272 nm, 8 nm
CV 2
CV 2
2: 325 nm, 8 nm
CV 2
CV 2
ACG
C
AC
C
ACG
AC
145
Figura 3 - Cromatograma obtido da amostra de café torrado e micronizado (CTM) nos comprimentos de onda de
272 nm e 325 nm para identificação de cafeína (C), ácido clorogênico (ACG) e ácido caféico (AC).
Figura 4 - Cromatograma obtido da amostra de extrato de café crioconcentrado (ECC) nos comprimentos de
onda de 272 nm e 325 nm para identificação de cafeína (C), ácido clorogênico (ACG) e ácido caféico (AC).
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
mA
U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1: 272 nm, 8 nm
CM2
CM2
2: 325 nm, 8 nm
CM2
CM2
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
mA
U
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1: 272 nm, 8 nm
EC 2
EC 2
2: 325 nm, 8 nm
EC 2
EC 2
ACG
AC
C
ACG
AC
C
146
Figura 5 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 2,2%, 5,0% e 9,2% de café torrado e
micronizado (CTM) nos comprimentos de onda de 272 nm para identificação de cafeína (C).
Figura 6 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 2,2%, 5,0% e 9,2% de café torrado e
micronizado (CTM) nos comprimentos de onda de 325 nm para identificação de ácido clorogênico (ACG) e
ácido caféico (AC).
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
50
100
150
200
250
300
350
4001: 272 nm, 8 nm
5C 2
5C 2
1: 272 nm, 8 nm
6C 2 R1
6C 2 R1
1: 272 nm, 8 nm
10C 2
10C 2
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
50
100
150
200
250
300
350
4002: 325 nm, 8 nm
5C 2
5C 2
2: 325 nm, 8 nm
6C 2 R1
6C 2 R1
2: 325 nm, 8 nm
10C 2
10C 2
2,2% 5,0% 9,2%
C
ACG
2,2% 9,2% 5,0%
AC
147
Figura 7 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 1,6%, 2,0%, 3,0% e 5,0% de extrato de café
crioconcentrado (ECC) nos comprimentos de onda de 272 nm para identificação de cafeína (C).
Figura 8 - Cromatograma obtido das amostras de extrusados com 1,6%, 2,0%, 3,0% e 5,0% de extrato
crioconcentrado de café (ECC) nos comprimentos de onda de 325 nm para identificação de ácido clorogênico
(ACG) e ácido caféico (AC).
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
20
40
60
80
100
120
140
1: 272 nm, 8 nm
1E 2
1E 2
1: 272 nm, 8 nm
2E 2 F
2E 2 F
1: 272 nm, 8 nm
8E 22
8E 22
1: 272 nm, 8 nm
11E 2a
11E 2a
Minutes
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
mA
U
0
10
20
30
40
50
60
702: 325 nm, 8 nm
1E 2
1E 2
2: 325 nm, 8 nm
2E 2 F
2E 2 F
2: 325 nm, 8 nm
8E 22
8E 22
2: 325 nm, 8 nm
11E 2a
11E 2a
C
ACG
AC
2,0% 3,0% 1,6% 5,0%
2,0% 3,0% 1,6% 5,0%
154
Apêndice C - Termo de consentimento livre e esclarecido
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Título da pesquisa: Cereal matinal extrusado à base de arroz adicionado de café torrado micronizado e extrato
de café crioconcentrado
Pesquisador responsável:
Ulliana Marques Sampaio
Colaboradores:
Prof. Dr. Yoon Kil Chang
Prof. Dra. Maria Teresa Pedrosa Silva Clerici
Número do CAAE: 55950216.8.0000.5404
Você está sendo convidado (a) a participar como voluntário de um estudo. Este documento, chamado
Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, visa assegurar seus direitos como participante e é elaborado em
duas vias, uma que deverá ficar com você e outra com o pesquisador.
Por favor, leia com atenção e calma, aproveitando para esclarecer suas dúvidas com os pesquisadores
responsáveis, e caso concorde em fazer parte deste estudo, assine no espaço correspondente, no final deste termo.
Serão considerados como critérios de aceitação do participante como voluntário: ter idade mínima de 18
anos e máxima de 60 anos; ser aluno ou funcionário da Unicamp; ser consumidor e gostar de cereal matinal;
assinar o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.
Se você não quiser participar ou retirar sua autorização, a qualquer momento, não haverá nenhum tipo
de penalização ou prejuízo.
Justificativa e objetivos:
Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a aceitabilidade de cereal matinal extrusado, obtida a partir da
farinha de arroz com café. O café é um produto que pode ser utilizado na elaboraçõ de novos produtos por
agregar aspectos sensoriais, além de conter compostos bioativos que podem trazer benefícios à saúde.
Participando do estudo você está sendo convidado a avaliar quatro diferentes amostras de cereais matinais com
café.
Procedimentos:
Os pesquisadores irão oriente-lo sobre quais os procedimentos para provar as amostras.
Haverá uma ficha juntamente com cada uma das quatro amostras, onde você poderá expressar o quanto
gostou ou desgostou de uma determinada característica do produto. Para esta avaliação, marque sua nota na
escala onde “1” é a nota mínima (desgostei muitíssimo) e “9” a nota máxima (gostei muitíssimo). As
características a serem avaliadas serão: aparência, cor, sabor, aroma e textura (crocância). Há também uma
questão na ficha de avaliação sobre a intenção de compra de cada amostra provada. Marque sua nota na escala
onde “1” é a nota mínima (certamente não compraria) e “5” a nota máxima (certamente compraria).
O procedimento terá duração total de aproximadamente 10 minutos.
Desconfortos e riscos:
Você não deve participar deste estudo se possuir intolerância, alergia e/ou qualquer restrição ao
consumo de qualquer um dos ingredientes que compõe o cereal, tais como: farinha de arroz e cafeína. Ressalva-
se que pessoas intolerantes ao glúten (celíacos) e a lactose não poderão participar desta pesquisa, correndo
risco de reações adversas devido à possibilidade de presença de traços de glúten por contaminação cruzada, e
pela forma que o cereal será servido com leite. Por favor, se você se enquadra em alguma destas restrições,
comunique imediatamente os pesquisadores.
Caso contrário os procedimentos não oferecem desconfortos ou riscos previsíveis a integridade moral,
física, mental e/ou efeitos colaterais aos voluntários.
Se no decorrer da análise sensorial você sentir qualquer tipo de mal-estar, comunique imediatamente
os pesquisadores. Eles irão encaminhá-lo para o serviço de emergência disponível no Hospital das Clínicas
Unicamp, Rua Vital Brasil, 251, Campinas, SP.
Benefícios:
A participação nesta análise contribuirá no estudo de inserção de novos ingredientes em produtos
extrusados, assim como a avaliação da aceitação deste produto pelo consumidor.
155
Acompanhamento e assistência:
Os pesquisadores envolvidos estarão presentes ao longo do estudo, explicando os procedimentos da
análise sensorial, podendo sanar qualquer tipo de dúvida.
Sigilo e privacidade:
Você tem a garantia de que sua identidade será mantida em sigilo e nenhuma informação será dada a
outras pessoas que não façam parte da equipe de pesquisadores. Na divulgação dos resultados desse estudo, seu
nome ou qualquer outra informação pessoal coletada não será divulgada.
Ressarcimento:
A participação na pesquisa não gerará nenhum custo aos provadores, portanto não haverá qualquer
forma de reembolso.
Contato:
Em caso de dúvidas sobre o estudo, você poderá entrar em contato com os pesquisadores Universidade
Estadual de Campinas - Unicamp, Faculdade de Engenharia de Alimentos - FEA, Rua Monteiro Lobato, 80 -
Cidade Universitária, Campinas - SP, 13083-862, Departamento de Tecnologia de Alimentos, Laboratório
de Cereais, raízes e tubérculos. Seguem abaixo os contatos dos pesquisadores:
Ulliana Marques Sampaio, [email protected], (19) 98781-2442
Dr. Yoon Kil Chang, [email protected], (19) 3521-4001 (sala)
Dra. Maria Teresa Pedrosa Silva Clerici, [email protected], (19) 3521-4000 (sala)
Em caso de denúncias ou reclamações sobre sua participação e sobre questões éticas do estudo, você pode
entrar em contato com a secretaria do Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da UNICAMP das 08:30hs às 13:30hs
e das 13:00hs as 17:00hsna Rua: Tessália Vieira de Camargo, 126; CEP 13083-887 Campinas – SP; telefone (19)
3521-8936; fax (19) 3521-7187; e-mail: [email protected]
Consentimento livre e esclarecido:
Após ter recebido esclarecimentos sobre a natureza da pesquisa, seus objetivos, métodos, benefícios
previstos, potenciais riscos e o incômodo que esta possa acarretar, aceito participar:
Nome do(a) participante: ________________________________________________________
_______________________________________________________ Data: ____/_____/______.
(Assinatura do participante)
Responsabilidade do Pesquisador:
Asseguro ter cumprido as exigências da resolução 466/2012 CNS/MS e complementares na elaboração
do protocolo e na obtenção deste Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Asseguro, também, ter explicado
e fornecido uma via deste documento ao participante. Informo que o estudo foi aprovado pelo CEP perante o
qual o projeto foi apresentado. Comprometo-me a utilizar o material e os dados obtidos nesta pesquisa
exclusivamente para as finalidades previstas neste documento ou conforme o consentimento dado pelo
participante.
______________________________________________________ Data: ____/_____/______.
(Assinatura do pesquisador)
156
Apêndice D - Ficha sensorial
AVALIAÇÃO SENSORIAL
TÍTULO DA PESQUISA: CEREAL MATINAL EXTRUSADO À BASE DE ARROZ ADICIONADO DE
CAFÉ TORRADO MICRONIZADO E EXTRATO DE CAFÉ CRIOCONCENTRADO
PESQUISADOR: ULLIANA MARQUES SAMPAIO
ORIENTADOR: PROF. DR. YOON KIL CHANG
CO-ORIENTADOR: PROF. DRA. MARIA TERESA PEDROSA SILVA CLERICI
Nome:____________________________________________________________ Idade: _____
Data: ___/____/___
Você está recebendo 1 (uma) amostra de um produto extrusado. Avalie a amostra quanto aos atributos de acordo
com o seu grau de gostar ou desgostar, conforme escala abaixo. Atenção: Traços de glúten, contém lactose e
cafeína
CÓDIGO AMOSTRA:
1 – desgostei muitíssimo (detestei)
2 – desgostei muito
3 – desgostei moderadamente
4 – desgostei ligeiramente
5 – nem gostei, nem desgostei
6 – gostei ligeiramente
7 – gostei moderadamente
8 – gostei muito
9 – gostei muitíssimo (adorei)
Considerando a sua impressão global, por favor, avalie qual a intenção de compra para esta amostra, atribuindo
notas de 1 a 5, conforme a escala abaixo:
1 – certamente não compraria
2 – provavelmente não compraria
3 – talvez não compraria/ talvez compraria
4 – provavelmente compraria
5 – compraria
Comentários:__________________________________________________________________________________________
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Muito obrigado pela sua participação!
Aparência Aroma Sabor Textura Cor Impressão
global
Intenção de compra