BRPI0905543B1

BRPI0905543B1 - processo para a obtenção de fibras insolúveis e uso

Info

Publication number: BRPI0905543B1
Application number: BRPI0905543-6A
Authority: BR
Inventors: Marialice Pinto Coelho Silvestre; Viviane Dias Medeiros Silva; Wendel De Oliveira Afonso; Carlos De Oliveira Lopes Junior; Malena Lourenço
Original assignee: Universidade Federal De Minas Gerais
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2021-01-12
Also published as: AR079626A1; BRPI0905543A2; WO2011072352A1

Abstract

processo para a obtenção de fibras insolúveis, produto derivado e usos. a presente invenção descreve um processo para extração enzimática e clareamento de fibras insolúveis do farelo de trigo, o qual representa um subproduto do processo de moagem do trigo, e possui pouco valor comercial. desta forma, a invenção emprega formas inovadoras de aproveitamento dos resíduos industriais, resultando em novos produtos com maior valor agregado e menor impacto ao meio ambiente. ademais, as fibras obtidas apresentam elevada capacidade de absorção de água e podem ser utilizadas para a produção de formulações e misturas de produtos alimentícios, com baixo valor calórico ou como fontes de fibras.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[01] A presente invenção descreve a utilização do farelo de trigo, um subproduto do processo da moagem do trigo, como matéria-prima a ser utilizada no processo de obtenção de fibras insolúveis, para aplicações em formulações e misturas de produtos de baixa caloria ou fontes de fibra.

[02] Em seu aspecto mais geral, a invenção consiste na extração das fibras através dos processos de hidrólise enzimática, clareamento e secagem, gerando um produto com elevada capacidade de retenção de água e aparência compatível com a utilização na indústria de alimentos.

ESTADO DA TÉCNICA

[03] O trigo, por ser considerado essencial na alimentação humana, vem merecendo ao longo dos tempos especial atenção por parte dos governantes de diversos países. Este cereal é matéria-prima utilizada em larga escala na elaboração de vários produtos alimentícios, colas, bebidas e uma pequena parcela da produção é destinada à ração animal. (COLLE, C.A. A cadeia produtiva do trigo no Brasil: contribuição para a geração de emprego e renda. Porto Alegre: Faculdade de Ciências Econômicas da UFRGS. 1998. 160p. Dissertação, Mestrado em Economia Rural da UFRGS).

[04] No Brasil, consomem-se cerca de 8,5 milhões de toneladas de trigo ao ano, e destas, 25% tornam-se farelo que, em parte, abastece a indústria de ração. Os 75% restantes (cerca de 6,3 milhões de toneladas) são destinados aos mercados de massas, pães, bolos, doces e biscoitos. Os moinhos responsáveis pela produção de farinha destinam 10% (630 mil toneladas), para as empresas de doces e biscoitos; 30% (1,89 milhão de toneladas), para a indústria de massas e 60% (3,78 milhões de toneladas), para a panificação e confeitaria (PANORAMA SETORIAL, Indústria de Massas, Pães e Bolos. Gazeta Mercantil, São Paulo, Editora da Gazeta Mercantil, 1995. 62 p.).

[05] A constituição do grão de trigo abrange, em média, Endosperma: 80% do grão - contém amido, proteínas, fibras e complexo vitamínico; Casca: 17,5% do grão - contém fibras, complexo vitamínico, minerais e proteínas; Germe ou Embrião: 2,5% do grão - contém gorduras, complexo vitamínico e minerais, sendo a composição química dos grãos dos cereais dependente do ambiente, solo e cultivar. Para entender o comportamento do trigo e suas propriedades tecnológicas, torna-se necessário o conhecimento básico dos principais constituintes do grão. Dentre estes, as proteínas e os carboidratos são os principais componentes, em virtude de suas características especiais.

[06] Cerca de 72% do peso do grão do trigo é constituído por carboidratos, os quais são formados por 60 a 68% de amido, 6,5% de pentoses, 2 a 2,5% de celulose e 1,5% de açúcares redutores. O componente glicídico mais importante, do ponto de vista quantitativo e também tecnológico, é o amido devido a sua capacidade de absorver água (QUAGLIA, G. Ciencia y tecnología de la panificacíon.Editorial Acribia S. A. 1991. 485p).

[07] Como o consumo do trigo não se dá de forma direta, os grãos precisam ser processados através da moagem e refinamento para obtenção da farinha de trigo. É do interior dos grãos que é extraída a farinha. Neste processo, o resíduo gerado é a casca do grão, também conhecido como farelo de trigo. A farinha é utilizada para fins industriais e alimentícios, enquanto que o farelo é comercializado, sendo incorporado em rações animais, por ser um material rico em fibras e proteínas (DA SILVA, G. Aproveitamento biotecnológico de resíduos agroindustriais na produção de glucoamilase. Blumenau: Centro de Ciências Tecnológicas da Universidade Regional de Blumenau. 2006. 110p. (Dissertação, Mestrado em Engenharia Ambiental da FURB).

[08] Desta forma, o farelo de trigo representa o subproduto do processo da moagem do trigo para obtenção do componente principal, a farinha, e corresponde a aproximadamente 14 a 19% do peso do grão. Consiste na parte externa do grão de trigo, ao pericarpo ou camada aleurona, possuindo, ainda, resíduos do endosperma farináceo (MAES, C.; DELCOUR, J.A. Structural characterization of water-extractable and water-unextractable arabinoxylans in wheat bran. J. Cereal Sci., v. 35, p. 315-326, 2002).

[09] Esse farelo, obtido da moagem, corresponde a um volume expressivo de produto, mas representa um material de menor valor agregado que ainda tem sido subvalorizado, sendo aproveitado apenas, por exemplo, como combustível e ingrediente de fertilizantes ou de rações. No entanto, esse resíduo, que há poucos anos representava um problema econômico ou ambiental para a indústria moageira, pode se tornar um produto de maior valor agregado por representar uma promissora fonte de compostos funcionais (RODRÍGUEZ, R., JIMÉNEZ A., FERNÁNDEZ-BOLANOS, J. GUILLÉN R., HEREDIA, A. Dietary fibre from vegetable products as source of functional ingredients. Trends in Food Science &Tecnology. v. 17, p. 3-15, 2006).

[010] O valor nutricional do farelo de trigo tem como destaque o seu alto teor de fibras dietéticas, que têm sido amplamente pesquisadas por representarem uma alternativa para utilização como ingrediente na indústria de alimentos. As quantidades de fibra total, insolúvel e solúvel encontradas no farelo de trigo e disponíveis na literatura apresentam valores entre 40%-45%, 36%-40%e 3%-5%, respectivamente (FIBRAS: uma falta de definição! Aditivos & Ingredientes, São Paulo, n. 4, p. 24-35, set./out. 1999).

[011] A fibra insolúvel de trigo, contendo 98% de fibras dietéticas com sabor e odor neutros, praticamente não possui calorias e não reage com outros componentes alimentícios. Esta fibra consiste basicamente de celulose, hemicelulose e uma pequena quantidade de lignina, e apresenta inúmeras aplicações, tais como em produtos cárneos, em função da sua capacidade de retenção de água e gordura (THEBAUDIN, J.Y.; LEFEBVRE, A.C.; HARRINGTON, M.; BOURGEOIS, C.M. Dietary fibres: nutritional and technological interest. Trends Foods Sci. Techn, v. 8, p. 41-48, 1997).

[012] De acordo com estudos recentes, está comprovado que as fibras dietéticas desempenham um papel significativo na prevenção de várias doenças, e que as dietas com alto conteúdo de fibras, tais como aquelas ricas em cereais, frutas e vegetais exercem um efeito benéfico na saúde, já que seu consumo tem sido relacionado com o decréscimo na incidência de vários tipos de cânceres (YUAN, X.; WANG, J.; YAO, H.; CHEN, F. Free radical-scavenging capacity and inhibitory activity on rat erythrocyte hemolysis of feruloyl oligosaccharides from wheat bran insoluble dietary fiber, Lebensm. Wiss. Technol, v. 38, p. 877-883, 2005).

[013] Em relação ao consumo, os cereais são uma das principais fontes de fibras, contribuindo com cerca de 50% da ingestão de fibras nos países ocidentais. O restante, 30-40% da ingestão de fibras, vem dos vegetais, aproximadamente, 16% das frutas e 3% de outras fontes. Certamente, o consumo varia de acordo com os hábitos alimentares de cada povo. No entanto, a recomendação também é variável. Na Inglaterra (UK), a proposta é de 18 g/dia, na Alemanha, 30 g/dia, nos países mediterrâneos a recomendação é de 20 g/dia para homens e 15,7 g/dia para mulheres, enquanto que nos Estados Unidos, essa recomendação é de 38 g/dia para homens e 26 g/dia para mulheres. (RODRÍGUEZ, R., JIMÉNEZ A., FERNÁNDEZ-BOLANOS, J., GUILLÉN R., HEREDIA, A. Dietary fibre from vegetable products as source of functional ingredients. Trends in Food Science &Tecnology. v. 17, p. 315, 2006).

[014] Segundo Matos e Martins (2000), quase não há estudos que quantifiquem o consumo de fibras alimentares no Brasil, mas, segundo estudos conduzidos no estado de São Paulo por essas pesquisadoras, o consumo médio diário da população é de 24g, encontrando-se bem abaixo da recomendação brasileira de acordo com o ministério da saúde que é de 30-35 g/dia. (MATOS, L. L., MARTINS, I. S. Consumo de fibras alimentares em população adulta. Rev. Saúde Pública, v. 34, n. 1, p. 5055, 2000).

[015] Atualmente, encontram-se disponíveis na literatura algumas patentes relacionadas à obtenção de fibras alimentares, que estão descritas abaixo.

[016] A patente US 5308618 descreve um método para obtenção de fibra alimentar a partir de farelo de trigo, através das seguintes etapas: extração com solvente aquoso a uma temperatura elevada, 170 ° a 220 °C; filtração da solução resultante; purificação e liofilização para obtenção das fibras. A fibra obtida melhora o metabolismo do colesterol e atividades imunológicas. Diferentemente da presente invenção, o processo de extração utilizado não envolve extração enzimática, mas sim as etapas de ultrafiltração, osmose reversa, filtração com gel, gerando um produto de natureza distinta.

[017] O pedido de patente CN1563101-A; CN1253475-C descreve a obtenção de pentosanas, a partir do farelo de trigo, e sua aplicação. A extração destes compostos é realizada através do tratamento do farelo de trigo com álcool, seguido de centrifugação para obtenção do material insolúvel; adição de sistema enzimático de pentosanas e de água para a extração de pentosanas e centrifugação para obtenção do sobrenadante, o qual é tratado para obtenção de pentosanas. Quando comparada com a patente ora solicitada, é determinante ressaltar que há uma diferença considerável entre o que se pleiteia e o que já foi feito. No sistema acima descrito, as pentosanas são isoladas, a partir de tratamento do sobrenadante resultante do tratamento enzimático específico para pentosanas. A presente invenção utiliza o resíduo obtido do tratamento enzimático, com a utilização de proteases e amilases, acrescido de etapa de branqueamento para obtenção de fibras insolúveis, com elevada capacidade de absorção de água e aparência compatível com uso industrial em alimentos.

[018] A patente US5112964-A descreve a produção de hemicelulose solúvel, a partir da adição de amilases termicamente estáveis a farelos de cereais, extração do material livre de amido com soluções alcalinas ou ácidas, neutralização, dessalinização e obtenção da hemicelulose. Novamente o processo desenvolvido não se assemelha à presente invenção pois, apesar de utilizar tratamento enzimático em farelos de cereais como uma das etapas de extração, o processo e o produto obtidos são distintos.

PROBLEMAS DO ESTADO DA TÉCNICA

[019] O processo de moagem do trigo, para obtenção da farinha, gera como subproduto o farelo de trigo, que corresponde a um volume expressivo de produto, mas representa um material de menor valor agregado que, ainda, tem sido subvalorizado, sendo aproveitado apenas, por exemplo, como combustível e ingrediente de fertilizantes ou de rações. (RODRÍGUEZ, R., JIMÉNEZ A., FERNÁNDEZ-BOLANOS, J., GUILLÉN R., HEREDIA, A. Dietary fibre from vegetable products as source of functional ingredients. Trends in Food Science &Tecnology. v. 17, p. 3-15, 2006). Esse subproduto, além de gerar poucos recursos financeiros, representa um problema ambiental para a indústria moageira. Nacionalmente, existe pouca tecnologia desenvolvida para a agregação de valor ao mesmo. Apesar de o país ser um grande produtor de trigo (a produção anual oscila entre 5 e 6 milhões de toneladas) e, consequentemente, de farelo, grande parte das fibras insolúveis utilizadas industrialmente no Brasil são importadas (www.cnpt.embrapa.br/culéturas/trigo/index.htm/reitei, data de acesso: 28/09/2009).

[020] Os subprodutos do trigo, como o farelo e as fibras obtidas deste, são menos aceitos entre a maioria dos consumidores, devido a sua coloração acentuada e sabor. Com isto, torna-se necessário desenvolver técnicas de clareamento, para que a fibra extraída do farelo possa ser acrescentada em uma vasta gama de produtos industrializados (METZGER, L.E., Method of bleaching cereal grains. General Mills, Inc. Patent US 7101580, A23L1/10 (200601001) A23L1/72 (20060101), 10/12/2002, 05/09/2006).

[021] Ademais, as fibras insolúveis disponíveis comercialmente apresentam relação custo/capacidade de retenção de água desfavorável, limitando sua aplicação pelas indústrias de alimentos.

VANTAGENS DA TECNOLOGIA

[022] As fibras insolúveis têm sido utilizadas em alimentos com alegações nutricionais e funcionais, uma vez que melhoraram o valor nutricional do produto, além de promoverem efeito benéfico sobre a saúde do consumidor. Ademais, possuem propriedades tecnológicas relacionadas à elevação da capacidade de retenção de água ou à melhoria da consistência em vários produtos, além de funcionarem como substitutos de gordura em diversas formulações alimentares.

[023] A capacidade de absorção de água da fibra é de grande interesse, tanto em termos tecnológicos, pois amplia o leque de aplicação da fibra, como nutricionalmente, pois reduz o tempo de trânsito intestinal do indivíduo. No caso da utilização da fibra em panificação, uma maior capacidade de absorção de água favorece a aeração e a lubrificação da massa durante a fase de mistura, além de melhorar a textura do produto final, aumentando o volume do pão.

[024] Desta forma, a presente invenção descreve um processo para a obtenção de fibras insolúveis a partir do farelo de trigo, que apresenta capacidade de retenção de água superior às das demais fibras insolúveis disponíveis no mercado. Adicionalmente, a fibra obtida é submetida a processo de branqueamento, o que lhe confere tonalidade mais clara, melhorando, assim, a sua aceitabilidade pelas indústrias de alimentos e pelos consumidores.

[025] No âmbito ambiental, justifica-se cada vez mais o emprego de novas formas de aproveitamento dos resíduos industriais que resultem em novos produtos, com maior valor agregado e de menor impacto sobre o meio ambiente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA TECNOLOGIA

[026] A presente invenção descreve a obtenção de fibras insolúveis, com elevada capacidade de absorção de água e aparência compatível com a utilização na indústria de alimentos, através de processos de hidrólise enzimática, clareamento e secagem.

[027] Um dos métodos de extração enzimática, passíveis de serem reproduzidos em escala industrial, separa os polissacarídeos não digeríveis, com exceção do amido e da lignina. Consiste na obtenção de fibras no resíduo remanescente, após o tratamento da amostra com enzimas específicas que degradam o amido e as proteínas.

[028] As etapas do processo de extração de fibra consistem na seleção da matéria-prima, no controle adequado do tempo e da temperatura de reação, na escolha do tipo de enzima, no ajuste do pH, na lavagem, no branqueamento e na secagem do produto. Este processo leva à obtenção de fibras com elevada capacidade de absorção de água.

[029] A presente invenção pode ser mais bem entendida através dos seguintes exemplos, não limitantes de tecnologia:

EXEMPLO 1 - REMOÇÃO DE IMPUREZAS

[030] O processo para a extração da fibra insolúvel envolve a retirada de componentes presentes no farelo de trigo que possam interferir na extração da fibra insolúvel. A limpeza do farelo foi realizada com álcool etílico na proporção de 1:4 a 1:10 (farelo de trigo/ álcool etílico), por um período de 60 a 120 min. Em seguida, realizou-se a lavagem com água à temperatura de 25 a 55 oC. A limpeza com álcool etílico é ideal para a extração de componentes lipídicos, o que é desejável para preparações com teor reduzido de lípides.

EXEMPLO 2 - HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE PROTEÍNAS

[031] O processo de obtenção de fibra alimentar consiste em sua extração de fontes vegetais por meio de enzimas que hidrolisam o amido e as proteínas.

[032] Após a limpeza do farelo, o pH foi ajustado para a faixa de 6,0 a 11,0 com solução de NaOH de concentração de 1 a 5 mol/L. Posteriormente, adicionou-se 1,0 a 8,0 mL de protease, selecionadas do grupo compreendendo: Bacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis, Aspergillus Sojae, Bacillus lichenformis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergilllus oryzae; pancreatina epapaína. A solução foi mantida sob agitação constante, em uma temperatura de 25 a 80 °C por um período de 10 a 50 min.

EXEMPLO 3 - HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE AMIDO

[033] Após a etapa de hidrólise das proteínas, o pH foi ajustado para a faixa de pH 6,0 a 8,0 com ácido acético p.a.. Desta forma, adicionou-se 2 a 10 mL de amilases, selecionadas do grupo compreendendo: alfa amilase fúngica, amiloglucosidase, amilase maltogênica; mantendo-se agitação constante em temperatura de 60 a 110 °C por um período de 15 a 45 min. Após este período, procedeu-se a lavagem com água em temperatura de 25 a 80 °C.

EXEMPLO 4 - BRANQUEAMENTO

[034] Após a conclusão do processo de extração, o produto obtido foi submetido ao processo de clareamento. Realizou-se o ajuste do pH para a faixa de 7,0 a 12,0, com solução de NaOH de concentração de 1 a 5 mol/L, mantendo-se agitação constante em temperatura de 25 a 70° C. Posteriormente, foi adicionado um volume de 90 a 270 mL de H2O2 (10 a 30 % v/v) em três etapas, lavando-se com água em uma temperatura de 25 a 80 °C, após cada etapa.

EXEMPLO 5 - SECAGEM

[035] A secagem do produto obtido foi realizada à baixa temperatura (40 a -50 oC) e elevada pressão (250 a 450 mbar), por um período de 60 a 90 horas.

EXEMPLO 6 - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE

[036] O teor de umidade foi avaliado, segundo a metodologia de LARA et al., 2005 (LARA, A.B.W.H.; NAZARIO, G.; ALEMIDA, M.E.W; PREGNOLATO, E.. Normas Analíticas do Intituto Adolfo Lutz, São Paulo, Secretaria de Estado da Saúde, 2005, 4. ed).

[037] Pesou-se cerca de 2 g de fibras em placa de petri com peso conhecido, o conjunto foi colocado em estufa para secagem a 105 °C até peso constante. O teor de umidade foi calculado conforme fórmula abaixo:

Sendo: p = perda de peso em gramas (peso inicial da amostra - peso da amostra após secagem, em gramas); P = peso inicial da amostra, em gramas.

EXEMPLO 7 - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZAS

[038] O teor de cinzas foi avaliado segundo a metodologia de LARA et al., 2005 (LARA, A.B.W.H.; NAZARIO, G.; ALEMIDA, M.E.W; PREGNOLATO, E.. Normas Analíticas do Intituto Adolfo Lutz, São Paulo, Secretaria de Estado da Saúde, 2005, 4. ed.).

[039] Pesou-se cerca de 2 g de fibras em cadinho de peso conhecido, o conjunto foi levado a bico de Bunsen até carbonização completa. O cadinho contendo as fibras incineradas foi, então, colocado em mufla a 550 °C até obtenção de cinzas brancas. Após resfriamento do conjunto, o mesmo foi pesado em balança analítica. O teor de cinzas foi calculado conforme fórmula abaixo:

Sendo: p = peso das cinzas, em gramas = (peso do cadinho com as cinzas, em gramas - peso do cadinho vazio, em gramas); P = peso da amostra, em gramas.

EXEMPLO 8 - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE PROTEÍNAS

[040] A determinação do teor de proteínas foi realizada de acordo com o método de Kjeldahl (LARA, A.B.W.H.; NAZARIO, G.; ALEMIDA, M.E.W; PREGNOLATO, E.. Normas Analíticas do Intituto Adolfo Lutz, São Paulo, Secretaria de Estado da Saúde, 2005, 4. ed. ). Baseia-se na transformação do nitrogênio da amostra em sulfato de amônio, através da digestão com ácido sulfúrico, e posterior destilação com liberação da amônia que é fixada em solução ácida e titulada. O peso em g de nitrogênio encontrado é transformado no peso em g de proteínas, através da multiplicação pelo fator de conversão (F = 6,25). O teor de proteínas é calculado por meio da fórmula abaixo:

Sendo: P = peso da amostra, em gramas; V = mililitros da solução de HCl a 0,05 mol/L gastos na titulação, já feita a correção do branco; f = fator de correção da solução de HCl a 0,05 mol/L; F = fator de transformação de nitrogênio em proteína; N HCl = concentração em mol/L da solução de HCl.

EXEMPLO 9 - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE LIPÍDEOS

[041] A determinação do teor de lipídeos foi realizada pelo método de extração de Soxhlet (LARA, A.B.W.H.; NAZARIO, G.; ALEMIDA, M.E.W; PREGNOLATO, E.. Normas Analíticas do Intituto Adolfo Lutz, São Paulo, Secretaria de Estado da Saúde, 2005, 4. ed.). Este procedimento tem como objetivo a determinação do teor de lipídeos por gravimetria, método aplicado a produtos alimentícios em geral. Foi realizada extração com éter etílico, seguida da remoção por evaporação do solvente empregado e pesagem do resíduo. O teor de lípides foi calculado através da fórmula abaixo:

Onde: A = peso do tubo coletor, em gramas + peso do extrato etéreo, em gramas; B = peso do tubo vazio tarado, em gramas; P = peso da amostra, em gramas.

EXEMPLO 10 - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE FIBRAS ALIMENTARES SOLÚVEIS E INSOLÚVEIS

[042] O teor total de fibras foi determinado através da digestão enzimática da amostra com alfa amilase termorresistente e proteases (pepsina e pancreatina), para a remoção do amido e da proteína, respectivamente. A fibra alimentar insolúvel foi obtida pela filtração e lavagem do resíduo com água, etanol e acetona, seguida de incineração e pesagem. A fibra alimentar solúvel no filtrado foi precipitada pela adição de etanol a 95%, filtrada, incinerada e pesada. (FUNED - Fundação Ezequiel Dias. Manual de Procedimentos Gerais. Belo Horizonte, serviço de química, 2002).

DIGESTÃO ENZIMÁTICA

[043] Pesou-se 1 g de amostra em erlenmeyer de 125 mL. Após adição de 25 mL de tampão fosfato, adicionou-se 0,1 mL de solução de alfa- amilase, e o sistema foi levado ao banho-maria fervente por 15 min, agitando-se a cada 5 min. O pH foi ajustado para 1,5 com solução de HCl a 4 mol/L, para posterior adição de 0,1 g de pepsina, sendo o frasco incubado a 40 °C por 1 hora, sob agitação constante. O pH foi ajustado para 6,8 com solução de NaOH a 4 mol/L e adicionou-se 0,1 g de pancreatina, sendo o frasco incubado a 40 °C por 1 hora, sob agitação constante. Posteriormente, ajustou-se o pH para 4,5 com solução de HCl a 4 mol/L, o resíduo foi filtrado e lavado com água acidulada com solução de HCl a 4 mol/L. O resíduo, o filtrado e a água de lavagem são reservados para a quantificação. Paralelamente foi feito um branco sem a amostra.

FIBRA ALIMENTAR INSOLÚVEL (FAI)

[044] O resíduo do cadinho foi lavado com 10 mL de etanol a 95% e com 10 mL de acetona. Após secagem em estufa a 105 °C, o resíduo foi pesado (D1), incinerado em mufla a 550 °C por 5 horas, levado à estufa a 105 °C por 1 hora, colocado em dessecador por 30min e, finalmente, foi pesado pela segunda vez (l1). O teor de fibras insolúveis é calculado conforme fórmula abaixo:

Onde: D1 = peso do cadinho (g) + peso do resíduo, após secagem a 105 °C (g); Ii = peso do cadinho (g) + peso do resíduo, após incineração a 550 °C (g); BI = (D1-I1) peso do cadinho branco (g); W = peso da amostra (g).

FIBRA ALIMENTAR SOLÚVEL (FAS)

[045] Adicionou-se, ao filtrado e às águas de lavagem, 400 mL de etanol a 95%, aquecido a 60 °C, aguardando-se 1 hora para a precipitação das fibras. O precipitado foi filtrado e lavado com 10 mL de etanol a 78%, 10 mL de etanol a 95% e 10 mL de acetona. Posteriormente, o precipitado foi seco em estufa a 105 °C, pesado (D2), incinerado em mufla a 550 °C por 5 horas, levado à estufa a 105 °C por 2 horas, colocado em dessecador por 30 min, e pesado novamente o (l2). O teor de fibras solúveis foi calculado conforme fórmula abaixo:

Onde: D2 = peso do cadinho (g) + peso do resíduo, após secagem a 105 °C (g); I2 = peso do cadinho (g) + peso do resíduo, após incineração a 550 °C (g); B2 = (D2-I2) peso do cadinho branco (g); W = peso da amostra (g).

EXEMPLO 11 - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CARBOIDRATOS

[046] O teor de carboidratos foi calculado por diferença entre 100% e a soma das porcentagens dos outros constituintes (umidade, cinzas, lipídeos, proteínas e fibra).

EXEMPLO 12 - DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE ABSORÇÃO DE ÁGUA (CAA)

[047] A capacidade de absorção de água foi avaliada através da metodologia da Associação Americana de Química de Cereais (Disponível em: <http://www.aaccnet.org/approvedmethods/top.hmt>. Acesso em 10 julho de 2008).

[048] Pesou-se cerca de 1 g de amostra em um tudo de centrífuga (50 mL) de peso conhecido. Em seguida, adicionou-se 30 mL de água destilada e, a cada 5 min de repouso, o tubo foi agitado por 5 segundos no vórtex. Após 20 minutos, a amostra foi colocada na centrifuga a 3000 rpm por 15 minutos O sobrenadante foi descartado, e o precipitado pesado. A capacidade de absorção de água foi calculada conforme a fórmula: CAA = (Peso do tubo da centrífuga (g) com a amostra após a centrifugação e sem o sobrenadante) - (peso do tubo da centrífuga vazio (g) + peso (g) da amostra seca).

EXEMPLO 13 - DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE ABSORÇÃO DE ÓLEO

[049] A capacidade de absorção de óleo foi avaliada, segundo a metodologia de MATSUURA, F.C.A.U., 2005. (Estudo do albedo de maracujá e seu aproveitamento em barra de cereais.138p. Tese Doutorado em Tecnologia de Alimentos. Faculdade de Engenharia de Alimentos. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2005).

[050] Pesou-se cerca de 0,5 g de amostra em um tubo de centrífuga (50,0 mL) de peso conhecido. Em seguida, adicionou-se 15 mL de óleo de canola ao tubo e, a cada 5 min de repouso, agitou-se por 5 segundos no vórtex, durante 30 min. Após este período, a amostra foi centrifugada a 2500 rpm, por 10 min. O sobrenadante foi descartado, e o precipitado pesado. A capacidade de absorção de água foi calculada conforme a fórmula: CAO = (Peso do tubo da centrífuga com amostra (g), após a centrifugação e sem o sobrenadante) - (peso do tubo da centrífuga vazio (g) / peso (g) da amostra (seca).

EXEMPLO 14 - DETERMINAÇÃO DE LUMINOSIDADE

[051] A determinação da luminosidade foi avaliada através do colorímetro Color tec PCM (Accuracy Microsensor, Pittsford, NY, EUA). O parâmetro de luminosidade L* foi mensurado em triplicata, sendo avaliado o grau de escurecimento da amostra, o qual varia de 0 (preto) a 100 (branco). O equipamento foi calibrado com a luz branca, e a leitura foi realizada acoplando-se o sensor do aparelho a um tubo contendo 0,5 g da amostra.

EXEMPLO 15 - PROPRIEDADES E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO PRODUTO OBTIDO

[052] A determinação da composição química da fibra aqui obtida (fibra teste) e de três produtos comerciais revelou, com relação aos valores obtidos para a fibra teste, que o teor de umidade (1,0 a 2,0%) foi muito inferior; os teores de cinzas (0,5 a 1,2%), proteínas (0,2 a 1%), lípides (0,1 a 0,5%) e carboidratos (0,8 a 1,5%) foram iguais ao de um produto comercial e inferiores aos de dois outros; os teores de fibras (total: 92 a 97% e insolúvel: 90 a 95%) foram semelhantes ao de um produto comercial e bem superiores aos de dois outros; o teor de fibra solúvel (0,2 a 0,8%) foi inferior aos dos produtos comerciais. A capacidade de absorção de água (acima de 8%) e de óleo (acima de 14%) da fibra teste foram superiores às dos produtos comerciais. A luminosidade da fibra teste foi semelhante à dos produtos comerciais.

EXEMPLO 16 - TESTES COMPARATIVOS ENTRE A FIBRA OBTIDA E O PRODUTO COMERCIAL

[053] O desempenho da fibra teste e de um dos produtos comerciais (referência), para a produção de pão light, foi avaliado por meio de dois testes, a análise por farinografia e a aplicação em mistura para pão.

[054] Os resultados obtidos pela análise fanrinográfica indicam que a fibra teste apresentou valores próximos aos do produto de referência, especialmente, com relação à absorção de água, estabilidade e número de qualidade farinográfica. Cabe ressaltar que a fibra teste foi utilizada, nestes testes, em quantidade muito inferior à do produto de referência. Além disso, a aplicação das fibras em massa de pão revelou que a fibra teste apresentou textura e coloração similares às do produto de referência, e o pão produzido com a fibra teste permitiu bom desenvolvimento no forno, com volume adequado, alveolagem ideal e coloração similar ao padrão.

Claims

1. PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE FIBRAS INSOLÚVEIS, compreendendo as etapas de (a) pré-tratamento do farelo de trigo com solução hidroalcóolica, (b) hidrólise enzimática do farelo de trigo, (c) branqueamento do produto obtido, (d) secagem do produto, caracterizado pela hidrólise enzimática utilizar enzimas selecionadas do grupo compreendendo alfa amilase fúngica, amiloglucosidase, amilase maltogênica.

2. PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE FIBRAS INSOLÚVEIS, de acordo com a reivindicação 1 etapa “a”, caracterizado pelo solvente hidroalcóolico ser álcool etílico, na proporção de 1g de farelo para um volume de 4 mL a 10 mL de álcool.

3. PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE FIBRAS INSOLÚVEIS, de acordo com a reivindicação 1 etapa “b”, caracterizado pela hidrólise enzimática utilizar proteases selecionadas do grupo compreendendo proteases de origem microbiana obtidas de Bacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis, Aspergillus Sojae, Bacillus lichenformis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergilllus oryzae; pancreatina de origem animal e papaína de origem vegetal.

4. PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE FIBRAS INSOLÚVEIS, de acordo com a reivindicação 1 etapa “c”, caracterizado pelo branqueamento ser realizado com a utilização de peróxido de hidrogênio 10% (v/v), em meio alcalino.

5. PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE FIBRAS INSOLÚVEIS, de acordo com a reivindicação 1 etapa “d”, caracterizado por utilizar equipamentos de secagem selecionados do grupo compreendendo leitos fixos ou fluidizados, secadores convectivos, estufas, fornos, liofilizadores, spray-dryer.

6. USO DAS FIBRAS INSOLÚVEIS, obtidas pelo processo como definido na reivindicação 1, caracterizado por ser na fabricação de produtos de baixa caloria ou como fontes de fibras na indústria alimentícia.